偏航系统是水平轴风电机组的重要组成成分之一。它使风电机组能够快速追踪风向变化,提高风能的捕获效率。偏航系统的性能优劣对风电机组的发电效率有极大影响。由于风电机组运行工况比较复杂,偏航系统往往因存在静态偏差而无法实现准确对风,导致机组的疲劳载荷增加、发电效率降低。不仅如此,目前风电机组偏航系统的两个控制参数的设定并不合适。处于不同地理位置的风电机组的风资源各不相同,同一机组在不同风速下的风向稳定性也不相同。而许多风电场中相同型号的风电机组都共用一套偏航控制参数,且在全风速段内偏航控制参数也相同,这种简单粗糙的参数整定方法并不利于偏航系统发电效率的提升。同时,在风电机组运行的过程中,若偏航执行机构频繁操作会造成偏航轴承等机械磨损严重,若能权衡发电量和偏航系统的疲劳寿命损失,选择合适的偏航控制参数,对风电场综合经济效益的提升具有重要意义。针对上述情况,本文提出了一种基于数据预处理的偏航系统静态偏差分析方法,实现了对不配备激光雷达测风仪的风电机组的偏航系统静态偏差的分析与补偿,并进一步结合激光雷达测风仪数据,更加准确地分析了偏航系统静态偏差与叶轮转速之间的函数关系。随后文中分析了风向的波动特性,采用威布尔分布来拟合风向波动量的边缘分布概率密度函数,并将威布尔分布拟合函数的形状参数αA及αT作为定量精确描述风电机组本地风向波动特性的概率分布指标。基于雨流计数法和Miner准则,量化分析了偏航轴承的疲劳寿命损失,并提出了考虑综合目标的偏航系统控制参数优化方法。最后通过选取合适的风电机组综合效益表达式,再对其进行计算及寻优,就能分析得到适合风电机组本地风资源波动特性、同时能够实现发电量和机组设备使用寿命之间的平衡的偏航系统控制参数。