風力發(fā)電信息自動化管理系統(tǒng)的設計與應用

摘 要：風力發(fā)電控制系統(tǒng)對于風力發(fā)電技術具有至關重要的作用，其已經(jīng)成為當下風力發(fā)電技術的核心競爭力。尤其是在風力發(fā)電的機組類型拓展之后，和電子功率變換技術的實現(xiàn)以后。而現(xiàn)代化的控制技術在風力發(fā)電的控制機構中，將會起到越來越重要的作用。當下研究針對如何的實現(xiàn)對于信息化控制技術的綜合運用，使得風力發(fā)電的控制系統(tǒng)能夠更加安全有效的運行，并且取得良好的控制效果，成為了熱點。

關鍵詞：風力發(fā)電；信息自動化；管理系統(tǒng)；設計與應用

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0111-01

引 言

風力發(fā)電因為干凈無污染可再生等環(huán)境保護型特點，在中國，因為技術開發(fā)落后等原因，風力發(fā)電有著美好的前景。風力發(fā)電技術尤其是控制技術的應用顯得尤其重要。而風力發(fā)電機組的系統(tǒng)非常的復雜，而且往往存在多種干擾。在這種不確定而又復雜的系統(tǒng)中，往往沒辦法直接建立模型，而是要設置多重動態(tài)控制部分。而這即是現(xiàn)代化控制技術應用的關鍵，通過不斷發(fā)展的現(xiàn)代化信息控制技術的強化應用，可以解決風力發(fā)電機組的各類干擾因素的控制，并最終完善整個項目。

1 風電工程的概述以及開發(fā)的意義

風電工程是充分利用了空氣動力學的原理，將自然風經(jīng)過風力機轉換成機械能，然后再轉變成人類可以使用的電能，來不斷滿足人們的正常生活和使用。風力發(fā)電技術在中國已經(jīng)發(fā)展了很多年，整體的工程照價管理基本上還是屬于比較成熟的階段。施工過程中的全面管理主要體現(xiàn)在了建設工程項目的協(xié)調、施工過程的控制以及項目目標的管理等等。但是目前我國很多的建筑工程企業(yè)的管理方式都比較豪放，對于我國工程項目管理的質量，以及速度等等都還存在著一些不足之處，施工人員還存在著素質比較低下的問題，以及項目管理比較難等等，因此就有必要加強我國風電建設項目施工管理的過程控制，從而進一步提高建設項目的經(jīng)濟效益和社會效益。風能的開發(fā)有著一定的意義性，通過風能的開發(fā)，充分利用了一些自然再生能源，節(jié)約了不可再生的一次能源，從而最大限度的減少了對于環(huán)境的污染程度，保護了我國生態(tài)平衡。并且現(xiàn)在隨著風力發(fā)電項目的逐漸施行，一些傳統(tǒng)的煤電廠正在逐漸的淘汰，很好的維持了我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。并且在最近幾年當中，國內(nèi)的一些省或者市自治區(qū)境內(nèi)，通過合理采用風力發(fā)電項目，改變了整體能源結構單一化的場面，保護了我國的水資源，減少了對于大氣的污染，而且風電項目的建設投資還在快速發(fā)展當中，相信在未來，實現(xiàn)面會越來越廣，會發(fā)揮出越來越大的作用。

2 風力發(fā)電信息自動化管理系統(tǒng)的設計與應用

2.1 風力發(fā)電機組信息系統(tǒng)的設計

風力發(fā)電機組信息系統(tǒng)的設計是以計算機為根本的生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制與調度自動化體系，由風電場智能管理與自動控制平臺、設備維護系統(tǒng)、智能調度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)解析與評估體系構成。該體系能夠對當場運行設備實施監(jiān)控，憑借現(xiàn)代通信設施對數(shù)據(jù)實施實時采集和傳輸，進而落實設備的參數(shù)調節(jié)以及事故報警等性能。落實對多個風電場統(tǒng)一管理調度，把風力發(fā)電量差異較大的多個風電場的發(fā)電總量設置為定值，能夠落實發(fā)電量配額的自由分配，當一些風電場風力較小而一些風電場風力較大時，在不超過總發(fā)電量設定值狀況下風力大的風電場能夠充分發(fā)電以補充風力小的風電場沒能充分發(fā)電剩余配額，使風資源獲得最大程度的利用，落實最大發(fā)電量。風力發(fā)電機組信息體系可以精準掌控發(fā)電體系的運行狀態(tài)，快速地發(fā)現(xiàn)故障并第一時間響應，提升故障處理效率。機組工作人員憑借風力發(fā)電機組信息體系，能夠高效的把設備有關數(shù)據(jù)信息以文字、圖表的形式體現(xiàn)出來，為風力發(fā)電企業(yè)的發(fā)展決策給予珍貴的理論根據(jù)，而且可以為投資給予精準的市場信息和相關的政策扶植，對風力發(fā)電企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有相當重要的作用。

