智能化技術(shù)在風(fēng)電機組控制中的應(yīng)用探究

劉旭東

（五凌電力有限公司新能源分公司，長沙 410011）

為了保證我國社會生產(chǎn)和日常生活的用電安全，需要在風(fēng)電機組控制中充分利用智能化技術(shù)的優(yōu)勢，及時發(fā)現(xiàn)和解決風(fēng)電機組控制過程中存在的問題。將智能化技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用在風(fēng)電機組控制中，能夠提高風(fēng)電機組的運行安全程度和控制效率，從而為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行營造空間。基于此，本文針對如何在風(fēng)電機組控制中科學(xué)應(yīng)用智能化技術(shù)，并充分發(fā)揮智能化技術(shù)的積極作用做出以下探討，不僅提高了風(fēng)電機組的控制效率，還為其他學(xué)者研究風(fēng)電機組控制的智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1 智能化技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 智能化技術(shù)的內(nèi)涵

隨著我國信息技術(shù)和計算機設(shè)備的更新與發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣a(chǎn)中與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系越來越緊密，這也意味著智能化技術(shù)在我國社會發(fā)展中的地位越來越重要。智能化技術(shù)主要是基于先進信息技術(shù)和計算機設(shè)備所形成的新興技術(shù)，多被應(yīng)用于智能研究和應(yīng)用等領(lǐng)域，將其應(yīng)用在風(fēng)電機組控制中，可以提高對風(fēng)電機組管理與控制的效率，進而推動相關(guān)企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。常見的智能化技術(shù)主要包括以下3種。第一，集成智能控制技術(shù)。在我國信息技術(shù)快速更新的影響下，集成技術(shù)也逐漸朝向智能化的方向發(fā)展，從而形成了集成智能控制技術(shù)，該技術(shù)能夠有效收集和處理所需要的數(shù)據(jù)信息。第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。在面對比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息時，可以充分借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的優(yōu)勢，在信息數(shù)據(jù)收集與分析的過程中，提高處理數(shù)據(jù)信息的安全性與效率。第三，專家控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效解決模糊數(shù)據(jù)輸入中存在的失誤，但是無法進行深度模仿。

1.2 智能化技術(shù)的價值

在風(fēng)電機組控制中，要根據(jù)其實際狀況應(yīng)用智能化技術(shù)，才能充分發(fā)揮智能化技術(shù)的積極作用。在我國風(fēng)電機組不斷發(fā)展的背景下，越來越多的風(fēng)電系統(tǒng)開始利用智能化技術(shù)來控制風(fēng)電機組。一方面，由于智能化技術(shù)能夠在風(fēng)電機組控制中自動識別不同數(shù)據(jù)信息，并能夠進行篩選、處理和分析，從而實現(xiàn)風(fēng)電機組的自動化管理與控制；另一方面，應(yīng)用智能化技術(shù)還能夠在風(fēng)電機組控制中發(fā)揮應(yīng)急功能、故障管理功能以及關(guān)鍵部位診斷功能，從而提高風(fēng)電機組控制的效率和質(zhì)量。另外，應(yīng)用智能化技術(shù)的還能夠帶來個性化服務(wù)，促使風(fēng)電機組控制在利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上提高收集數(shù)據(jù)信息的速度，并保證數(shù)據(jù)信息的存儲安全，而且管理人員根據(jù)風(fēng)電機組的應(yīng)用狀況和管理要求應(yīng)用智能化技術(shù)，可以建立風(fēng)電機組控制平臺，有利于推動風(fēng)電機組的穩(wěn)定發(fā)展。

1.3 智能化技術(shù)應(yīng)用的必要性

隨著我國風(fēng)力發(fā)電項目的建設(shè)和不斷發(fā)展，現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已處于逐漸完善的階段。但是由于風(fēng)力發(fā)電具有明顯的隨機性和波動性，容易受到外界因素的干擾和影響，所以大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展直接影響著我國電網(wǎng)運行中的安全性。將智能化技術(shù)科學(xué)應(yīng)用在風(fēng)電機組控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)電場的信息化建設(shè)和信息化管理，在此基礎(chǔ)上提高風(fēng)電機組的控制效率和管理效果。對于風(fēng)電場的自動化控制系統(tǒng)來說，在其運行中科學(xué)應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠形成“網(wǎng)源協(xié)同智能互聯(lián)”的管理制度，再加上氣象系統(tǒng)中信息技術(shù)的應(yīng)用，有利于提高電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。另外，在智能化技術(shù)應(yīng)用的過程中，還可以結(jié)合風(fēng)電場的資源狀況和風(fēng)電機組的運行狀況測試風(fēng)速，從而準(zhǔn)確掌握發(fā)電廠的發(fā)電收益。

