信息化控制技术在风力发电控制系统中的应用

杨泽坤

摘要：随着我国科技水平的发展，信息技术被广泛应用在风力发电领域中。目前，我国的风力发电技术发展越来越成熟，通过预测模型、控制系统、专家系统等在风力发电系统中的实践应用，能够实现对系统的全面完善。目前，风力发电控制系统虽经过一定发展，但普遍处于建模控制阶段，仍有较大发展空间。本文主要针对风力发电控制系统中心的信息化控制技术的应用方法及实际效果进行了研究。

关键词：信息化控制技术;风力发电;应用

引言

对风力发电以及电力生产而言，控制系统的应用发挥了重要的作用，是实现安全生产的核心。在信息化技术不断发展的背景下，现代化应用网络、结构、体系等逐渐成为风力发电控制系统中的核心技术，能进一步完善系统。

1智能技术基本概述

信息化已经成为社会发展趋势，计算机技术、大数据、自动化技术、智能化技术等被广泛应用在人们的生产生活之中，并取得了不错的成效。智能技术是对人工智能进行更为深入的开发、研究、模拟、拓展延伸的过程。将智能技术应用在风力发电之中，能够构建风力发电自动化控制系统，提高行业发电效率，实现企业经济效益与社会效益同步提升。智能技术主要分为三种：（1）神经网络控制技术。该技术主要适用于数字计算与处理，多应用在数据处理方面。数字处理系统不会受到整体系统的影响，即使其他系统丧失功能，也不会影响神经网络控制技术的应用;（2）专家系统控制技术。该技术主要应用在智能组织、调节、控制等方面，能够处理出现的非结构性问题，以及不确定的消息。但应用在表面知识处理之中，缺乏灵活的模仿能力;（3）综合智能控制技术。该技术主要是朝着整体化、集成化的方向发展，能够对一些模糊的数据进行高效处理，实现智能技术的优化整合，降低系统发生故障的概率，整合个别智能技术，提升技术使用效率。

2风力发电控制系统类型

风力发电控制系统主要有双馈风力发电控制系统和直驱式永磁风力发电控制系统两种类型。双馈风力发电控制系统是风力发电领域中常见且应用最为广泛的系统形式，具有较高的性价比，主要应用于大功率风力发电机中。随着信息化、智能化技术的不断发展，双馈风力发电控制系统也逐渐采用新的控制技术，如恒速恒频控制技术和变速恒频控制技术等，在对发电机进行控制时，普遍采用无功优化控制、矢量控制、直接功率控制以及滑模控制四种方法。直驱式永磁风力发电控制系统在不断发展过程中逐渐应用于小功率风力发电机中，其简单、有效且成本投入较少，主要采用扰动观察控制、转矩反馈控制、最佳叶尖速比控制以及功率反馈控制四种方法。

3信息化控制技术在风力发电控制系统中的应用

3.1传输系统数据整合分析

传输控制系统的集成应用是风力发电系统自动化控制系统的重要组成，ICP/TP传输协议（ICP/TP）将其智能化技术与现有的风电系统自动化和过程控制系统相结合，在电网中得到了应用。即使同一个传输网络协议经过标准化，用户也必须能够充分共享同一个传输网络系统、一套综合智能布线系统和一套网络设备，从而解决不同系统之间相互通信的问题。对于完全共享同一数据的公共局域网共享智能网管系统，是不会出现安全问题的，风电系统自动化控制设备通过互联网技术的分析和研究可以发现，其管理系统是在宽带无线路由器、公网等云端实时访问Web服务器以及互联网上实现的。共享可视对讲设备自动化管理系统是一种室内风电用户共享可视对讲设备，应能让用户实时接入局域网（LAN）的基于风电设备的管理系统。同时也使对讲设备管理系统内部接入Network后能合理利用局域网（LAN），合理规划网络后才能实现任务的实现。

