风力发电机组的偏航控制方法及装置

技术领域

本公开涉及风力发电领域，具体涉及风力发电机组的偏航控制方法及装置。

背景技术

偏航控制系统是保障风力发电机组正常运行的重要组成部分，偏航控制系统的关键是如何获取准确的偏航角度。目前风力发电机组普遍采用风向标来获取准确风向以计算偏航角度。

但是，目前面临的难题是，一旦风力发电机组的风向标损坏，风力发电机组只能故障停机，等待更换新的风向标。如果风向标无货则需要停机一直等待备件到货，而这期间会造成严重的发电量损失。尤其是海上的风力发电机组，风向标的出海更换时间很长，因而导致发电量损失很大。除此之外，若风力发电机组的风向标不完全损坏，则风力发电机组将运行于错误的偏航角度，这也会造成发电量损失。

发明内容

本公开的实施例的目的在于提供一种风力发电机组的偏航控制方法及装置，以至少克服现有技术中的诸多不足，使风力发电机组基于准确的偏航角度进行偏航控制，减少风力发电机组的发电量损失。

根据本公开的实施例，提供一种风力发电机组的偏航控制方法，所述偏航控制方法包括：对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数；通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系；基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

根据本公开的实施例，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的偏航控制方法。

根据本公开的实施例，提供一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的偏航控制方法。

根据本公开的实施例，提供一种风力发电机组的偏航控制装置，所述偏航控制装置包括：集群分析单元，被配置为对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数，通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；映射关系确定单元，被配置为确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系；偏航角度估算单元，被配置为基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

采用根据本公开的实施例的风力发电机组的偏航控制方法及装置至少可以实现以下技术效果之一：实时计算风力发电机组的偏航角度估算值，与通过风向测量装置(例如，风向标)测得的偏航角度测量值进行对比，偏差过大时给出相应的提醒或警告，提醒现场运行人员可实地查看风力发电机组中的部件(例如，风向测量装置、偏航控制系统)是否存在异常或已损坏导致无法正常使用；当风力发电机组的风向测量装置已损坏，因而需要更换时，实时计算风力发电机组的偏航角度估算值，基于偏航角度估算值实现风力发电机组的准确的偏航控制，使风力发电机组正常运行，避免发电量损失，保证收益。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本公开的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚。

图1是根据本公开的实施例的偏航控制方法的流程图。

图2是根据本公开的实施例的偏航控制方法的流程图。

图3是根据本公开的实施例的偏航控制方法的流程图。

图4是根据本公开的实施例的偏航控制方法的流程图。

图5是根据本公开的实施例的偏航控制装置以及风力发电机组的控制器的框图。

图6是根据本公开的另一实施例的偏航控制装置以及风力发电机组的控制器的框图。

图7是根据本公开的实施例的计算装置的示意图。

具体实施方式

风力发电机组的偏航控制通常依赖于自身的风向测量装置(例如，风向标)，根据风向测量装置所测量的风向来确定偏航角度。但是，风力发电机组在运行过程中可能会由于各种原因，例如风向标卡滞、偏航系统异常等，导致偏航角度不准确，风力发电机组不能准确对风，造成发电量损失。当风力发电机组的风向测量装置严重损坏时，风力发电机组不得不停止工作，直到维护人员更换了新的风向测量装置之后才能重新工作，在等待期间会损失发电量。尤其当风向测量装置无备货时，为了等待风向测量装置到货会浪费大量时间，导致严重的发电量损失。

本发明提出一种风力发电机组的偏航控制方法及装置，可以使风力发电机组基于准确的偏航角度进行偏航控制，减少风力发电机组的发电量损失。下面将结合附图进行举例说明，但是本发明不限于以下实施例。

图1是根据本公开的实施例的偏航控制方法的流程图。

根据本公开的实施例，风电场中通常设置有一个或多个风力发电机组(例如，n个风力发电机组，所述n为正整数)，可以获取(例如，周期性地获取)风电场中的全部风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度，例如，从风电场的数据采集与监视控制系统(SCADA系统)获取(例如，周期性地获取)全部风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度。

