智能化技術在風電系統中的應用

中國廣核新能源控股有限公司 吳 磊

隨著人工智能技術發展的日新月異，越來越多的新理論、新方法得以被引進到各個領域中。在我國，許多城市都地處于平原或沿海地區，而這些地區的風力資源是非常豐富的，風力發電所具有的經濟前景十分光明，這也促使我國不斷增加風力發電行業方面的投資金額。不過，因風力發電所處區域往往人煙稀少，并且風電系統在運行過程中可能會受到許多外界因素的影響，這也使我國開始深入研究現代智能化技術在風電系統中的深化應用。鑒于此，本文便對風力系統中智能化技術的應用必要性、可行性和應用優勢進行論述，并深入研究了智能化技術在風電系統中的具體應用。

現階段，我國所采用的發電方式仍舊是以水力或火力發電為主，隨著人們環保意識的不斷增加，再加上傳統能源的日益枯竭，這也使我國在火力發電發展規模上正變得越來越少，而相較于現代化城市建設進程的不斷推進，城市對電力資源的需求缺口也正日益擴大，雖然我國愈發重視風力發電行業的發展，并且該行業的投入資金也逐年增多，但由于風力發電所處的環境人煙稀少，這也使風電系統在運行過程中存在許多問題，如果在控制系統中實現對智能化技術的科學應用，必將使風電系統獲得更加光明的發展前景。

1 智能化技術簡述

當前，計算機技術已經在人類生產生活的方方面面產生了積極的影響，智能化技術也由此取得了顯著的進步。對于智能化技術而言，其實際上是對人們研究、模擬、開發、拓展和延伸智能過程中所形成的全新模式進行表述。通過對智能化技術進行研究，有助于使機器操作更加便利，在此過程中還涉及作業人員在實際操作過程中的相關模擬事項。以智能技術作為依托，將有助于進一步提高風電系統的應用成效，并使其獲得更高的社會與經濟效益。在智能化技術中包括三種主要類型，一種是神經網絡控制技術。該技術非常適合進行數據處理工作，其能夠運用數字計算與運算符號來達到數據處理目的，神經網絡控制技術是通過案例研究來進行分散儲備的，因此當某個個體的功能因故障而喪失時，也不會對整個系統的運行造成不利影響。另一種是專家系統控制技術，在風電系統中，系統的智能調節、決策和組織等各個方面都涉及到專家系統控制技術的應用，通過該技術可使不確定知識消息以及非結構化問題得到有效解決。不過在實際應用該技術時，如果處理的知識較為淺顯，則會造成其深層模仿能力不足。最后一種是綜合智能控制技術，通過這種技術能夠對模糊數據進行集成化、智能化的高效處理，而且可加快神經網絡和模仿模糊在技術層面上的融合速度。應用綜合智能控制技術，可高效整合自我調節控制與自動化控制技術，并且可充分發揮出智能化技術揚長避短的技術優勢，使個別智能化技術得到整合的同時，有效避免出現對個別技術進行單獨使用的不利局面。

2 智能化技術在風電系統中的應用必要性、可行性及其優勢

2.1 必要性

風力作為大自然中的一種資源，其具有生生不息的特性，因此可將其作為一種可以再生的資源。現階段，我國正大力開展風力發電技術方面的研究，并已經取得了一系列的應用實踐成果，但是，在風力資源利用過程中，由于風力發電具有較強的隨機性、波動性與間歇性特點，這也造成大規模風電并網過程中會給電網安全造成一些不利影響，進而嚴重降低了電力質量。考慮到風電場在進行功率輸出過程中有著很強的隨機性，為了避免該問題，便需要采取措施來控制這種波動性與間歇性，最大限度的平衡風電設備的有功功率。不過，隨著電網設備規模的不斷擴大，便需要提高電網的設備容量，而這也將影響到電網的發電效率。因此，將智能化技術有效應用于風力發電中是非常關鍵的，將使得電網具備更高的發電效率。

2.2 可行性

相比于其他機組來說，考慮到風電場在有功節能方面存在局限性，因此需要對風電機組的功率最大值進行有效控制，這種控制措施能夠確保風力機組進行功率輸出時保持良好的穩定性，而且可提高風電場的工作效率。考慮到智能化技術在應用時需要采用數字化電力設備，通過對現有的風電系統進行了解可知，風電系統已經逐步實現了數字化發展，因此將智能化技術應用于風力發電中在技術層面上是非常可行的。

