天人工智能技術在風力發(fā)電領域的應用

蘭向宇

摘要：隨著社會經濟的不斷發(fā)展，技術的不斷進步，人們生活水平的提高，然而人工智能技術也被廣泛的應用。因此，對于以往傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式來說，已經不能做到與時俱進，而且還會給環(huán)境帶來一定的污染，在短時間內，雖然能帶來一定的經濟效益，但是對于社會環(huán)境的發(fā)展進步會產生直接的影響。在我國的發(fā)展中，長期面臨著這樣的問題，快速的經濟發(fā)展和能源保護以及環(huán)境保護存在著矛盾，如何將這幾個方面的關系有效地處理好，讓矛盾得到減輕，在能源開發(fā)利用上使用清潔能源就是很好的解決方案。其低污染、可循環(huán)利用的特點，有效推動了多個地區(qū)的經濟向著更好的方向發(fā)展。因此，風電已成為非常重要的清潔能源，風電技術也具有了非常重要的戰(zhàn)略意義。但是此技術在有些方面還存在不足之處，隨著人工智能技術的發(fā)展和推廣將人工智能技術與風力發(fā)電相結合，可有效彌補風力發(fā)電的不足，使得風力發(fā)電的效率獲得顯著提高。

關鍵詞：人工智能技術;風力發(fā)電領域;應用

引言

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

1人工智能技術基本概述

在社會發(fā)展中，信息化經逐漸成為主要的趨勢，而且隨著大數據技術和自動化技術的不斷發(fā)展，人工智能正逐步滲透到人們的生產和生活中，并得到了廣泛應用，獲得一定成果。其中所謂的智能技術指的是在人工智能基礎之上實施各環(huán)節(jié)操作的過程，如開發(fā)、研究和模擬以及拓展等。在風力發(fā)電的過程中，通過應用智能技術的運用，將風力發(fā)電自動化控制相應的系統(tǒng)構建出來，使得風電行業(yè)發(fā)電的效率獲得提高，進而為風電企業(yè)帶來一定的經濟效益和社會效益。

2風力發(fā)電控制系統(tǒng)類型

風力發(fā)電控制系統(tǒng)主要有雙饋風力發(fā)電控制系統(tǒng)和直驅式永磁風力發(fā)電控制系統(tǒng)兩種類型。雙饋風力發(fā)電控制系統(tǒng)是風力發(fā)電領域中常見且應用最為廣泛的系統(tǒng)形式，具有較高的性價比，主要應用于大功率風力發(fā)電機中。隨著信息化、智能化技術的不斷發(fā)展，雙饋風力發(fā)電控制系統(tǒng)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(fā)電機進行控制時，普遍采用無功優(yōu)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(fā)電控制系統(tǒng)在不斷發(fā)展過程中逐漸應用于小功率風力發(fā)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風電工程建設項目現(xiàn)場管理存在的問題

（1）設備管理不到位。在風力發(fā)電工程管理的過程中，需要使用非常多的設備，對于這些設備進行科學的管理，能夠有效提升風力發(fā)電建設工程質量，同時也能夠降低設備的閑置率。而在當下發(fā)展的過程中可以發(fā)現(xiàn)，很多建設單位對于現(xiàn)場設備的重視程度明顯不足，例如對現(xiàn)場設備沒有進行功能分類、類型分類等等，這對于設備的后期安裝和使用都帶來了較大的影響。除此之外，還有一些精密度較高的設備，由于長期露天放置，導致出現(xiàn)了老化、銹蝕、污染等等問題，這些也會影響設備的實際使用效果。（2）建設單位水平參差不齊。在風力發(fā)電建設的過程中，由于技術難度較高，質量標準要求較為嚴謹，因此對于建設單位專業(yè)技術水平和現(xiàn)場管理能力都提出了較高的要求。由于近些年來我國風力發(fā)電行業(yè)發(fā)展教務迅速，很多風力發(fā)電單位紛紛成立，但是這些單位的經濟實力、技術水平、管理能力都存在著一定的差異與問題。在風力發(fā)電工程項目建設的過程中，很多單位都存在著自身水平不高的問題，而這就會影響風力發(fā)電項目的正常投產，同時也會造成嚴重的經濟損失。

