信息化控制技術在風力發電控制系統中的應用

楊澤坤

摘要：隨著我國科技水平的發展，信息技術被廣泛應用在風力發電領域中。目前，我國的風力發電技術發展越來越成熟，通過預測模型、控制系統、專家系統等在風力發電系統中的實踐應用，能夠實現對系統的全面完善。目前，風力發電控制系統雖經過一定發展，但普遍處于建模控制階段，仍有較大發展空間。本文主要針對風力發電控制系統中心的信息化控制技術的應用方法及實際效果進行了研究。

關鍵詞：信息化控制技術;風力發電;應用

引言

對風力發電以及電力生產而言，控制系統的應用發揮了重要的作用，是實現安全生產的核心。在信息化技術不斷發展的背景下，現代化應用網絡、結構、體系等逐漸成為風力發電控制系統中的核心技術，能進一步完善系統。

1智能技術基本概述

信息化已經成為社會發展趨勢，計算機技術、大數據、自動化技術、智能化技術等被廣泛應用在人們的生產生活之中，并取得了不錯的成效。智能技術是對人工智能進行更為深入的開發、研究、模擬、拓展延伸的過程。將智能技術應用在風力發電之中，能夠構建風力發電自動化控制系統，提高行業發電效率，實現企業經濟效益與社會效益同步提升。智能技術主要分為三種：（1）神經網絡控制技術。該技術主要適用于數字計算與處理，多應用在數據處理方面。數字處理系統不會受到整體系統的影響，即使其他系統喪失功能，也不會影響神經網絡控制技術的應用;（2）專家系統控制技術。該技術主要應用在智能組織、調節、控制等方面，能夠處理出現的非結構性問題，以及不確定的消息。但應用在表面知識處理之中，缺乏靈活的模仿能力;（3）綜合智能控制技術。該技術主要是朝著整體化、集成化的方向發展，能夠對一些模糊的數據進行高效處理，實現智能技術的優化整合，降低系統發生故障的概率，整合個別智能技術，提升技術使用效率。

2風力發電控制系統類型

風力發電控制系統主要有雙饋風力發電控制系統和直驅式永磁風力發電控制系統兩種類型。雙饋風力發電控制系統是風力發電領域中常見且應用最為廣泛的系統形式，具有較高的性價比，主要應用于大功率風力發電機中。隨著信息化、智能化技術的不斷發展，雙饋風力發電控制系統也逐漸采用新的控制技術，如恒速恒頻控制技術和變速恒頻控制技術等，在對發電機進行控制時，普遍采用無功優化控制、矢量控制、直接功率控制以及滑模控制四種方法。直驅式永磁風力發電控制系統在不斷發展過程中逐漸應用于小功率風力發電機中，其簡單、有效且成本投入較少，主要采用擾動觀察控制、轉矩反饋控制、最佳葉尖速比控制以及功率反饋控制四種方法。

3信息化控制技術在風力發電控制系統中的應用

3.1傳輸系統數據整合分析

傳輸控制系統的集成應用是風力發電系統自動化控制系統的重要組成，ICP/TP傳輸協議（ICP/TP）將其智能化技術與現有的風電系統自動化和過程控制系統相結合，在電網中得到了應用。即使同一個傳輸網絡協議經過標準化，用戶也必須能夠充分共享同一個傳輸網絡系統、一套綜合智能布線系統和一套網絡設備，從而解決不同系統之間相互通信的問題。對于完全共享同一數據的公共局域網共享智能網管系統，是不會出現安全問題的，風電系統自動化控制設備通過互聯網技術的分析和研究可以發現，其管理系統是在寬帶無線路由器、公網等云端實時訪問Web服務器以及互聯網上實現的。共享可視對講設備自動化管理系統是一種室內風電用戶共享可視對講設備，應能讓用戶實時接入局域網（LAN）的基于風電設備的管理系統。同時也使對講設備管理系統內部接入Network后能合理利用局域網（LAN），合理規劃網絡后才能實現任務的實現。

