天人工智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

蘭向宇

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們生活水平的提高，然而人工智能技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用。因此，對于以往傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式來說，已經(jīng)不能做到與時(shí)俱進(jìn)，而且還會(huì)給環(huán)境帶來一定的污染，在短時(shí)間內(nèi)，雖然能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是對于社會(huì)環(huán)境的發(fā)展進(jìn)步會(huì)產(chǎn)生直接的影響。在我國的發(fā)展中，長期面臨著這樣的問題，快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源保護(hù)以及環(huán)境保護(hù)存在著矛盾，如何將這幾個(gè)方面的關(guān)系有效地處理好，讓矛盾得到減輕，在能源開發(fā)利用上使用清潔能源就是很好的解決方案。其低污染、可循環(huán)利用的特點(diǎn)，有效推動(dòng)了多個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)向著更好的方向發(fā)展。因此，風(fēng)電已成為非常重要的清潔能源，風(fēng)電技術(shù)也具有了非常重要的戰(zhàn)略意義。但是此技術(shù)在有些方面還存在不足之處，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和推廣將人工智能技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合，可有效彌補(bǔ)風(fēng)力發(fā)電的不足，使得風(fēng)力發(fā)電的效率獲得顯著提高。

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù);風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域;應(yīng)用

引言

對風(fēng)力發(fā)電以及電力生產(chǎn)而言，控制系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用，是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的核心。在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，現(xiàn)代化應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、結(jié)構(gòu)、體系等逐漸成為風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的核心技術(shù)，能進(jìn)一步完善系統(tǒng)。

1人工智能技術(shù)基本概述

在社會(huì)發(fā)展中，信息化經(jīng)逐漸成為主要的趨勢，而且隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能正逐步滲透到人們的生產(chǎn)和生活中，并得到了廣泛應(yīng)用，獲得一定成果。其中所謂的智能技術(shù)指的是在人工智能基礎(chǔ)之上實(shí)施各環(huán)節(jié)操作的過程，如開發(fā)、研究和模擬以及拓展等。在風(fēng)力發(fā)電的過程中，通過應(yīng)用智能技術(shù)的運(yùn)用，將風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化控制相應(yīng)的系統(tǒng)構(gòu)建出來，使得風(fēng)電行業(yè)發(fā)電的效率獲得提高，進(jìn)而為風(fēng)電企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)類型

風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)主要有雙饋風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)和直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)兩種類型。雙饋風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中常見且應(yīng)用最為廣泛的系統(tǒng)形式，具有較高的性價(jià)比，主要應(yīng)用于大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)中。隨著信息化、智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，雙饋風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)也逐漸采用新的控制技術(shù)，如恒速恒頻控制技術(shù)和變速恒頻控制技術(shù)等，在對發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，普遍采用無功優(yōu)化控制、矢量控制、直接功率控制以及滑?？刂扑姆N方法。直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)在不斷發(fā)展過程中逐漸應(yīng)用于小功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，其簡單、有效且成本投入較少，主要采用擾動(dòng)觀察控制、轉(zhuǎn)矩反饋控制、最佳葉尖速比控制以及功率反饋控制四種方法。

3風(fēng)電工程建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場管理存在的問題

（1）設(shè)備管理不到位。在風(fēng)力發(fā)電工程管理的過程中，需要使用非常多的設(shè)備，對于這些設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的管理，能夠有效提升風(fēng)力發(fā)電建設(shè)工程質(zhì)量，同時(shí)也能夠降低設(shè)備的閑置率。而在當(dāng)下發(fā)展的過程中可以發(fā)現(xiàn)，很多建設(shè)單位對于現(xiàn)場設(shè)備的重視程度明顯不足，例如對現(xiàn)場設(shè)備沒有進(jìn)行功能分類、類型分類等等，這對于設(shè)備的后期安裝和使用都帶來了較大的影響。除此之外，還有一些精密度較高的設(shè)備，由于長期露天放置，導(dǎo)致出現(xiàn)了老化、銹蝕、污染等等問題，這些也會(huì)影響設(shè)備的實(shí)際使用效果。（2）建設(shè)單位水平參差不齊。在風(fēng)力發(fā)電建設(shè)的過程中，由于技術(shù)難度較高，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求較為嚴(yán)謹(jǐn)，因此對于建設(shè)單位專業(yè)技術(shù)水平和現(xiàn)場管理能力都提出了較高的要求。由于近些年來我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展教務(wù)迅速，很多風(fēng)力發(fā)電單位紛紛成立，但是這些單位的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)水平、管理能力都存在著一定的差異與問題。在風(fēng)力發(fā)電工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中，很多單位都存在著自身水平不高的問題，而這就會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的正常投產(chǎn)，同時(shí)也會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