根据本公开的实施例，偏航控制方法包括：对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析(步骤S11)，其中，所述n为正整数；通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组(步骤S12)，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系(步骤S13)；基于所述m个第二风力发电机组的标识(例如，机组编号)和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值(步骤S14)，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

本公开的实施例提供的偏航控制方法可以实时计算第一风力发电机组的偏航角度估算值，可以基于偏航角度估算值实现第一风力发电机组的准确的偏航控制和监测，保证第一风力发电机组的正常运行(例如，在第一风力发电机组的风向标损坏后)，避免发电量损失，保证收益。

根据本公开的实施例，历史环境数据可包括以下项中的至少一项：历史的环境风向、环境风速、环境温度、环境湿度，但是本发明不限于此，还可包括与风力发电机组的工作环境相关的任何历史数据。

在步骤S11，可采用机器学习算法对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析。例如，机器学习算法可包括以下项中的至少一种：神经网络算法、相关性分析算法、聚类算法、回归算法。但是，本发明不限于此，还可采用其它分析方法来对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析。

上述集群分析是一种将样本观察值进行分析，将具有某些共同特性者予以整合在一起，然后分配到特定的群体，最后形成许多不同集合集群的一种分析方法。在本公开实施例中，上述集群分析可以是根据所述n个风力发电机组中的每个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度的特性，对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度划分群组，然后根据每个群组的特性进行分析。通过集群分析可在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组(步骤S12)。

在本公开的实施例中，第一风力发电机组作为目标风力发电机组，可代表n个风力发电机组中的每个风力发电机组。因此，通过对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，可在n个风力发电机组中确定与每个风力发电机组相关的风力发电机组，例如，与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，m可小于或等于n。

m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性是指在历史环境数据下m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度最相近。例如，在历史环境数据下m个第二风力发电机组的历史偏航角度相对于剩余风力发电机组的历史偏航角度而言，与第一风力发电机组的历史偏航角度之间的偏差最小。例如，m个第二风力发电机组可包括与第一风力发电机组的地理位置较近的风力发电机组，使得m个第二风力发电机组的历史偏航角度相对于剩余风力发电机组的历史偏航角度而言，与第一风力发电机组的历史偏航角度之间的偏差最小。

历史环境数据可对应于多种环境条件。多种环境条件可包括多种环境风向、多种环境风速、多种环境温度和/或多种环境湿度的环境条件。例如，历史环境数据可包括历史的环境风向为南风和北风和/或历史的环境温度为20℃和30℃。在历史的环境风向为南风和/或历史的环境温度为20℃时，m个第二风力发电机组中的一部分第二风力发电机组的历史偏航角度相对于剩余的第二风力发电机组的历史偏航角度而言与第一风力发电机组的历史偏航角度最相近。在历史的环境风向为北风和/或历史的环境温度为30℃时，m个第二风力发电机组中的另一部分第二风力发电机组的历史偏航角度相对于剩余的第二风力发电机组的历史偏航角度而言与第一风力发电机组的历史偏航角度最相近。

在步骤S13，可采用机器学习算法确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。例如，机器学习算法可包括以下项中的至少一种：神经网络算法、相关性分析算法、聚类算法、回归算法。但是，本发明不限于此，还可采用其它分析方法来确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。

根据本公开的实施例，可采用相关性分析算法确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，然后采用神经网络算法确定第一风力发电机组的历史偏航角度与m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。可选地，还可采用聚类算法确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，然后采用神经网络算法确定第一风力发电机组的历史偏航角度与m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。但是本发明不限于上述示例，还可采用其它机器学习算法来确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组和/或确定第一风力发电机组的历史偏航角度与m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。

根据本公开的实施例，第一风力发电机组的历史偏航角度与m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系可包含分别与历史环境数据中的不同数据值关联的权重和/或分别与m个第二风力发电机组的历史偏航角度关联的权重。

下面将结合图2和图3进一步描述根据本公开的实施例的偏航控制方法。

参照图2，根据本公开的实施例，图1所示的步骤S11可包括对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行预处理，以生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度(步骤S21)；对预处理后的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析(步骤S22)。