3.2微分幾何控制技術在風力發電系統中的實踐應用

微分幾何是數學中的重要內容，目前，這一內容也在人們的日常生活當中進行了廣泛應用。從本質上來看，微分幾何主要就是研究線性之間的關系，風力發電系統從一定角度上來看，其實是具有一定的非線性關系，在具體運行過程中，經常會受到風速的影響，它是由很多的技術參數共同構成。在對微分幾何控制技術進行應用的過程中，首先就是解決非線性關系，之后對雙饋發電機開展一系列操作，輸入相關命令，之后結合發電機的反應狀況，為風力發電控制系統的高效率、穩定運行提供保障。與此同時，也能夠實現對風能的有效捕捉，提高風力發電水平。現實情況下，如果風的速度大于額定值，那么一般可通過降低風力發電機轉速的方式，對風電發電系統功率進行控制，確保其功率值在標準范圍內，通過微分幾何控制技術，能夠對以往的系統技術進行取代，從而大幅度提高系統的工作效率。

與此同時，在對微分幾何控制技術進行應用的過程中，還能夠將風力發電系統的非線性關系進行線性轉化，從而為后續的一系列操作提供便利條件，根據微分幾何原理，還能夠對控制設備進行設計，該設備簡單便捷，能夠對非恒風發電機組進行有效控制，但是要注意的問題是，控制技術設計難度較大，尤其是計算的難度，正常情況下，它都是對函數進行反應，而且這種非線性函數通常很難看懂，這樣也就限制了算法的廣泛應用。隨著現代科技的不斷發展，CPU性能不斷提高，從而也為微分幾何控制技術在風力發電系統中的應用奠定了良好基礎。

3.3智感應技術的應用

從風力發電場的角度上來看，為了對智能化電子設備有效運用，使得運用效果獲得提高，必須要實施建模，這主要針對的是智能電網設備，在管控智能電網方面，為了使得實時和中管控更好實現，最主要的就是需要加大控制力度，有效地控制風電場設備，但是為了實現更好的效果，需要提前進行實時整合和分析工作，其中這項工作主要針對的是獲取的風電場設備的相關數據。通過應用智能感應器和無線感應器，能有效地獲得支持智能風電場運行的相關數據，對后續的分析和使用打下堅實的基礎。

3.4自適應技術的應用

風力發電控制的過程中會產生各種數據，初期采用的傳統控制方式靈敏度較低，并且控制效率不夠理想，在風力發電技術不斷發展的情況下，這種控制方式不僅會影響控制系統的有效應用，還容易造成電力事故。在科學技術飛速發展的今天，現代化控制技術逐漸被應用于風力發電控制系統，其中自適應技術是一項關鍵的控制技術，具有較高的靈敏度。在實施控制的過程中，假如被控制的風力發電設備出現變化，自適應技術能夠自動捕捉，獲取相關變化數據，并采用相應的控制措施。為了提升風力發電系統的控制有效性，相關科研人員在風力發電的過程中要不斷優化和完善控制系統，但是控制系統自身具有一定的不足，控制能力有限，在這種情況下，應用自適應技能能夠有效處理這些問題，彌補控制系統的不足，提升控制的靈敏度，結合系統的參數、運行規律對控制程序進行調整，并識別對象動態特點，結合識別結果作出決策，并且能結合外界環境的變化對控制系統進行自動化調整。

結語

目前，風力發電在我國“壯大清潔能源產業，推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”的能源結構調整中重要性日益凸顯。基于互聯網、云計算、數據挖掘相結合的新型智能化技術，為有效解決風電場運行過程中的各種問題，就要應用自動化管理和控制新型管理模式，實現風電機組在全壽命周期內的安全穩定運行、優化風電場發電量，助力風電產業的可持續發展，為實現節能減排、環境保護的目標作出貢獻。

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