2 風(fēng)電機組控制的基本要求

2.1 提高風(fēng)電機組控制的質(zhì)量

風(fēng)電機組與其他工業(yè)設(shè)備具有明顯差異，在其控制過程中要按照更加嚴格的要求提高控制效率。對于風(fēng)電機組來說，若在運行中出現(xiàn)故障或者異常，會導(dǎo)致整個電網(wǎng)受到影響，從而影響用電安全，因此需要在風(fēng)電機組控制中嚴格要求其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外，風(fēng)電機組控制不僅需要提高風(fēng)電機組本身的質(zhì)量要求，還要降低外界因素對風(fēng)電機組運行的影響和干擾，以此來提高風(fēng)電機組控制的最終效率。風(fēng)電機組一般處于比較偏遠的地理位置，如果在運行中出現(xiàn)安全故障或者質(zhì)量問題，其檢修工作和物料運輸工作都具有較高難度，因此要在風(fēng)電機組控制中提高其自我檢測能力和故障排查能力，從而提高風(fēng)電機組控制的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 提高風(fēng)電機組控制的環(huán)境適應(yīng)力

由于風(fēng)電機組所處的地理位置不同，其周邊的生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)條件等會有所差異，因此風(fēng)電機組需要具備一定的環(huán)境適應(yīng)力，以緩解外界環(huán)境對風(fēng)電機組控制帶來的影響。在風(fēng)電機組運行和控制管理等系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要實現(xiàn)風(fēng)電機組在不同環(huán)境下都能具備高質(zhì)量的運行狀態(tài)和控制效果，就要利用智能化技術(shù)來加強對運行設(shè)備和電子器件的管理與控制，以提高風(fēng)電機組的運行效率和運行安全性。為了滿足風(fēng)電機組在不同地理位置中的工作需求，提高其在開放環(huán)境中的穩(wěn)定性，就要在風(fēng)電機組控制中科學(xué)應(yīng)用智能化技術(shù)，以此來提高風(fēng)電機組的適應(yīng)性，同時提高風(fēng)電機組的設(shè)備安全和運行效率。因此，在風(fēng)電機組控制中要根據(jù)其所處的環(huán)境進行管理和控制，確保風(fēng)電機組的正常運行。

2.3 提高風(fēng)電機組控制的穩(wěn)定性

風(fēng)電機組在運行中容易受到外界因素的影響，而且風(fēng)本身就具有不確定性，因此在風(fēng)電機組控制中要提高其穩(wěn)定性，才能提升風(fēng)電機組的發(fā)電量。外界環(huán)境的溫度、氣候、風(fēng)力大小以及陽光照射等因素不僅會影響風(fēng)電機組控制的效果，也會增加風(fēng)電機組運行中的不穩(wěn)定性，從而提高風(fēng)電機組控制的難度。通過提高風(fēng)電機組控制的穩(wěn)定性，能夠及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機組運行中存在的問題，從而在不斷優(yōu)化機組運行效果的基礎(chǔ)上提高風(fēng)電機組控制效率，確保相關(guān)設(shè)備和電子器件的穩(wěn)定運行。在風(fēng)電機組運行中，當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟群凸庹諚l件都會對風(fēng)速造成影響，從而導(dǎo)致同一天中的不同時間段具有明顯的風(fēng)速差異。從空間分布來說，風(fēng)電機組所處的氣候帶不同，當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟纫灿兴町悾@會直接影響當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)資源分布。對于風(fēng)電場來說，影響風(fēng)資源的因素較多，如地表環(huán)境、地理位置、日照輻射以及風(fēng)機風(fēng)速等，這些因素最終都會影響風(fēng)電機組的控制效率。因此，要在風(fēng)電機組運行中根據(jù)其運行效率進行分析，同時提高風(fēng)電場發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量，以此來達到風(fēng)電機組預(yù)期的控制目標(biāo)。

2.4 提高風(fēng)電機組控制設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

在風(fēng)電機組的運行過程中，其結(jié)構(gòu)組成會直接影響風(fēng)電機組的運行效率和控制效果，因此要嚴格要求風(fēng)電機組控制中的結(jié)構(gòu)設(shè)計，為風(fēng)電機組控制提供科學(xué)的結(jié)構(gòu)條件。風(fēng)電機組主要由機艙、葉輪、塔架等構(gòu)件組成，這些構(gòu)件的質(zhì)量對風(fēng)電機組控制的效率具有較大影響，設(shè)計時要嚴格控制其尺寸、大小等參數(shù)。另外，風(fēng)電機組控制還要結(jié)合電氣理論、空氣動力學(xué)等知識，以提高風(fēng)電機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。由于風(fēng)電機組運行中涉及到的專業(yè)知識和學(xué)科領(lǐng)域比較廣泛，這就意味著在風(fēng)電機組控制中具有嚴格的要求和標(biāo)準(zhǔn)。因此，風(fēng)電機組控制要在相關(guān)要求的基礎(chǔ)上進行，結(jié)合風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)要求明確風(fēng)電機組控制需求，同時設(shè)計出科學(xué)合理的風(fēng)電機組控制方案，從而提高風(fēng)電機組控制的針對性和有效性，使風(fēng)電機組運行更加科學(xué)高效。