4人工智能技術在風力發(fā)電領域的應用措施

4.1無人機在智能巡檢中的應用

對于風力發(fā)電機智能巡檢的無人機技術來說，其主要的特點應為具有一定坑風能力，而且在續(xù)航上有較長的時間，其中在風力發(fā)電機智能巡檢應用的過程中，無人機能加大控制力度，針對各種應用情況進行有效控制，通過拍攝指定的位置，實現(xiàn)實時監(jiān)測風力發(fā)電機組，為風力發(fā)電保持運行狀態(tài)提供重要的保障。當無人機拍攝工作實施之后，能傳輸所拍攝的圖片和視頻至其在地面的接收系統(tǒng)中，實際傳輸的過程中，主要是通過實時傳輸系統(tǒng)，技術人員對信息和數據資料實施對比工作，進而對風力發(fā)電機組狀態(tài)情況進行有效的分析，這種無人機實施智能巡檢與傳統(tǒng)人工巡檢方式相比，能夠使得巡檢的效果獲得明顯的提高。

4.2最優(yōu)控制智能技術的應用

在自然環(huán)境中，風速、風向都屬于不確定、不穩(wěn)定的因素，然而在風力發(fā)電過程中，這二者卻是極其重要的因素，由于可控性較低，需要在研究中重點探究如何對其進行控制，以確保風力發(fā)電的穩(wěn)定性。對此，可以將最優(yōu)控制智能技術應用于風力發(fā)電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對風速感應設備、發(fā)電機等的控制，及時獲取風速、風能變化數據，將其保持在穩(wěn)定狀態(tài)內。傳統(tǒng)的風力發(fā)電控制系統(tǒng)較為落后，再加上發(fā)電機組運行環(huán)境較為惡劣，需要控制系統(tǒng)實現(xiàn)機組啟停、發(fā)電控制等功能，并且很難構建風速線性模型，在一定程度上提升了工作人員的工作難度。將最優(yōu)控制智能技術應用于風力發(fā)電控制系統(tǒng)，能夠有效明確風速捕捉點以及風速平衡點，構建專業(yè)的線性模型，對相關數據、數據變化之間的關系進行高效控制。同時，為了避免數據之間出現(xiàn)沖突，還可以結合實際情況調整智能技術的應用，對線性模型進行優(yōu)化，保證數據的準確性，并且在擴展矢量控制動態(tài)模型的情況下，還能設計出調節(jié)器的最優(yōu)輸出功率。為了避免風速測量失真，還可以對變流器的速度進行控制，進而控制發(fā)電機。為了獲取嘴閥風能，可以將反饋線性化和跟蹤控制系統(tǒng)應用于風力發(fā)電控制系統(tǒng)，跟蹤和控制發(fā)電機轉子轉速以及風速變化，采用最佳葉尖速比方法，保證最大限度地獲取額定風速、風能，實現(xiàn)發(fā)電機的輸出功率控制。另外，還可以采用LQG控制方法，找到一個控制序列，然后對變槳距控制器進行優(yōu)化設計，修改一些可以控制的信號。這樣能夠在額定風速下促使發(fā)電機盡可能獲取風能，并且在額定風速值之上確保輸出功率的穩(wěn)定性，在引進自由參數之后，對高頻率、低頻率之間的權重進行重新分配，從而保證系統(tǒng)最優(yōu)性能。

4.3大數據分析技術的應用

智能感知技術雖然有很多優(yōu)點，但是仍然需要另外增加傳感器，在增加時實際成本比較高，還缺少一定的擴展性。風力發(fā)電機的數據量比較大，一個大型發(fā)電機公司需要管理的風機超過上千臺，其產生數據量是非常大的，其級別達到了TB級。因此，如果可以對傳感數據不進行增加，而是通過新的大數據技術運用，從機組數據入手，實施采集和存儲，并從風機生產運行數據入手進行相應的挖掘，充分利用深度學習和自然語言處理人工智能分析方法進行有效分析，使得機器設備可以實現(xiàn)狀態(tài)分析，有效預防風電機組的部件故障，更好地避免電量損失。

結語

在風力發(fā)電領域中，人工智能技術的廣泛應用將對社會發(fā)展產生直接而深遠的影響，并在能源需求上，為社會發(fā)展提供強有力的支持。因此，我們需要不斷改變以往傳統(tǒng)的風力發(fā)電管理模式，積極進行技術改進，讓風力發(fā)電的效率獲得有效提升。因此，在風發(fā)電領域中，充分利用人工智能技術，構建起更加先進、優(yōu)越的智能化風力發(fā)電管控系統(tǒng)，可以進一步提我國風力發(fā)電的質量。

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