風(fēng)力發(fā)電電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中智能化技術(shù)的應(yīng)用

李默涵　李水冰　解雙洲

摘要：快速發(fā)展的人工智能技術(shù)下，多數(shù)新理論與方法被引進(jìn)至各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，將智能化技術(shù)融入風(fēng)力發(fā)電電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，那么風(fēng)電行業(yè)便能實(shí)現(xiàn)更為迅速的發(fā)展?；谛畔⒓夹g(shù)，分析建立風(fēng)電場(chǎng)的智能控制系統(tǒng)，實(shí)行統(tǒng)一管理，有效提升風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電能力，闡述電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的智能化技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;電氣;自動(dòng)化;自動(dòng)控制;智能化技術(shù)

1引言

隨著我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)的不斷增長(zhǎng)，尤其是華北、西北區(qū)域風(fēng)電大基地的持續(xù)建設(shè)，需加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)的智能化管理，從控制策略入手，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組在全壽命周期內(nèi)的可靠運(yùn)行、提升風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量。

2智能技術(shù)概述

互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)已完全融入人們的工作和生活之中，智能化技術(shù)使企業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。智能自動(dòng)化技術(shù)的概念是人類智能研究、開發(fā)、仿真、推廣和應(yīng)用的一種全新的技術(shù)模式。依托先進(jìn)的智能自動(dòng)化技術(shù)，可以有效提高風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)控制管理系統(tǒng)的有效性和可靠性，有利于經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)社會(huì)效益的結(jié)合和提高。智能化技術(shù)的應(yīng)用類型主要有三種。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。在數(shù)字以及運(yùn)算符號(hào)計(jì)算和運(yùn)算時(shí)，經(jīng)常應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，比較適合復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)主要是在對(duì)案例中分散數(shù)據(jù)采取綜合分析處理儲(chǔ)備。

專家系統(tǒng)控制。在多領(lǐng)域集成智能系統(tǒng)的組織、決策、調(diào)節(jié)過(guò)程中，專家系統(tǒng)控制能夠有效解決不確定的模糊知識(shí)信息輸入錯(cuò)誤、非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題等。

集成智能控制技術(shù)。隨著科技的不斷發(fā)展，集成技術(shù)逐漸向著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，將集成智能技術(shù)與深度模擬技術(shù)相結(jié)合，對(duì)模糊數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集和處理，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制和調(diào)整，提升了集成技術(shù)的先進(jìn)性，也為自動(dòng)化技術(shù)在整體結(jié)構(gòu)的兼容性提供了幫助。

3風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用智能化技術(shù)的特點(diǎn)

3.1應(yīng)用智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）在風(fēng)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中加入其他輔助功能，如影像數(shù)據(jù)分析功能，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集和分析，從而實(shí)時(shí)監(jiān)督風(fēng)電情況，避免故障發(fā)生后一直得不到維修的情況。

（2）將智能化技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中，可以獲得從發(fā)電到用電過(guò)程的所有數(shù)據(jù)，從而根據(jù)數(shù)據(jù)分析獲得服務(wù)內(nèi)容的基本框架，為之后業(yè)務(wù)的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

（3）智能化技術(shù)可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，管理人員通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)分析各類用電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息，可以為維護(hù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行和提高服務(wù)水平提供支持。

3.2應(yīng)用智能化技術(shù)的必要性

加強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)的信息化建設(shè)、在風(fēng)電場(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能化技術(shù)，結(jié)合氣象系統(tǒng)的功率預(yù)測(cè)技術(shù)、基于電網(wǎng)的調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)有利于電網(wǎng)安全的風(fēng)電場(chǎng)控制模式。

4風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中智能化技術(shù)的應(yīng)用

4.1極端載荷與陣風(fēng)控制技術(shù)

風(fēng)電機(jī)組一般處于風(fēng)能豐富的地方，這些地區(qū)一般環(huán)境非常惡劣，若遇到極端天氣，可能會(huì)影響風(fēng)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了保證風(fēng)電設(shè)備的安全性，需要采取動(dòng)態(tài)調(diào)整策略及預(yù)先降載策略?；陲L(fēng)機(jī)模型的極端載荷工況控制技術(shù)，利用模式識(shí)別算法，可以達(dá)到預(yù)知危險(xiǎn)的目的，使得風(fēng)機(jī)能夠提前執(zhí)行載荷消減策略，平滑過(guò)渡極端載荷工況，防止機(jī)組在高風(fēng)速高轉(zhuǎn)速工況下引發(fā)超速停機(jī)，保證風(fēng)機(jī)在全壽命周期內(nèi)的可靠運(yùn)行。