在步骤S21，可通过以下操作中的至少一项来对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行预处理以生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度：例如，对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行清洗，以去除与强制不偏航的情况和/或故障导致无法偏航的情况对应的历史环境数据和历史偏航角度，生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度；例如，对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行时间对齐，使所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度的时间相互一致，生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度；例如，对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行时间连续性检查，以去除时间不连续的数据段，生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度；例如，按照所述n个风力发电机组的历史环境数据，对所述n个风力发电机组历史偏航角度进行分类(诸如，按照不同的历史环境风向对历史偏航角度进行分类，按照不同的历史环境风速对历史偏航角度进行分类)，生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度；例如，对所述n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行统计分析，以生成所述历史环境数据和所述历史偏航角度的统计分析结果，生成预处理后的历史环境数据和历史偏航角度，统计分析的方法可包括以下方法中的至少一种：求平均值、求百分位值、求最大值、求最小值、求标准偏差等其它对数据进行统计分布的方法。上述操作中的任何两个或更多个操作可相互组合以按照顺序依次执行，或者可并行执行，以最终产生预处理后的历史环境数据和历史偏航角度。

此外，还可利用其它方法对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行预处理。通过预处理可以有助于后续的集群分析准确地确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机机组。

参照图3，根据本公开的实施例，图1所示的步骤S14可包括：获取(例如，周期性地获取)所述n个风力发电机组中除第一风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前环境数据(步骤S31)；基于所述当前环境数据，在所述m个第二风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的p个第三风力发电机组(步骤S32)，所述p为正整数，p可小于或等于m；基于所述p个第三风力发电机组的标识(例如，机组编号)和所述映射关系确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值。

在步骤S31，可从风电场的数据采集与监视控制系统(SCADA系统)获取(例如，周期性地获取)n个风力发电机组中除第一风力发电机组之外的其它风力发电机组的当前环境数据。在本公开的实施例中，当前环境数据可包括以下项中的至少一项：当前的环境风向、环境风速、环境温度、环境湿度。除第一风力发电机组之外的其它风力发电机组可包括m个第二风力发电机组，甚至可包括除第一风力发电机组之外的剩余风力发电机组。

在步骤S32，可在所述m个第二风力发电机组中搜索在与当前环境数据相同或相似的历史环境数据下，与第一风力发电机组相关的p个第三风力发电机组。例如，当前环境数据可包括当前风向为南风。可在所述m个第二风力发电机组中搜索在南风时与第一风力发电机组相关的p个第三风力发电机组。

在基于所述p个第三风力发电机组的标识(例如，机组编号)和所述映射关系确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值时，可基于所述p个第三风力发电机组的标识，获取(例如，周期性地获取)所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度(步骤S33)；基于所述映射关系、所述当前环境数据以及所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值(步骤S34)。此外，还可基于所述p个第三风力发电机组的标识(例如，机组编号)获取(例如，周期性地获取)所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度，然后基于所述映射关系和所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值。

在步骤S33，可基于所述p个第三风力发电机组的标识，从风电场的数据采集与监视控制系统(SCADA系统)获取(例如，周期性地获取)所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度，或者从p个第三风力发电机组(例如，第三风力发电机组的偏航控制系统)获取(例如，周期性地获取)所述p个第三风力发电机组的当前偏航角度。

在步骤S34，可基于所述映射关系(即，第一风力发电机组的历史偏航角度与m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系)和当前环境数据确定与当前环境数据对应的映射关系。与当前环境数据对应的映射关系可包含分别与当前环境数据中的不同数据值关联的权重和/或分别与p个第三风力发电机组的历史偏航角度关联的权重。然后，可将p个第三风力发电机组的当前偏航角度替换与当前环境数据对应的映射关系中的p个第三风力发电机组的历史偏航角度，从而确定当前的映射关系。根据当前的映射关系可确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值。

根据本公开的实施例，偏航控制方法还可包括基于第一风力发电机组的当前偏航角度估算值确定第一风力发电机组的当前偏航角度，下面将结合图4进行描述。

参照图4，偏航控制方法可包括获取(例如，周期性地获取)第一风力发电机组的当前偏航角度测量值(步骤S41)；计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差(步骤S42)；比对所述差与预定阈值，得到比对结果(例如，步骤S43、S45)；根据所述比对结果，从所述当前偏航角度测量值和所述当前偏航角度估算值中确定第一风力发电机组的当前偏航角度(例如，步骤S43、S44、S47)。

