一种风机偏航方向定位方法及系统与流程

本申请涉及风力发电，尤其涉及一种风机偏航方向定位方法及系统。

背景技术：

1、目前风电行业发展已由粗放式进入精细化布局发展的阶段，风机点位设计时需要最大化利用空间资源，即在有限空间内合理部署数量较多的风机以达到综合产出最大化的目标。因此导致现实情况中前台风机产生的乱流在一定来风方向上会对其流经后方的风机产生影响，轻则导致后方风机发电量降低，重则影响后方风机运行安全。此影响尤其在山地风电场中影响较大，针对此情况风电场在运行管理中制定了风机扇区管理的规则以减少因轮流导致设备安全的问题。相关实施例中测量机舱方向的测量方法造价高、施工复杂且存在不确定的偏差，精准度较低。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种风机偏航方向定位方法，以解决现有测量机舱方向的测量方法造价高、施工复杂且存在不确定的偏差，精准度较低等问题。

3、本申请的第二个目的在于提出一种系统。

4、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种风机偏航方向定位方法，包括：

5、获取太阳光线；

6、基于所述太阳光线获取入射光束相对于基准方向的偏差角；

7、基于点位坐标和当前时间计算当前太阳方向角度；

8、基于所述偏差角及所述太阳方向角度获取机舱地理朝向角度。

9、优选地，所述基于所述偏差角及所述太阳方向角度获取机舱地理朝向角度包括：

10、判断所述偏差角和所述太阳方向角度大小；

11、若所述偏差角大于所述太阳方向角度，则机舱地理朝向角度为所述偏差角和所述太阳方向角度的差值；

12、若所述偏差角小于所述太阳方向角度，则机舱地理朝向角度为360减去所述偏差角和所述太阳方向角度的差值。

13、优选地，所述基于所述太阳光线获取入射光束相对于基准方向的偏差角包括：

14、将太阳光作为平行光源，当光线进入设备后，投射到内壁另一光敏元件，两个光敏元件连线与设备基准线所成夹角即为光线与设备基准线之间的偏差角，利用光线经过的两个光敏原件的序号差与总数量之比，获取入射光束相对于基准方向的偏差角。

15、优选地，所述基于点位坐标和当前时间计算当前太阳方向角度包括：

16、基于当前时间获取太阳赤纬角；

17、利用所述太阳赤纬角、太阳时角及当地纬度计算太阳天顶角；

18、基于所述太阳天顶角获取太阳方位角。

19、优选地，所述太阳天顶角计算公式为：

20、

21、所述太阳方位角计算公式为：

22、

23、其中，为当地纬度，δ为太阳赤纬角，ω为太阳时角，α为太阳高度角。

24、本申请第二方面实施例提出了一种风机偏航方向定位系统，包括：

25、圆柱状壳体，由遮光膜构成，壁身有三个垂直方向进光狭缝，用于获取太阳光线；

26、光敏元件，布置在所述圆柱状壳体内底部一周，用于捕捉所述太阳光线的投影；

27、定位装置，布置在所述圆柱状壳体内底部，用于获取系统安装点的地理坐标信息和时间信息；

28、处理器，布置在所述圆柱状壳体底部，通过传输装置与所述光敏元件、所述定位装置连接，基于所述太阳光线的投影与设备基准线的夹角计算机舱地理朝向角度；

29、存储装置，与所述处理器相连，用于将所述机舱地理朝向角度进行保存处理；

30、电源装置，与所述处理器、所述存储装置、所述定位装置及所述光敏元件相连，用于提供电源。

31、优选地，所述圆柱状壳体上每两个相邻狭缝间组成的圆心角均为120度，当太阳照射到测量设备后，光线只能从3个狭缝中的2个或者1个进入设备内部，进入设备内的光束在设备内部底部投影为一条光线，其会被该直线首尾两端的光敏传感器捕捉。

32、优选地，所述光敏元件有内部编号，利用光线经过的两个光敏原件的序号差与总数量之比，获取光线的与基线的夹角。

33、优选地，所述光线只能从3个狭缝中的2个或者1个进入设备内部包括：

34、当入射光通过两个进光狭缝投射进入设备底部，照射到内壁两个进光狭缝的四个光敏元件，利用两条入射光线中的一条获取入射光方向；

35、当入射光会通过一个进光狭缝投射进入设备底部，照射到内壁一个进光狭缝的两个光敏元件，通过光敏元件编号计算得入射光线与测量基准线之间的夹角。

36、优选地，所述设备基准线机舱中轴线平行。

37、本申请提供的一种风机偏航方向定位方法，通过太阳轨迹公式推算出该时刻的太阳光的真实地理方向角度，基于偏差角和地理方向角度获得机舱的地理朝向角度，采用的测量手段为太阳光，其原理不涉及磁场电场等易受干扰的手段，可以避免因机舱本身的强电场和磁场环境的干扰，实现自动且精确的输出测量设备基准线的朝向地理角度。

38、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种风机偏航方向定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风机偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于所述偏差角及所述太阳方向角度获取机舱地理朝向角度包括：

3.根据权利要求1所述的风机偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于所述太阳光线获取入射光束相对于基准方向的偏差角包括：

4.根据权利要求1所述的风机偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于点位坐标和当前时间计算当前太阳方向角度包括：

5.根据权利要求4所述的风机偏航方向定位方法，其特征在于，所述太阳天顶角计算公式为：

6.一种风机偏航方向定位系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的风机偏航方向定位系统，其特征在于，所述圆柱状壳体上每两个相邻狭缝间组成的圆心角均为120度，当太阳照射到测量设备后，光线只能从3个狭缝中的2个或者1个进入设备内部，进入设备内的光束在设备内部底部投影为一条光线，其会被该直线首尾两端的光敏传感器捕捉。

8.根据权利要求7所述的风机偏航方向定位系统，其特征在于，所述光敏元件有内部编号，利用光线经过的两个光敏原件的序号差与总数量之比，获取光线的与基线的夹角。

9.根据权利要求8所述的风机偏航方向定位系统，其特征在于，所述光线只能从3个狭缝中的2个或者1个进入设备内部包括：

10.根据权利要求6所述的风机偏航方向定位系统，其特征在于，所述设备基准线与机舱中轴线平行。

技术总结本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机偏航方向定位方法及系统，其中，方法包括：获取太阳光线；基于所述太阳光线获取入射光束相对于基准方向的偏差角；基于点位坐标和当前时间计算当前太阳方向角度；基于所述偏差角及所述太阳方向角度获取机舱地理朝向角度。通过太阳轨迹公式推算出该时刻的太阳光的真实地理方向角度，基于偏差角和地理方向角度获得机舱的地理朝向角度，采用的测量手段为太阳光，其原理不涉及磁场电场等易受干扰的手段，可以避免因机舱本身的强电场和磁场环境的干扰，实现自动且精确的输出测量设备基准线的朝向地理角度。技术研发人员：门鹏,郭向宠受保护的技术使用者：北京瑞科同创科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10