3 智能化技術(shù)在風(fēng)電機組控制中的具體應(yīng)用

3.1 傳輸控制系統(tǒng)

風(fēng)電機組的正常運行需要涉及到多個系統(tǒng)設(shè)備，同時還要科學(xué)利用智能化技術(shù)才能形成智能化風(fēng)電機組系統(tǒng)，其具體結(jié)構(gòu)見圖1。其中傳輸控制系統(tǒng)既是智能化風(fēng)電機組中的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是風(fēng)電機組實現(xiàn)智能控制的有效手段，它在電網(wǎng)應(yīng)用和安全管理中得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)能夠利用傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)多個系統(tǒng)之間的通信交流，在一定程度上保證了風(fēng)電機組的運行安全和控制效率。另外，在風(fēng)電機組控制中還應(yīng)用了共享可視對講和寬帶無線路由器等設(shè)備，能夠使用戶實時了解和登錄風(fēng)電機組控制設(shè)備及相關(guān)管理系統(tǒng)，從而提高互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用頻率和應(yīng)用效率，增強風(fēng)電機組運行中的控制能力。

圖1 智能化風(fēng)電機組系統(tǒng)

3.2 智能感應(yīng)技術(shù)

信息時代的發(fā)展為風(fēng)電機組控制提供了大量智能感應(yīng)設(shè)備和智能感應(yīng)技術(shù)，在風(fēng)電機組控制中需要根據(jù)實際情況來科學(xué)地應(yīng)用這些設(shè)備和技術(shù)，從而充分發(fā)揮智能感應(yīng)技術(shù)在風(fēng)電機組控制中的作用。對于風(fēng)電機組控制系統(tǒng)來說，要保障風(fēng)電機組的運行質(zhì)量和運行安全，就要實時監(jiān)控智能電網(wǎng)的運行狀態(tài)，這也是風(fēng)電機組控制的基礎(chǔ)內(nèi)容。風(fēng)電機組控制離不開傳感器的應(yīng)用，在無線傳感器、智能傳感器等設(shè)備的共同運用下，風(fēng)電機組控制系統(tǒng)能夠采集運行中的數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)信息，從而為風(fēng)電機組運行安全奠定基礎(chǔ)。同時，應(yīng)用智能感應(yīng)技術(shù)還可以根據(jù)風(fēng)電機組的不同運行環(huán)境獲取相關(guān)信息，以滿足變壓器的使用數(shù)據(jù)要求，提高風(fēng)電機組控制的效率。

3.3 極端載荷工況控制技術(shù)

風(fēng)電機組控制容易受到外界自然因素的影響，如強風(fēng)侵襲和陣風(fēng)侵襲等，從而導(dǎo)致風(fēng)電機組運行出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至?xí)绊戯L(fēng)電機組的運行安全和控制效果。因此，在風(fēng)電機組控制中還要采用極端載荷工況控制技術(shù)，以便于根據(jù)風(fēng)力大小調(diào)整風(fēng)電機組的控制方式，從而有效解決風(fēng)電機組運行中出現(xiàn)的故障和問題。極端載荷工況控制技術(shù)主要是在風(fēng)機模型的基礎(chǔ)上，通過模式識別算法來提前預(yù)估風(fēng)電機組的運行狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)估結(jié)果制定科學(xué)的管理控制方式，以此來降低外界因素對風(fēng)電機組運行的影響。由此可見，在風(fēng)電機組控制中應(yīng)用極端載荷工況控制技術(shù)，可以有效避免強風(fēng)等惡劣天氣對風(fēng)電機組的影響，從而延長風(fēng)電機組的運行壽命。

4 結(jié)語

風(fēng)力發(fā)電是我國社會生產(chǎn)中的新型資源，符合節(jié)能環(huán)保和綠色發(fā)展的社會生產(chǎn)理念，在其工作過程中，要加強對設(shè)備的控制和管理，以保證其運行安全。同時，在風(fēng)電機組控制中，需要充分借助互聯(lián)網(wǎng)時代的信息設(shè)備和先進技術(shù)，這樣不僅可以實現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護，還能夠推動風(fēng)電機組運行和控制的智能化發(fā)展。