的坐標數據設定為歷史風況數據，將圖3中空屯、圓點的坐標數據設定為獲取的風況數據，貝U 如圖4所示，可W從該極坐標系的極點0向該目標幾何中屯、點Bo畫一條射線，即如圖4中的射 線Ki;從該極點0向該幾何中屯、點Co畫一條射線，即如圖4中的射線K2，從而射線Ki和射線拉的 方向分別作為前一預定周期內最大風能值所在的方向和當前預定周期內最大風能值所在 的方向。
[0067] 進一步地，如圖5所示，利用單位向量投影計算公式
[0069] 可將歷史風況數據內的每個數據點投影到風力發電機組捕獲最大風能的方向，其 中，ei為第i個風速單位向量，（XI，yi)為其直角坐標;emax為最大風能方向的單位向量，（X2, Y2}為其直角坐標;I司COSAg為其投影距離。
[0070] 由于風能公式
[0072] 中，空氣密度P和掃風面積S對同一風力發電機組都基本相等，因此本發明主要考 慮V,3對最大風能的影響。其中，P為空氣密度，S為葉輪掃風面積，Vi為第i個風速，t為時間，W 為風能。
[0073] 根據風能公式
[0075] 求取第i個風速單位向量在風力發電機組捕獲最大風能的方向上的風能值Emax,其 中，Vi為第i個風速大小，Emax為在最大風能值的方向上能捕獲的最大風能值。
[0076] 通過上式可W得到歷史風況數據對應的在最大風能方向上能捕獲的最大風能值。 進一步地，通過上述方法可W得到實時獲取的風況數據對應的在最大風能方向上能捕獲的 最大風能值。
[0077] 根據公式
[007引 目 At=目"廣目 t..............................................................................(4)
[0079] 計算目標幾何中屯、點和該幾何中屯、點之間最大風能值所在的方向之間的夾角數 值e^t，其中，0t為歷史風況數據對應的最大風能值所在的方向，0t+i為實時獲取的風況數據 對應的最大風能值所在的方向，0M為二者的最大風能值所在的方向的夾角數值。
[0080] 在步驟S270,基于該幾何中屯、點與目標幾何中屯、點的坐標計算相關系數。
[0081] 具體地，根據公式
[0083] 計算目標幾何中屯、點和該幾何中屯、點之間的相關系數PAt，其中，X為歷史風況數 據中的風速，Xi為歷史風況數據中的風速的數值，之為歷史風況數據中的風速的數值的均 值^為實時獲取的風況數據中的風速，71為實時獲取的風況數據的風速的數值，；^；為實時 獲取的風況數據的風速的數值的均值；CO V (X，y)為X和y的協方差，如(-、-)為x的方差， 為y的方差。
[0084] 需要說明的是，本實施例中步驟S260和S270是按照先后順序執行的，在實際應用 中步驟S260和S270可W任意順序執行，即先執行S270，之后再執行S260，或者S260和S270可 同時執行，本實施例對此不做限定。
[0085] 在步驟S280,基于該夾角數值和該相關系數執行相應的風力發電機控制策略。
[0086] 具體地，可W將夾角數值0At和相關系數PAt輸入到風力發電機組的主控系統或者 偏航控制系統中，通過相關系數的不同，權重的不同，可W將夾角數值和相關系數PAt合 理的加入到偏航控制系統。
[0087] 在實際應用中，對風力發電機組的風能捕獲進行控制的方式可W多種多樣，W下 提供一種可行的處理方式，具體可包括:針對夾角數值和相關系數PAt,可W預先設定條 件|0At| <3°和|pAt|含0.8。在對風力發電機組的風能捕獲進行控制時，可根據接收到的夾 角數值0At和相關系數PAt,分別判斷兩者是否滿足上述條件，如果不滿足，則可觸發風力發 電機組中的主控系統或者偏航控制系統，從而實現風力發電機組能夠捕獲到最大風能，如 果滿足，則不觸發風力發電機組進行任何處理。
