現(xiàn)代控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

樊志超，崔彩云

（中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

現(xiàn)代控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

樊志超，崔彩云

（中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源問題日益突出。風(fēng)能作為一種新型的環(huán)保節(jié)約能源廣泛的應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電中，而控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。將現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電可以有良好的控制效果，文章分析了現(xiàn)代控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制中的應(yīng)用。

風(fēng)力發(fā)電；控制系統(tǒng)；現(xiàn)代控制技術(shù)

1 專家系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

在風(fēng)力發(fā)電的過程中，許多時(shí)候所選擇的控制系統(tǒng)都是專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是現(xiàn)代控制技術(shù)領(lǐng)域的一種尖端技術(shù)，能夠獨(dú)立智能地收集風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)部位運(yùn)行狀況的具體信息，并能夠?qū)邮盏降男畔⑦M(jìn)行及時(shí)處理。專家系統(tǒng)有著一定的程序設(shè)定，能夠整體按著設(shè)定的進(jìn)程展開推理、分析處理等，并且有著自己獨(dú)立的思考過程，不需要人工來(lái)進(jìn)行操作，而且準(zhǔn)確度相對(duì)較高。專家系統(tǒng)的主導(dǎo)模式是以符號(hào)為基礎(chǔ)的，能夠按照領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)化知識(shí)對(duì)系統(tǒng)的各種模式進(jìn)行檢驗(yàn)分析，一旦發(fā)現(xiàn)某一部分的運(yùn)行信息出現(xiàn)不良現(xiàn)象，就會(huì)進(jìn)行及時(shí)的診斷處理。從專家系統(tǒng)的功能及特性中可以看出，將它運(yùn)用在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)當(dāng)中，可以取得較高的控制效益。在風(fēng)力發(fā)電的過程中，機(jī)組包括多個(gè)部分，如發(fā)電機(jī)、風(fēng)輪、控制柜等，無(wú)論哪個(gè)部分出現(xiàn)問題，都會(huì)間接性地導(dǎo)致主體發(fā)電系統(tǒng)的癱瘓，為此，必須實(shí)時(shí)采取專家控制系統(tǒng)對(duì)其中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行防范，及時(shí)診斷各個(gè)部分潛在的問題，從而切實(shí)地保障整體風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定。

專家系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用，首先需要逐步建立整體的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)診斷模型，全面結(jié)合各個(gè)程序及環(huán)節(jié)的運(yùn)行，準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)不同部位的實(shí)際狀況，切實(shí)反映風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行過程。一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，專家系統(tǒng)會(huì)立刻發(fā)出信號(hào)，并確定出現(xiàn)狀況的環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)故障狀況及原因，進(jìn)行信息的反饋，有利于及時(shí)地進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步地控制。其次，專家系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)組電流信號(hào)進(jìn)行整體的檢測(cè)，包括電流的速度及穩(wěn)定性，多方位地對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，切實(shí)地發(fā)現(xiàn)電流質(zhì)量下降的原因；最后，專家系統(tǒng)可以進(jìn)行分開使用，對(duì)不同的區(qū)域采取針對(duì)性地檢測(cè)，設(shè)計(jì)不同的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，比如，一部分集中檢測(cè)風(fēng)力機(jī)組的振動(dòng)故障，另一部分集中檢測(cè)電流傳送的穩(wěn)定性，相互配合實(shí)現(xiàn)較高的監(jiān)測(cè)效益。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是較為常見的風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)之一，其最主要功能在于通過對(duì)風(fēng)速的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)電流輸出量的控制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)板塊的功能，以非線性映射為主，對(duì)不確定的風(fēng)力進(jìn)行范圍性地控制，而且其有著一定的容錯(cuò)范圍，不容易出現(xiàn)較大的差錯(cuò)。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，風(fēng)速的控制十分重要，但是，想要通過設(shè)備實(shí)現(xiàn)直接性地控制還是不可能的，為此，只有間接地改變風(fēng)力的大小，以此來(lái)改善電流質(zhì)量。想要切實(shí)地對(duì)風(fēng)速進(jìn)行了解性控制，首先必須要有一定的預(yù)測(cè)方法，而有效的預(yù)測(cè)方法無(wú)外乎人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能學(xué)習(xí)化分析，不僅可以估算風(fēng)力現(xiàn)階段的大小，還可以通過時(shí)間序列，對(duì)短期內(nèi)的風(fēng)速變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而進(jìn)行有效地控制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單，其不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型作為計(jì)算控制基礎(chǔ)，只需要通過自學(xué)就可以對(duì)整體風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行穩(wěn)定的控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高強(qiáng)度的電流質(zhì)量提升。此外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運(yùn)用，還可以配合其他的控制技術(shù)，比如，將其與模糊邏輯技術(shù)相結(jié)合，可以對(duì)風(fēng)電機(jī)組的載荷頻率進(jìn)行整體地優(yōu)化，設(shè)定一定的頻率控制器，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行載荷量的降低，減緩整體的電流荷載量，使得風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)更加穩(wěn)定，產(chǎn)生的電壓也會(huì)取得進(jìn)一步優(yōu)化。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在時(shí)代的發(fā)展當(dāng)中，風(fēng)力發(fā)電受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，面對(duì)其發(fā)電過程中容易出現(xiàn)的各種問題以及潛在的各種風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)現(xiàn)代控制技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化和改善，并實(shí)時(shí)地運(yùn)用到風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，做好各個(gè)發(fā)電環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)和故障預(yù)防，從而有效保障風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

［1］安占國(guó).3MW風(fēng)機(jī)變槳距驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.沈陽(yáng)：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)，2011.

［2］袁偉.風(fēng)力機(jī)變槳距實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)及控制策略研究［D］.沈陽(yáng)：東北大學(xué)，2008.

Application of Modern Control Technology in Wind Power Control System

FAN Zhi-chao，CUI Cai-yun
（CGNPC Wind Power Co.，LTD.，Hohhot，Inner Mongolia 010000，China）

With rapid development of modern society，the energy problem is increasingly prominent.Wind power as a kind of new environmental protection energy conservation is widely applied to wind power generation，and the control system is an important part of wind power generation system.Modern control technology applied to wind power can have a good control effect.This paper analyzes the application of modern control technology in wind power control.

wind power generation；control system；modern control technology

TM614

A

2095-980X（2016）10-0039-01

2016-09-09

樊志超（1988-），男，內(nèi)蒙古人，大學(xué)本科，主要研究方向：風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行維護(hù)工作。