3.2微分几何控制技术在风力发电系统中的实践应用

微分几何是数学中的重要内容，目前，这一内容也在人们的日常生活当中进行了广泛应用。从本质上来看，微分几何主要就是研究线性之间的关系，风力发电系统从一定角度上来看，其实是具有一定的非线性关系，在具体运行过程中，经常会受到风速的影响，它是由很多的技术参数共同构成。在对微分几何控制技术进行应用的过程中，首先就是解决非线性关系，之后对双馈发电机开展一系列操作，输入相关命令，之后结合发电机的反应状况，为风力发电控制系统的高效率、稳定运行提供保障。与此同时，也能够实现对风能的有效捕捉，提高风力发电水平。现实情况下，如果风的速度大于额定值，那么一般可通过降低风力发电机转速的方式，对风电发电系统功率进行控制，确保其功率值在标准范围内，通过微分几何控制技术，能够对以往的系统技术进行取代，从而大幅度提高系统的工作效率。

与此同时，在对微分几何控制技术进行应用的过程中，还能够将风力发电系统的非线性关系进行线性转化，从而为后续的一系列操作提供便利条件，根据微分几何原理，还能够对控制设备进行设计，该设备简单便捷，能够对非恒风发电机组进行有效控制，但是要注意的问题是，控制技术设计难度较大，尤其是计算的难度，正常情况下，它都是对函数进行反应，而且这种非线性函数通常很难看懂，这样也就限制了算法的广泛应用。随着现代科技的不断发展，CPU性能不断提高，从而也为微分几何控制技术在风力发电系统中的应用奠定了良好基础。

3.3智感应技术的应用

从风力发电场的角度上来看，为了对智能化电子设备有效运用，使得运用效果获得提高，必须要实施建模，这主要针对的是智能电网设备，在管控智能电网方面，为了使得实时和中管控更好实现，最主要的就是需要加大控制力度，有效地控制风电场设备，但是为了实现更好的效果，需要提前进行实时整合和分析工作，其中这项工作主要针对的是获取的风电场设备的相关数据。通过应用智能感应器和无线感应器，能有效地获得支持智能风电场运行的相关数据，对后续的分析和使用打下坚实的基础。

3.4自适应技术的应用

风力发电控制的过程中会产生各种数据，初期采用的传统控制方式灵敏度较低，并且控制效率不够理想，在风力发电技术不断发展的情况下，这种控制方式不仅会影响控制系统的有效应用，还容易造成电力事故。在科学技术飞速发展的今天，现代化控制技术逐渐被应用于风力发电控制系统，其中自适应技术是一项关键的控制技术，具有较高的灵敏度。在实施控制的过程中，假如被控制的风力发电设备出现变化，自适应技术能够自动捕捉，获取相关变化数据，并采用相应的控制措施。为了提升风力发电系统的控制有效性，相关科研人员在风力发电的过程中要不断优化和完善控制系统，但是控制系统自身具有一定的不足，控制能力有限，在这种情况下，应用自适应技能能够有效处理这些问题，弥补控制系统的不足，提升控制的灵敏度，结合系统的参数、运行规律对控制程序进行调整，并识别对象动态特点，结合识别结果作出决策，并且能结合外界环境的变化对控制系统进行自动化调整。

结语

目前，风力发电在我国“壮大清洁能源产业，推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”的能源结构调整中重要性日益凸显。基于互联网、云计算、数据挖掘相结合的新型智能化技术，为有效解决风电场运行过程中的各种问题，就要应用自动化管理和控制新型管理模式，实现风电机组在全寿命周期内的安全稳定运行、优化风电场发电量，助力风电产业的可持续发展，为实现节能减排、环境保护的目标作出贡献。

参考文献：

[1]闫豪，李君略.信息化控制技术在风力发电控制系统中的运用[J].電子技术与软件工程，2018，57（3）：140.

[2]叶云洋.“大型风力发电机组的装配与调试”培训平台的构建与实现[J].中国教育信息化，2016，95（16）：89-941.

[3]皮琳琳.基于“互联网+”课堂模式下增强学生创新意识与创新能力的途径探索——以《齿轮传动在小型风力发电机中的应用》一课教学设计为例[J].教育界：高等教育研究，2016，21（10）：940，92.