2.3 技術優勢

對于智能化技術來說，將其應用于風電系統中，能夠為相關人員的管理決策提供重要幫助，隨著風電系統數據的快速增長以及設備容量的急劇增加，應用智能化技術能夠實時獲得發電機組的運行數據以及各種影像數據，這些數據會通過智能化技術來進行篩選與分析，進而為風電系統的各種運行工況提供必要協助與服務。此外，智能化技術還能使風電系統具備許多個性化功能，通過大數據技術能夠獲取風電系統的各項運行數據，并將這些信息匯總后按照個體對象來生成檔案，以此制定出具有較強針對性的服務策加熱器，以此確保單個風力發電機的高效運行。近年來，風電系統在服務方式及業務上得到了不斷的創新，智能化技術則為風電系統發展提供了有力的技術支持，使風電系統能夠以網絡平臺為立足點，進而為管理者能夠在許多方面進行高效的管理，例如異地管理、網絡管理等。

3 風力發電自動化控制系統中智能化技術的應用

3.1 智能化技術與可視對講用戶終端之間的融合化應用

現階段，我國在智能化技術上得到了迅猛的發展，這也使越來越多的可視對講系統制造商愈發重視對用戶終端設備的研發，從而在一定程度上促進了智能化技術和風電系統之間的融合，只需在以Andriod系統為核心的可視對講用戶終端中安裝相應的APP軟件即可。如果發電系統管理人員的住處配置相應的可視對講系統，便可對大量管理設備進行有效代替，從而在簡化風電系統的同時，也能為管理人員的操作提供巨大的便利，使管理人員獲得更加良好的操作體驗。

3.2 以智能化技術運用TCP/IP傳輸協議進行數據整合

對于風電系統來說，要想實現系統的數據傳輸功能，便需要應用到物理鏈路及設備等傳輸系統，通過在風電系統中應用智能化技術，將使得系統在數據傳輸過程中能夠采用TCP/IP傳輸協議來達到該目的。該傳輸協議在進行標準化后，同樣能夠在傳輸系統中進行共享，只需配置相應的網絡設備和獨立的綜合布線系統，便可使不同系統在通信過程中存在的各種問題得到有效解決。以公共局域網為基礎的智能化系統是可以在相同傳輸網絡中進行共享的，從其技術應用層面上可以了解到，寬帶路由器、公共局域網能夠和互聯網云端服務器進行連接，這樣便使得風力系統具備了訪問互聯網的功能，從而實現對系統的智能化控制。對于可視對講系統用戶終端設備來說，其可看作是安裝于用戶室內中的一種共享性設備，通過該設備可對風電系統局域網進行訪問，而且能夠在風電管理系統中利用局域網來對因特網進行訪問。如圖1所示為風電系統的原理結構示意圖。

3.3 通過協議對接以及物理鏈路技術實現風電系統的高效控制

圖1 風電系統原理結構示意圖

在風電系統中，其主要包括智能系統、電梯控制系統、可視對講系統、門禁一卡通以及車輛管理系統等組成部分，這些都和用戶的生活有著非常緊密的聯系。當前，風電系統的技術發展速度正不斷加快，這也使許多關于風電系統智能化控制的新技術和資料得以在互聯網上不斷涌現，利用協議對接以及物理鏈路技術，可使管理人員利用風電系統的用戶終端設備來對各個風力發電設備實施高效控制，從而進一步提高風力發電系統的運行效率。

3.4 智能感應技術實現對風電系統運行情況的短期預測與削峰填谷

要想將智能化設備有效運用于風力發電場之中，便需要針對風電場的運行特點來構建智能電網，并生成智能電網運行模型加以運用，為了使龐大且復雜的智能電網得到高效的控制，需要確保風電場中存在的各個備能夠得到全方位的監測，然后對這些設備的運行監測信息進行整合，以便于幫助風電系統管理人員實時掌握各個發電機組設備的實際運行情況。通過在風電系統中應用無線感應器、智能感應器或光纖感應器，可以為風電系統的運行提供許多數據支持，依托于智能感應系統的信息反饋技術與傳輸技術，可對風電系統運行中所產生的數據信息進行實時化獲取，并且在風電系統運行過程中還能根據實際需要來對這些信息進行調取，以此實現對風電系統運行情況的短期預測，并可根據預測結果來實現電力供應的削峰填谷。

結語：總而言之，大數據、人工智能、云計算等技術的出現，使智能化化技術得以被應用于風力發電領域，并可實現風電系統的自動化運行、修理及故障診斷等功能，這也使智能化技術在風力發電領域中占據著越來越重要的地位。通過將智能化技術與互聯網進行一體化應用，能夠促進風電系統新型管理模式的形成，并使得風電系統在運行過程中產生的各種管理問題得到高效的解決，進而為我國風力發電場可靠、穩定運行提供強有力的技術保障。