在步骤S41，可从风电场的数据采集与监视控制系统(SCADA系统)获取(例如，周期性地获取)第一风力发电机组的当前偏航角度测量值，或者从第一风力发电机组(例如，第一风力发电机组的偏航控制系统)获取(例如，周期性地获取)第一风力发电机组的当前偏航角度测量值。可根据第一风力发电机组的风向测量装置(例如，风向标)所测得的风向来确定当前偏航角度测量值。

在步骤S42，可计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差，当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差可以是第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值相减之后的绝对值。

根据本公开的实施例，预定阈值可包括第一预定阈值。在步骤S43，可将当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与第一预定阈值进行比对，以确定当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差是否小于或等于第一预定阈值。响应于当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差小于或等于第一预定阈值，将当前偏航角度测量值确定为第一风力发电机组的当前偏航角度(步骤S44)。响应于当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值，将当前偏航角度估算值确定为第一风力发电机组的当前偏航角度(步骤S47)。可选地，响应于当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于第一预定阈值且小于第二预定阈值，将当前偏航角度测量值确定为第一风力发电机组的当前偏航角度(步骤S44)。

在本公开的实施例中，通过设置第一预定阈值并且将当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与第一预定阈值进行比对，可以及时识别风向测量装置是否存在异常。例如，可根据风向测量装置存在异常(例如，风向测量装置(例如，风向标)卡滞或者轻微故障、与风向测量装置相关的部件故障)时出现的偏航角度测量值的较小偏差来设置第一预定阈值。

在本公开的实施例中，通过设置第二预定阈值并且将当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与第二预定阈值进行比对，可以及时识别风向测量装置是否出现严重损坏等需要更换的情况。例如，可根据风向测量装置已损坏(例如，风向测量装置(例如，风向标)严重故障导致无法继续使用、与风向测量装置相关的部件严重损坏)时出现的偏航角度测量值的较大偏差来设置第二预定阈值。

根据本公开的实施例，偏航控制方法还可根据所述比对结果，发送通知。通过发送通知，可提醒或警示工作人员及时地检查第一风力发电机组中的各个部件(例如，风向测量装置)是否正常工作，以便及时维修或更换部件。例如，响应于当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于第一预定阈值且小于第二预定阈值，可发送提醒以通知第一风力发电机组的风向测量装置存在异常(步骤S46)。风向测量装置存在异常可包括风向测量装置(例如，风向标)卡滞或者轻微故障、与风向测量装置相关的部件故障导致风向测量装置的运行出现轻微失误。通过发送提醒可提示工作人员对第一风力发电机组的风向测量装置进行检查和维修。可选地，响应于当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值，可发送警告以警示第一风力发电机组的风向测量装置已损坏(步骤S48)。风向测量装置已损坏可包括风向测量装置(例如，风向标)严重故障导致无法继续使用、与风向测量装置相关的部件严重损坏导致风向测量装置的运行出现严重错误。通过发送警告可提示工作人员对第一风力发电机组的风向测量装置进行检查和更换。

发送通知的操作(例如，步骤S46和S48)可在确定当前偏航角度之前或之后执行，也可在确定当前偏航角度时执行。如此，可在实时确定当前偏航角度的同时，还监测第一风力发电机组是否存在异常。

图5是根据本公开的实施例的偏航控制装置1以及第一风力发电机组的控制器2的框图。

根据本公开的实施例，偏航控制装置1可设置在风电场的中央控制系统(例如，中央监控端)中。中央控制系统用于监测并控制风电场中的每个风力发电机组的运行。可利用中央控制系统中的硬件或软件模块来实现偏航控制装置1中的各个单元。控制器2位于第一风力发电机组中，并且用于基于第一风力发电机组的当前偏航角度控制第一风力发电机组的偏航操作。例如，控制器2可以是第一风力发电机组的主控制器或偏航控制器。控制器2可从偏航控制装置1获取(例如，周期性地获取)当前偏航角度。

偏航控制装置1可包括集群分析单元11，被配置为对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数，通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；映射关系确定单元12，被配置为确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系；偏航角度估算单元13，被配置为基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

