對(duì)信息化控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中運(yùn)用的思考

韓巖

摘? ?要：控制系統(tǒng)是整個(gè)風(fēng)力發(fā)電和電力生產(chǎn)的核心調(diào)控系統(tǒng)和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。在新型信息技術(shù)的帶動(dòng)和催生下，現(xiàn)代化的控制結(jié)構(gòu)、體系和網(wǎng)絡(luò)正在成為控制系統(tǒng)的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。對(duì)于風(fēng)電企業(yè)來(lái)講，更準(zhǔn)確地運(yùn)用信息技術(shù)、將現(xiàn)代化的科技元素融入風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)就成為工作的核心所在。本文對(duì)自適應(yīng)技術(shù)、仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)、人工智能技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了深入研討。

關(guān)鍵詞：信息? 控制? 風(fēng)力發(fā)電? 自適應(yīng)? 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)? 系統(tǒng)? 技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM614? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）12（a）-0001-02

風(fēng)力發(fā)電是新時(shí)期綠色發(fā)展理念和可持續(xù)發(fā)展思想在電力與建設(shè)事業(yè)上的新生事物，隨著風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)站建設(shè)與應(yīng)用逐步開(kāi)展，如何利用好現(xiàn)代信息技術(shù)和高科技元素加速風(fēng)力發(fā)電事業(yè)發(fā)展就成為建設(shè)者、管理者和決策者的中心任務(wù)和核心目標(biāo)。當(dāng)前信息化的控制技術(shù)發(fā)展進(jìn)入到關(guān)鍵時(shí)期，以自適應(yīng)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)、人工智能技術(shù)為代表的新型技術(shù)正在廣泛應(yīng)用到風(fēng)電控制體系之中，這為高效率、高安全地實(shí)現(xiàn)風(fēng)電生產(chǎn)各項(xiàng)目標(biāo)提供了可能，同時(shí)也為風(fēng)電事業(yè)的從業(yè)者提出了如何做好實(shí)際應(yīng)用、具體管理等一系列課題。

1? 自適應(yīng)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運(yùn)用

自適應(yīng)控制技術(shù)是在新一代控制理論和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上提出的新型控制技術(shù)，在風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的實(shí)際過(guò)程中具有較好的適應(yīng)性和針對(duì)性，風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用自適應(yīng)控制技術(shù)可以針對(duì)尚未構(gòu)建模型的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)階段變化的實(shí)時(shí)性控制，從而保障風(fēng)力發(fā)電設(shè)備達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行、安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前自適應(yīng)控制技術(shù)的應(yīng)用主要集中在風(fēng)力發(fā)電中控制系統(tǒng)的中控部分，通過(guò)自適應(yīng)控制技術(shù)構(gòu)建的功能型平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確的捕捉風(fēng)力和風(fēng)強(qiáng)，動(dòng)態(tài)性地調(diào)整發(fā)電控制系統(tǒng)的以適應(yīng)周邊環(huán)境變化的實(shí)時(shí)性和突發(fā)性，真正起到對(duì)環(huán)境要素的全面、適當(dāng)、有效地調(diào)整。自適應(yīng)控制技術(shù)在不同風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之間還有著數(shù)據(jù)交換和信息溝通的功能，通過(guò)對(duì)個(gè)別風(fēng)力發(fā)電設(shè)備反饋的信息，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)站可以形成運(yùn)行環(huán)境的深入認(rèn)知，有助于建立更加完整、更加準(zhǔn)確的環(huán)境信息庫(kù)。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)站課可以通過(guò)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備整體的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行深入加工，制定和形成適應(yīng)實(shí)際的風(fēng)力電力生產(chǎn)的策略和目標(biāo)，因此，自適應(yīng)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用具有顯著現(xiàn)實(shí)意義。

2? 專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)技術(shù)和專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的智能推理系統(tǒng)和輔助程序，是對(duì)專(zhuān)家思維和推理過(guò)程的全過(guò)程仿真與真實(shí)性模擬，由于專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)包含專(zhuān)業(yè)知識(shí)信息庫(kù)、推理與演繹模塊、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備等功能組成部分，所以對(duì)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際情況和具體問(wèn)題的分析和判斷有著重要的針對(duì)性和功能性。風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)性和功能性高度融合的復(fù)雜系統(tǒng)，任一子系統(tǒng)存在運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)和故障都會(huì)在整體上和功能上造成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的不良影響和嚴(yán)重威脅。專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)可以形成對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電力信號(hào)、故障信息、特征向量的跟蹤，實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)對(duì)海量運(yùn)行數(shù)據(jù)的模糊控制，在采取出組區(qū)域轉(zhuǎn)矩控制的基礎(chǔ)上結(jié)合變速控制方式，更好地提出針對(duì)不同風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速風(fēng)強(qiáng)的運(yùn)行調(diào)整建議，在準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和全面控制的同時(shí)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高效率、高安全地運(yùn)行。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及其控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上異常復(fù)雜，根據(jù)系統(tǒng)論的基本觀點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)越復(fù)雜，造成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障和隱患的因素就會(huì)越多，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及其控制系統(tǒng)故障就會(huì)越復(fù)雜、越難于處理，而專(zhuān)家評(píng)估系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備、各器件的動(dòng)態(tài)跟蹤和實(shí)施檢測(cè)，采取專(zhuān)業(yè)化推理和功能化演繹的方式作出故障和隱患的判斷，更好地實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及其控制系統(tǒng)的連續(xù)、安全地運(yùn)行。