2.2 風力發(fā)電信息自動化管理系統(tǒng)的應用

2.2.1 自適應控制信息化技術在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用

自適應控制信息化就是即是以環(huán)境改變而自動調整自身的控制參數(shù)，所以它對于整體參數(shù)的變化過程要給予高度的關注。在風力發(fā)電的控制系統(tǒng)中，自適應控制要做到對于過程參數(shù)變化檢測的同時，實時的調節(jié)控制器，從而實現(xiàn)最優(yōu)控制。而構建一個自適應控制系統(tǒng)的模型簡單，應用到風力發(fā)電的系統(tǒng)中還需要設計一個高性能的追蹤系統(tǒng)，例如槳距自適應控制系統(tǒng)，通過電流信號在實現(xiàn)自適應的同時，可以進行參數(shù)追蹤。應用到現(xiàn)代的風力發(fā)電技術中，以無速度傳感器矢量控制技術為基礎，設定模型追蹤風速，在權衡最大風能捕獲和機械疲勞造成的損耗最小兩個指標下，由適應器調節(jié)控制，在正確的補償或者減低設定的風速過程中，實現(xiàn)對于風力的合理的最大化的運用。

2.2.2 最優(yōu)控制智能技術在風力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應用

風力發(fā)電控制系統(tǒng)的隨機變量多，不確定或者干擾的因素大，主要指的是風能捕獲利用方面。通過最優(yōu)控制智能技術的使用，可以最大程度的分解和線性化干擾因素。因其數(shù)學模型已通過多次認證，因此對于變量或者干擾因素的線性化分解，設計最優(yōu)控制，從而有效的捕獲和利用風能。另一方面在發(fā)電機控制方面，也可以采用最優(yōu)控制技術，例如發(fā)動機運行的過程中，運用最優(yōu)功率調節(jié)器，在其功率和電功率波動之間尋求最優(yōu)解決參數(shù)，從而使得發(fā)電機的轉子轉速保持最優(yōu)葉尖速比，獲得最大風能捕獲。

2.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術在風力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術通過對動物神經(jīng)的研究，模仿神經(jīng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡特征，在電力系統(tǒng)中具有高度的應用。其類似于神經(jīng)元的獨立性以及并聯(lián)完成任務的組織性，可以在風力發(fā)電過程中對于風速實現(xiàn)預測。神經(jīng)網(wǎng)絡中所采用的模型大多為反向傳播算法模型，在BP以及廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡的運用中，通過神經(jīng)網(wǎng)絡自帶的演算和變量輸入，可以有效的預測風速和風量。而其具備的另一個優(yōu)點是即是系統(tǒng)中存在這大量的不確定性，其也能在通過減少功率的波動來實現(xiàn)預測。從而穩(wěn)定的實現(xiàn)系統(tǒng)的運行和控制。

3 結 語

綜上所述，風速所帶來的影響因素隨機性和非線性，使得風力發(fā)電系統(tǒng)的設計和控制存在在復雜和難以預測的特征。結合運用現(xiàn)代化的信息控制技術，可以有針對性的對于電流信號，風速，風能捕獲量燈量化因素進行控制，從而達到就目前而言的最優(yōu)控制效果。

參考文獻

[1]張鳳閣，金 石.無刷雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的L2魯棒控制[J].電機與控制學報，2010（08）.

[2]宋華振.貝加萊的風力發(fā)電控制系統(tǒng)[J].自動化博覽，2010（09）.

收稿日期：2018-5-2