4.2傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合分析

風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)需要在傳輸系統(tǒng)（物理線路）的支撐下，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。ICP/TP傳輸協(xié)議將其智能化技術(shù)與現(xiàn)有的風(fēng)電系統(tǒng)自動(dòng)化和過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合。標(biāo)準(zhǔn)化之后的傳輸協(xié)議能夠成為一個(gè)共享的傳輸系統(tǒng)，用戶共享同一個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、一套綜合智能布線系統(tǒng)和一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而解決不同系統(tǒng)之間相互通信的問(wèn)題。通過(guò)分析技術(shù)即可了解，風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)用戶端設(shè)備依托公共局域網(wǎng)、寬帶路由器進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器的訪問(wèn)可實(shí)現(xiàn)智能控制。

4.3基于大數(shù)據(jù)的偏航誤差自校正技術(shù)應(yīng)用

偏航系統(tǒng)使風(fēng)電機(jī)組始終處于迎風(fēng)狀態(tài)、最大化捕獲風(fēng)能。氣象站尾部安裝，槳葉擾動(dòng)干擾、機(jī)艙氣動(dòng)外形等帶來(lái)的擾流都可能引起偏航誤差，導(dǎo)致功率損失。為解決此問(wèn)題，可采用基于大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別算法以及激光雷達(dá)測(cè)風(fēng)技術(shù)，高效識(shí)別風(fēng)機(jī)在運(yùn)行和調(diào)試過(guò)程中因各種原因出現(xiàn)的等效偏航誤差，指導(dǎo)風(fēng)機(jī)主動(dòng)修正偏航對(duì)風(fēng)誤差，從而提高風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)效率，提升機(jī)組發(fā)電能力。

4.4智能感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用

智能電子設(shè)備的主要功能在于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，避免出現(xiàn)故障或者風(fēng)力自身特性導(dǎo)致的電網(wǎng)不穩(wěn)定等問(wèn)題。同時(shí)方便工作人員了解電網(wǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，為整合電網(wǎng)信息并進(jìn)一步提升發(fā)電效率等提供支持。

4.5主動(dòng)尾流控制技術(shù)

尾流引起的發(fā)電量損失是目前風(fēng)電項(xiàng)目急需解決的問(wèn)題。為了減少發(fā)電量損失，在風(fēng)電場(chǎng)智能控制策略中，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，進(jìn)而模擬風(fēng)電發(fā)電情況后優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)配置。主動(dòng)尾流控制技術(shù)的應(yīng)用，使得后位風(fēng)機(jī)因尾流減小帶來(lái)的發(fā)電量增加大于前位風(fēng)機(jī)主動(dòng)降低尾流帶來(lái)的發(fā)電量損失，最終提高風(fēng)電發(fā)電效率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)發(fā)電量的最大化。

4.6無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，常用于風(fēng)機(jī)智能巡檢中。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)具有防風(fēng)、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)且體積較小的特點(diǎn)，在操作員的控制下可以精準(zhǔn)拍攝和檢查風(fēng)電機(jī)組。無(wú)人機(jī)可以將資料傳遞給地面接收系統(tǒng)，在人工檢查資料的過(guò)程中可以分析風(fēng)電機(jī)組是否發(fā)生故障并判斷故障位置。無(wú)人機(jī)智能巡檢可以有效減少人工成本，提高巡檢效率，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

5結(jié)語(yǔ)

我們將智能化、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代化信息技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率預(yù)測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能維護(hù)、以及出力優(yōu)化等為中心所開展的一系列自動(dòng)化作業(yè)。

目前，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)3060遠(yuǎn)景目標(biāo)中重要性日益凸顯。將互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等新型智能化技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠有效解決產(chǎn)生于風(fēng)力發(fā)電推進(jìn)期間的各類管理問(wèn)題，保障風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)運(yùn)行的正常與穩(wěn)定，助力風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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