可选地，偏航控制装置1还可包括偏航角度确定单元15，偏航角度确定单元15被配置为：获取第一风力发电机组的当前偏航角度测量值；计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差；比对当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与预定阈值，得到比对结果；根据所述比对结果，从所述当前偏航角度测量值和所述当前偏航角度估算值中确定第一风力发电机组的当前偏航角度。

可选地，偏航控制装置1还可包括通知单元14，通知单元14被配置为：获取第一风力发电机组的当前偏航角度测量值；计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差；比对当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与预定阈值，得到比对结果；根据所述比对结果，发送通知。

可参照上文中结合图1至图4描述的偏航控制方法来理解偏航控制装置1及其各个单元所执行的相应处理的具体细节，在此不做赘述。

根据本公开的实施例，偏航角度确定单元15可与控制器2进行通信。例如，偏航角度确定单元15可通过向控制器2发送握手信号来与控制器2建立通信。偏航角度确定单元15可响应于第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值，将当前偏航角度估算值发送给控制器2，并且指示控制器2将当前偏航角度估算值确定为第一风力发电机组的当前偏航角度。当偏航角度确定单元15确定第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差小于第二预定阈值，控制器2可将当前偏航角度测量值作为当前偏航角度进行偏航控制。

根据本公开的另一实施例，只有当第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值时，偏航角度确定单元15才与控制器2建立通信，例如，通过向控制器2发送握手信号来与控制器2建立通信。然后，偏航角度确定单元15可向控制器2发送当前偏航角度估算值作为第一风力发电机组的当前偏航角度。

根据本公开的实施例，在偏航角度确定单元15首次确定第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值之后，偏航角度确定单元15可与控制器2保持通信，以便将偏航角度估算单元13实时确定的当前偏航角度估算值发送给控制器2，使控制器2始终将当前偏航角度估算值作为当前偏航角度进行实时控制，而无需偏航角度确定单元15重复地将当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与第一预定阈值和第二预定阈值进行比对。原因在于，当第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差大于或等于第二预定阈值时，表明当前偏航角度测量值错误较大，第一风力发电机组的风向测量装置已严重损坏，无法正常工作，当前偏航角度测量值已失效。直到第一风力发电机组的风向测量装置被修复或者更换之后，维护人员可指示偏航角度确定单元15再次将当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与第一预定阈值和第二预定阈值进行比对。

根据本公开的实施例，偏航角度确定单元15可从偏航角度估算单元13周期性地接收当前偏航角度估算值。当前偏航角度估算值可能发生变化或者保持不变。响应于当前偏航角度估算值发生变化，偏航角度确定单元15与控制器2之间传输的握手信号可改变，并且偏航角度确定单元15向控制器2实时发送当前偏航角度估算值。在将当前偏航角度估算值确定为当前偏航角度并且当前偏航角度估算值保持不变时，偏航角度确定单元15与控制器2之间传输的握手信号可保持不变。可选地，在将当前偏航角度测量值确定为当前偏航角度时，偏航角度确定单元15与控制器2之间传输的握手信号可保持不变。

图6是根据本公开的另一实施例的偏航控制装置3以及第一风力发电机组的控制器4的框图。

根据本公开的实施例，偏航控制装置3可设置在风电场的中央控制系统(例如，中央监控端)中。中央控制系统用于监测并控制风电场中的每个风力发电机组的运行。控制器4位于第一风力发电机组中，并且用于基于第一风力发电机组的当前偏航角度控制第一风力发电机组的偏航操作。偏航控制装置3可与控制器4进行通信。

偏航控制装置3可包括集群分析单元31，被配置为对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数，通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；映射关系确定单元32，被配置为确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。

控制器4可包括偏航角度估算单元41。集群分析单元31可将与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组的标识发送给偏航角度估算单元41。映射关系确定单元32可将第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系发送给偏航角度估算单元41。如此，使得所述第一风力发电机组的控制器4基于所述m个第二风力发电机组的标识和第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，并且可基于当前偏航角度估算值确定当前偏航角度。例如，偏航控制装置3可将所述m个第二风力发电机组的标识和/或所述映射关系周期性地发送给第一风力发电机组的控制器4，以便周期性更新控制器4所存储的m个第二风力发电机组的标识和第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系。