4人工智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用措施

4.1無人機(jī)在智能巡檢中的應(yīng)用

對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)智能巡檢的無人機(jī)技術(shù)來說，其主要的特點(diǎn)應(yīng)為具有一定坑風(fēng)能力，而且在續(xù)航上有較長的時(shí)間，其中在風(fēng)力發(fā)電機(jī)智能巡檢應(yīng)用的過程中，無人機(jī)能加大控制力度，針對各種應(yīng)用情況進(jìn)行有效控制，通過拍攝指定的位置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，為風(fēng)力發(fā)電保持運(yùn)行狀態(tài)提供重要的保障。當(dāng)無人機(jī)拍攝工作實(shí)施之后，能傳輸所拍攝的圖片和視頻至其在地面的接收系統(tǒng)中，實(shí)際傳輸?shù)倪^程中，主要是通過實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，技術(shù)人員對信息和數(shù)據(jù)資料實(shí)施對比工作，進(jìn)而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)情況進(jìn)行有效的分析，這種無人機(jī)實(shí)施智能巡檢與傳統(tǒng)人工巡檢方式相比，能夠使得巡檢的效果獲得明顯的提高。

4.2最優(yōu)控制智能技術(shù)的應(yīng)用

在自然環(huán)境中，風(fēng)速、風(fēng)向都屬于不確定、不穩(wěn)定的因素，然而在風(fēng)力發(fā)電過程中，這二者卻是極其重要的因素，由于可控性較低，需要在研究中重點(diǎn)探究如何對其進(jìn)行控制，以確保風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性。對此，可以將最優(yōu)控制智能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)速感應(yīng)設(shè)備、發(fā)電機(jī)等的控制，及時(shí)獲取風(fēng)速、風(fēng)能變化數(shù)據(jù)，將其保持在穩(wěn)定狀態(tài)內(nèi)。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)較為落后，再加上發(fā)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，需要控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停、發(fā)電控制等功能，并且很難構(gòu)建風(fēng)速線性模型，在一定程度上提升了工作人員的工作難度。將最優(yōu)控制智能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，能夠有效明確風(fēng)速捕捉點(diǎn)以及風(fēng)速平衡點(diǎn)，構(gòu)建專業(yè)的線性模型，對相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)變化之間的關(guān)系進(jìn)行高效控制。同時(shí)，為了避免數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)沖突，還可以結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整智能技術(shù)的應(yīng)用，對線性模型進(jìn)行優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且在擴(kuò)展矢量控制動(dòng)態(tài)模型的情況下，還能設(shè)計(jì)出調(diào)節(jié)器的最優(yōu)輸出功率。為了避免風(fēng)速測量失真，還可以對變流器的速度進(jìn)行控制，進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)。為了獲取嘴閥風(fēng)能，可以將反饋線性化和跟蹤控制系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，跟蹤和控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以及風(fēng)速變化，采用最佳葉尖速比方法，保證最大限度地獲取額定風(fēng)速、風(fēng)能，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的輸出功率控制。另外，還可以采用LQG控制方法，找到一個(gè)控制序列，然后對變槳距控制器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，修改一些可以控制的信號。這樣能夠在額定風(fēng)速下促使發(fā)電機(jī)盡可能獲取風(fēng)能，并且在額定風(fēng)速值之上確保輸出功率的穩(wěn)定性，在引進(jìn)自由參數(shù)之后，對高頻率、低頻率之間的權(quán)重進(jìn)行重新分配，從而保證系統(tǒng)最優(yōu)性能。

4.3大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用

智能感知技術(shù)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是仍然需要另外增加傳感器，在增加時(shí)實(shí)際成本比較高，還缺少一定的擴(kuò)展性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)據(jù)量比較大，一個(gè)大型發(fā)電機(jī)公司需要管理的風(fēng)機(jī)超過上千臺(tái)，其產(chǎn)生數(shù)據(jù)量是非常大的，其級別達(dá)到了TB級。因此，如果可以對傳感數(shù)據(jù)不進(jìn)行增加，而是通過新的大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用，從機(jī)組數(shù)據(jù)入手，實(shí)施采集和存儲(chǔ)，并從風(fēng)機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)入手進(jìn)行相應(yīng)的挖掘，充分利用深度學(xué)習(xí)和自然語言處理人工智能分析方法進(jìn)行有效分析，使得機(jī)器設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)分析，有效預(yù)防風(fēng)電機(jī)組的部件故障，更好地避免電量損失。

結(jié)語

在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域中，人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用將對社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生直接而深遠(yuǎn)的影響，并在能源需求上，為社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。因此，我們需要不斷改變以往傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電管理模式，積極進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，讓風(fēng)力發(fā)電的效率獲得有效提升。因此，在風(fēng)發(fā)電領(lǐng)域中，充分利用人工智能技術(shù)，構(gòu)建起更加先進(jìn)、優(yōu)越的智能化風(fēng)力發(fā)電管控系統(tǒng)，可以進(jìn)一步提我國風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝曉剛，陳俊，張安.人工智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中國備工程，2021（7）：35-36.

[2]吳磊.智能化技術(shù)在風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子世，2021（1）：176-177.

[3]童飛.人工智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用[J].低碳世界，2020，10（9）：46-47.

[4]吳續(xù)明.風(fēng)力發(fā)電集控中心的信息化建設(shè)[J].智能城市，2020，6（5）：62-63.

[5]于錦春.風(fēng)力發(fā)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中智能化技術(shù)的運(yùn)用[J].通信電源技術(shù)，2020，37（3）：145-146.