3? 仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)屬于分線(xiàn)性的映射技術(shù)，在風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)中應(yīng)用仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效提升整個(gè)系統(tǒng)的功能性和抗逆能力，同時(shí)由于仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有的可擴(kuò)展性和可學(xué)習(xí)性風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的自組織，有效實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的跟蹤學(xué)習(xí)和容錯(cuò)能力，這使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可以不斷開(kāi)發(fā)出遞進(jìn)型的控制體系，更好地適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電的動(dòng)態(tài)性、連續(xù)性、不確定性等更重條件和基本情況。風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)力的辯變化具有動(dòng)態(tài)性和不平衡性的變化特征，利用仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速的預(yù)測(cè)，進(jìn)而做到風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、全面性調(diào)整，以適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)和運(yùn)行安全的實(shí)際需要。通過(guò)仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的遺傳算法可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，通過(guò)BP算法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)風(fēng)場(chǎng)的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，在仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深入應(yīng)用的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備對(duì)風(fēng)能捕捉能力的極大提升。仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還在于對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的跟蹤、分析和診斷，特別對(duì)于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障隱患更是有著及時(shí)的判斷和實(shí)施的診斷功能，通過(guò)仿真神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升整個(gè)體系對(duì)發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的感知能力，有效地提升風(fēng)力電機(jī)的動(dòng)力性能和連續(xù)性，在技術(shù)、系統(tǒng)和功能上實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提升了風(fēng)力發(fā)電電能的質(zhì)量。

4? 人工智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中面臨各種不確定性和不可控性的影響，動(dòng)態(tài)因素的嬗變性產(chǎn)生風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)必須具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力和調(diào)節(jié)能力。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)利用建構(gòu)數(shù)學(xué)建模和仿真模型來(lái)確定各種動(dòng)態(tài)因素，但是受制于數(shù)學(xué)手段、技術(shù)設(shè)備、運(yùn)行平臺(tái)、設(shè)計(jì)意圖、方式方法上的限制，導(dǎo)致驗(yàn)算和推導(dǎo)出的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)難于適應(yīng)風(fēng)場(chǎng)實(shí)際，特別在優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電控制方式上由于簡(jiǎn)單地局限在線(xiàn)性方程的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)不能夠動(dòng)態(tài)反應(yīng)電機(jī)工作特點(diǎn)，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)不能精確化、實(shí)時(shí)化地對(duì)風(fēng)力做出及時(shí)反應(yīng)，出現(xiàn)功率與荷載、電流與電壓等一系列參數(shù)的波動(dòng)，最終影響風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在多維度、多工具之間的平衡，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備環(huán)境的現(xiàn)實(shí)要素、實(shí)際變量實(shí)現(xiàn)參數(shù)的系統(tǒng)分解、動(dòng)態(tài)處理和線(xiàn)性?xún)?yōu)化，不但提升了控制系統(tǒng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的可控性，而且也實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)對(duì)風(fēng)能持續(xù)的捕捉，還達(dá)到了提升風(fēng)力發(fā)電設(shè)備利用效率的目的。通過(guò)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，在控制系統(tǒng)中可以形成正反兩個(gè)方向的信息交流，通過(guò)雙向反饋和跟蹤有效提升風(fēng)力發(fā)電轉(zhuǎn)子的運(yùn)行狀態(tài)，將調(diào)整和控制風(fēng)力發(fā)電主要結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)控功能，在系統(tǒng)跟蹤風(fēng)速變化、準(zhǔn)確調(diào)整葉片速度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高效率、連續(xù)性電力生產(chǎn)。

5? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念在電力事業(yè)發(fā)展中逐步落實(shí)，風(fēng)力發(fā)電將會(huì)成為電力結(jié)構(gòu)中重要的一環(huán)和核心的組成部分，要將現(xiàn)代化的信息技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)和交換平臺(tái)更好地引入到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用過(guò)程之中，將信息化作為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的根本路徑，借助智能化、網(wǎng)絡(luò)化的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)活力發(fā)電控制系統(tǒng)的整合與優(yōu)化，搭建風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)高效率、高安全運(yùn)行的技術(shù)平臺(tái)，推進(jìn)風(fēng)電和整個(gè)電力系統(tǒng)信息化、智能化的建設(shè)進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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