[0088] 需要說明的是，風力發電機組工作時，風力發電機組上的雷達可將其實時獲取的 數據作為變化量，根據歐幾里距離公式
[0090] 分別計算每秒采集到的風速^與多個預定周期的歷史風況數據對應的幾何中屯、 點之間的空間距離1，其中，Vix和Viy為在時間節點內n個實時獲取的風況數據的第i個風速 的數值換算到直角坐標系中的坐標值，kjx和kw為歷史風況數據對應的幾何中屯、點中的第j 個幾何中屯、點換算到直角坐標系中的坐標值，1為每個采集到的風速實時數據Vi與k個預定 周期的歷史風況數據對應的幾何中屯、點kj之間的距離。
[0091] 通過空間距離1，可W認為兩個對象的距離越近，兩者的相似程度就越大，因此，1 可W取最小值。因此，可W通過采集的數據點與歷史風況數據對應的幾何中屯、點的相似程 度，實時的體現當前風速和風向的變化特征。
[0092] 本發明實施例提供的風力發電機組的風能捕獲方法，一方面，對前一預定周期通 過風況數據采集部件采集到的風速和風向等風況數據進行分析，將獲取到的數據通過極坐 標的方式繪制散點圖，在對風況數據進行預處理后剔除離群點，擬合出目標幾何中屯、點，進 而通過實時獲取的風況數據對應的幾何中屯、點和目標幾何中屯、點的比對，執行相應的風力 發電機組控制策略，從而可W降低葉輪未正對迎風面而產生的風機載荷增加和尾流效應， 減少風力發電機組故障及維護成本；另一方面，通過比較目標幾何中屯、點和實時輸入的采 集數據或者實時獲取的風況數據對應的幾何中屯、點二者之間的最大風能值所在的方向上 的角度偏差和相關系數，并將相應的數據輸入到風力發電機組的主控系統和偏航控制系統 中，W優化偏航控制策略，從而有效的提升風力發電機組對風能的捕獲能力，W及風力發電 機組的可靠性。
[0093] 實施例S
[0094] 基于相同的技術構思，圖6是示出根據本發明實施例=的風力發電機組的風能捕 獲裝置的邏輯框圖。參照圖6,該裝置包括風況數據獲取模塊610、幾何中屯、點確定模塊620 和控制模塊630。
[00M]風況數據獲取模塊610用于根據預定周期實時獲取風況數據。
[0096] 幾何中屯、點確定模塊620用于對該預定周期內獲取的風況數據進行散點擬合，得 到該風況數據的幾何中屯、點，該幾何中屯、點用于表示最大風能值所在位置。
[0097] 控制模塊630用于將該幾何中屯、點與目標幾何中屯、點進行比對，并根據比對結果 執行相應的風力發電機控制策略。
[009引進一步地，基于圖6的實施例，如圖7所示的裝置還包括：
[0099] 歷史風況獲取模塊640，用于獲取預先存儲的歷史風況數據；
[0100] 目標幾何中屯、點確定模塊650,用于對該歷史風況數據進行散點擬合，得到目標幾 何中屯、點。
[0101] 進一步地，如圖7所示的裝置還包括：
[0102] 預處理模塊660,用于對該歷史風況數據進行預處理，去除干擾風況數據，得到有 效歷史風況數據。
[0103] 另外，目標幾何中屯、點確定模塊650用于將該歷史風況數據導入在極坐標系中；連 接該歷史風況數據的最外圍的數據點，得到封閉的幾何圖形，將該幾何圖形的幾何中屯、點 作為目標幾何中屯、點。
[0104] 此外，控制模塊630用于:計算從該極坐標系的極點到幾何中屯、點的連線與到目標 幾何中屯、點的連線的夾角數值;基于該幾何中屯、點與目標幾何中屯、點的坐標計算相關系 數;基于該夾角數值和相關系數執行相應的風力發電機控制策略。
[0105] 本發明實施例提供的風力發電機組的風能捕獲裝置，通過在預定周期內實時獲取 的風況數據，并對該風況數據進行散點擬合，獲取該風況數據的幾何中屯、點，進而通過與目 標幾何中屯、點的比對，W對風力發電機組的風能捕獲進行控制，從而有效的提升風力發電 機組對風能的捕獲能力，W及風力發電機