偏航角度估算单元41被配置为基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。可选地，偏航控制装置4还可包括偏航角度确定单元43，偏航角度确定单元43被配置为：获取第一风力发电机组的当前偏航角度测量值；计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差；比对当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与预定阈值，得到比对结果；根据所述比对结果，从所述当前偏航角度测量值和所述当前偏航角度估算值中确定第一风力发电机组的当前偏航角度。

可选地，偏航控制装置4还可包括通知单元42，通知单元42被配置为：获取第一风力发电机组的当前偏航角度测量值；计算第一风力发电机组的当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差；比对当前偏航角度测量值与当前偏航角度估算值之间的差与预定阈值，得到比对结果；根据所述比对结果，发送通知。

可参照上文中结合图1至图4描述的偏航控制方法来理解偏航控制装置1及其各个单元所执行的相应处理的具体细节，在此不做赘述。

根据本公开的实施例，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时可实现参照图1至图4描述的偏航控制方法，例如，可执行以下步骤：对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数；通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系；基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储计算机程序的有形介质，该计算机程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以包含在任意装置中；也可以单独存在，而未装配入该装置中。

根据本公开的实施例，还提供一种计算装置，图7是根据本公开的实施例的计算装置5的示意图。

参照图7，根据本公开的实施例的计算装置5可包括存储器51和处理器52，在存储器51上存储有计算机程序53，当计算机程序53被处理器52执行时，实现根据本公开的实施例的偏航控制方法，例如，可执行以下步骤：对n个风力发电机组的历史环境数据和历史偏航角度进行集群分析，其中，所述n为正整数；通过所述集群分析，在所述n个风力发电机组中确定与第一风力发电机组相关的m个第二风力发电机组，其中，所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度与第一风力发电机组的历史偏航角度具有最优相关性，所述m为正整数；确定第一风力发电机组的历史偏航角度与所述m个第二风力发电机组的历史偏航角度之间的映射关系；基于所述m个第二风力发电机组的标识和所述映射关系，确定第一风力发电机组的当前偏航角度估算值，所述当前偏航角度估算值用于第一风力发电机组的当前偏航控制。

图7示出的计算装置仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

以上已参照图1至图7描述了根据本公开的实施例的偏航控制方法及装置、计算机可读存储介质、计算装置。然而，应该理解的是：图5和6中所示的偏航控制装置及其各个单元可分别被配置为执行特定功能的软件、硬件、固件或上述项的任意组合，图7中所示的计算装置并不限于包括以上示出的组件，而是可根据需要增加或删除一些组件，并且以上组件也可被组合。

采用根据本公开的实施例的偏航控制方法及装置，至少可以实现以下技术效果之一：实时计算风力发电机组的偏航角度估算值，与通过风向测量装置(例如，风向标)测得的偏航角度测量值进行对比，偏差过大时给出相应的提醒或警告，提醒现场运行人员可实地查看风力发电机组中的部件(例如，风向测量装置、偏航控制系统)是否存在异常或已损坏导致无法正常使用；即使风力发电机组的风向测量装置已损坏且需要更换时，可实时计算风力发电机组的偏航角度估算值，基于偏航角度估算值实现风力发电机组的准确的偏航控制，使风力发电机组正常运行，避免发电量损失，保证收益。

根据本公开的实施例的偏航控制方法及装置可以在线地实时监测整个风电场中的风力发电机组的工作情况，及时报告偏航系统异常，帮助及时发现问题，以便提前发现和解决；同时还可以在风向测量装置等与偏航角度测量相关的部件严重损坏时接管偏航角度的实时确定，使风力发电机组可容错运行，挽回因等待部件更换而长时间停机造成的发电量损失，如此，可以保证风力发电机组正确对风运行，确保最大出力，提升发电量。

由控制系统中的各个组件或控制器执行的控制逻辑或功能可由在一个或多个附图中的流程图或类似示图来表示。这些附图提供代表性的控制策略和/或逻辑，代表性的控制策略和/或逻辑可使用一个或更多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实现。因此，示出的各个步骤或功能可按照示出的顺序被执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。虽然未总是被明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，示出的一个或更多个步骤或功能可根据使用的特定处理策略而被重复执行。

尽管已参照优选实施例表示和描述了本公开，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。