一种基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统的制作方法

本申请涉及风力发电，尤其涉及一种基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统。

背景技术：

1、风电作为当前最具规模化利用的清洁可再生能源发电方式，具有良好的发展前景和研究价值。其中，风电机组的机舱风向等于机组偏航角度与对风角度(实际风向与机组叶轮迎风面法线方向角度偏差)之和，其中对风角度与机组的控制策略密切相关，其数据精度较高，偏差很小；但是若机组栽种时未准确“对北”，则风电机组会有偏航角度，以及若风电机组存在偏航角度，会导致计算风向出现误差，进而影响风电机组的发电量。其中，“对北”是风电机组默认的安装要求，“对北”用于保证所有机组在偏航角度为0时，机舱朝向完全一致。因此，风电机组需要实时进行机舱“对北”，以保证计算风向的准确性。

2、相关技术中，风电机组进行机舱“对北”的方法有以下两种：

3、方法一：采用指南针的方式进行机舱“对北”，但由于受到风电机组机舱附近磁场的干扰，指南针测量得到的机舱方位角不准确。

4、方法二：采用角度测量仪(如图1所示)，通过在机头上头布置一个角度测量仪，并与风电机场另外一个指北风机形成一个角度差，得到机舱方位角，但是该方法会受到人为干扰，测量精度不高，且受作业天气影响较大，不能实现实时机舱“对北”。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统，以解决上述相关技术中出现的技术问题。

2、本申请第一方面实施例提出一种基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统，所述姿态调整系统包括：

3、多个天线模块，用于接收卫星信号；

4、多个射频前端模块，每个射频前端模块用于接收每根卫星信号接收天线发送的卫星信号，并对所述接收的卫星信号进行预处理，得到对应的多个第一信号；

5、多个定位模块，每个定位模块用于接收每个射频前端模块传输的第一信号，并对所述多个第一信号进行处理得到多个第二信号；

6、姿态调整模块，用于接收所述多个定位模块分别传输的第二信号，并根据接收到的所述多个第二信号，利用姿态角计算方法得到所述风电机组的目标机舱方位角，并将所述风电机组调整到所述目标机舱方位角。

7、可选的，所述每个射频前端模块对所述接收到的卫星信号进行前置滤波、低噪声放大处理，得到所述第一信号。

8、可选的，所述每个定位模块包括下变频处理模块、第一处理模块和第二处理模块；

9、所述下变频处理模块，用于利用射频芯片对所述预处理后的信号进行两级下变频及数字采样处理，得到数字中频信号；

10、所述第一处理模块，用于利用相关器fpga对所述数字中频信号进行载波剥离和码剥离，得到第二信号；

11、所述第二处理模块，用于利用基带处理器完成所述第二信号的环路处理工作。

12、可选的，所述姿态调整模块根据接收到的所述多个第二信号，利用姿态角计算方法得到所述风电机组的目标机舱方位角，包括：

13、对所述多个第二信号进行解码，并得到观测数据；

14、对所述观测数据进行预处理，得到修正后的观测信号；

15、通过修正后的观测信号进行天线单点定位，并开展伪距差分定位；

16、基于多项式拟合或卡尔曼滤波的周跳探测修复并标记，同时过滤掉不必要的干涉电磁波信号；

17、建立载波相位双差观测方程，解算浮点模糊度及协方差阵，分别进行lambda模糊度搜索固定、基于固定模糊度基线解算等经典导航定位系统算法计算得到机舱方位角；

18、对所述机舱方位角进行验后残差分析，得到目标机舱方位角；

19、将所述风电机组的机舱方位角，调整到所述目标机舱方位角。

20、可选的，所述系统还包括电源管理模块；

21、所述电源管理模块，用于为所述姿态调整系统供电，并监测敏感器件的工作电压和工作电流。

22、可选的，所述系统还包括系统监控模块；

23、所述系统监控模块，用于实时监控所述风电机组所处的环境变量，其中所述环境变量包括以下至少一种：

24、湿度；

25、温度；

26、风速。

27、可选的，所述天线模块用于接收卫星长波段信号。

28、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

29、本申请提出的基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统中，姿态调整系统包括多个天线模块，用于接收卫星信号，多个射频前端模块，每个射频前端模块用于接收每根卫星信号接收天线发送的卫星信号，并对接收的卫星信号进行预处理，得到对应的多个第一信号，多个定位模块，每个定位模块用于接收每个射频前端模块传输的第一信号，并对多个第一信号进行处理得到多个第二信号，姿态调整模块，用于接收多个定位模块分别传输的第二信号，并根据接收到的多个第二信号，利用姿态角计算方法得到风电机组的目标机舱方位角，并将风电机组调整到目标机舱方位角。由此可知，本申请天线模块接收卫星的长波段信号，与机舱的短波电磁场不产生干涉效应，从而保证了机舱方位角的准确度。同时，本申请通过多个定位模块形成对应的多基带，且姿态调整模块基于多基带处理后的多个第二信号，利用姿态角计算方法可以准确的得到风电机组的目标机舱方位角，提高了机舱方位角的准确度，且本申请不受人为干扰或者天气环境的影响，适用于多种场景。

30、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：

1.一种基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统，其特征在于，所述姿态调整系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频前端模块对所述接收到的卫星信号进行前置滤波、低噪声放大处理，得到所述第一信号。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位模块包括下变频处理模块、第一处理模块和第二处理模块；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据接收到的所述多个第二信号，利用姿态角计算方法得到所述风电机组的目标机舱方位角，包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电源管理模块；

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括系统监控模块；

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天线模块用于接收卫星长波段信号。

技术总结
本申请提出的基于卫星的多基线风电机组姿态调整系统中，姿态调整系统包括多个天线模块，用于接收卫星信号，多个射频前端模块，每个射频前端模块用于接收每根卫星信号接收天线发送的卫星信号，并对接收的卫星信号进行预处理，得到对应的多个第一信号，多个定位模块，每个定位模块用于接收每个射频前端模块传输的第一信号，并对多个第一信号进行处理得到多个第二信号，姿态调整模块，用于接收多个定位模块分别传输的第二信号，并根据接收到的多个第二信号，利用姿态角计算方法得到风电机组的目标机舱方位角，并将风电机组调整到目标机舱方位角。本申请提高了机舱方位角的准确度，且本申请不受人为干扰或者天气环境的影响，适用于多种场景。

技术研发人员：叶昭良,张波,卢坤鹏,郭小江,刘鑫,邱旭,李新凯,廖猜猜
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13