智能化技术在风电系统中的应用

中国广核新能源控股有限公司 吴 磊

随着人工智能技术发展的日新月异，越来越多的新理论、新方法得以被引进到各个领域中。在我国，许多城市都地处于平原或沿海地区，而这些地区的风力资源是非常丰富的，风力发电所具有的经济前景十分光明，这也促使我国不断增加风力发电行业方面的投资金额。不过，因风力发电所处区域往往人烟稀少，并且风电系统在运行过程中可能会受到许多外界因素的影响，这也使我国开始深入研究现代智能化技术在风电系统中的深化应用。鉴于此，本文便对风力系统中智能化技术的应用必要性、可行性和应用优势进行论述，并深入研究了智能化技术在风电系统中的具体应用。

现阶段，我国所采用的发电方式仍旧是以水力或火力发电为主，随着人们环保意识的不断增加，再加上传统能源的日益枯竭，这也使我国在火力发电发展规模上正变得越来越少，而相较于现代化城市建设进程的不断推进，城市对电力资源的需求缺口也正日益扩大，虽然我国愈发重视风力发电行业的发展，并且该行业的投入资金也逐年增多，但由于风力发电所处的环境人烟稀少，这也使风电系统在运行过程中存在许多问题，如果在控制系统中实现对智能化技术的科学应用，必将使风电系统获得更加光明的发展前景。

1 智能化技术简述

当前，计算机技术已经在人类生产生活的方方面面产生了积极的影响，智能化技术也由此取得了显著的进步。对于智能化技术而言，其实际上是对人们研究、模拟、开发、拓展和延伸智能过程中所形成的全新模式进行表述。通过对智能化技术进行研究，有助于使机器操作更加便利，在此过程中还涉及作业人员在实际操作过程中的相关模拟事项。以智能技术作为依托，将有助于进一步提高风电系统的应用成效，并使其获得更高的社会与经济效益。在智能化技术中包括三种主要类型，一种是神经网络控制技术。该技术非常适合进行数据处理工作，其能够运用数字计算与运算符号来达到数据处理目的，神经网络控制技术是通过案例研究来进行分散储备的，因此当某个个体的功能因故障而丧失时，也不会对整个系统的运行造成不利影响。另一种是专家系统控制技术，在风电系统中，系统的智能调节、决策和组织等各个方面都涉及到专家系统控制技术的应用，通过该技术可使不确定知识消息以及非结构化问题得到有效解决。不过在实际应用该技术时，如果处理的知识较为浅显，则会造成其深层模仿能力不足。最后一种是综合智能控制技术，通过这种技术能够对模糊数据进行集成化、智能化的高效处理，而且可加快神经网络和模仿模糊在技术层面上的融合速度。应用综合智能控制技术，可高效整合自我调节控制与自动化控制技术，并且可充分发挥出智能化技术扬长避短的技术优势，使个别智能化技术得到整合的同时，有效避免出现对个别技术进行单独使用的不利局面。

2 智能化技术在风电系统中的应用必要性、可行性及其优势

2.1 必要性

风力作为大自然中的一种资源，其具有生生不息的特性，因此可将其作为一种可以再生的资源。现阶段，我国正大力开展风力发电技术方面的研究，并已经取得了一系列的应用实践成果，但是，在风力资源利用过程中，由于风力发电具有较强的随机性、波动性与间歇性特点，这也造成大规模风电并网过程中会给电网安全造成一些不利影响，进而严重降低了电力质量。考虑到风电场在进行功率输出过程中有着很强的随机性，为了避免该问题，便需要采取措施来控制这种波动性与间歇性，最大限度的平衡风电设备的有功功率。不过，随着电网设备规模的不断扩大，便需要提高电网的设备容量，而这也将影响到电网的发电效率。因此，将智能化技术有效应用于风力发电中是非常关键的，将使得电网具备更高的发电效率。

2.2 可行性

相比于其他机组来说，考虑到风电场在有功节能方面存在局限性，因此需要对风电机组的功率最大值进行有效控制，这种控制措施能够确保风力机组进行功率输出时保持良好的稳定性，而且可提高风电场的工作效率。考虑到智能化技术在应用时需要采用数字化电力设备，通过对现有的风电系统进行了解可知，风电系统已经逐步实现了数字化发展，因此将智能化技术应用于风力发电中在技术层面上是非常可行的。

2.3 技术优势

对于智能化技术来说，将其应用于风电系统中，能够为相关人员的管理决策提供重要帮助，随着风电系统数据的快速增长以及设备容量的急剧增加，应用智能化技术能够实时获得发电机组的运行数据以及各种影像数据，这些数据会通过智能化技术来进行筛选与分析，进而为风电系统的各种运行工况提供必要协助与服务。此外，智能化技术还能使风电系统具备许多个性化功能，通过大数据技术能够获取风电系统的各项运行数据，并将这些信息汇总后按照个体对象来生成档案，以此制定出具有较强针对性的服务策加热器，以此确保单个风力发电机的高效运行。近年来，风电系统在服务方式及业务上得到了不断的创新，智能化技术则为风电系统发展提供了有力的技术支持，使风电系统能够以网络平台为立足点，进而为管理者能够在许多方面进行高效的管理，例如异地管理、网络管理等。

3 风力发电自动化控制系统中智能化技术的应用

3.1 智能化技术与可视对讲用户终端之间的融合化应用

现阶段，我国在智能化技术上得到了迅猛的发展，这也使越来越多的可视对讲系统制造商愈发重视对用户终端设备的研发，从而在一定程度上促进了智能化技术和风电系统之间的融合，只需在以Andriod系统为核心的可视对讲用户终端中安装相应的APP软件即可。如果发电系统管理人员的住处配置相应的可视对讲系统，便可对大量管理设备进行有效代替，从而在简化风电系统的同时，也能为管理人员的操作提供巨大的便利，使管理人员获得更加良好的操作体验。

3.2 以智能化技术运用TCP/IP传输协议进行数据整合

对于风电系统来说，要想实现系统的数据传输功能，便需要应用到物理链路及设备等传输系统，通过在风电系统中应用智能化技术，将使得系统在数据传输过程中能够采用TCP/IP传输协议来达到该目的。该传输协议在进行标准化后，同样能够在传输系统中进行共享，只需配置相应的网络设备和独立的综合布线系统，便可使不同系统在通信过程中存在的各种问题得到有效解决。以公共局域网为基础的智能化系统是可以在相同传输网络中进行共享的，从其技术应用层面上可以了解到，宽带路由器、公共局域网能够和互联网云端服务器进行连接，这样便使得风力系统具备了访问互联网的功能，从而实现对系统的智能化控制。对于可视对讲系统用户终端设备来说，其可看作是安装于用户室内中的一种共享性设备，通过该设备可对风电系统局域网进行访问，而且能够在风电管理系统中利用局域网来对因特网进行访问。如图1所示为风电系统的原理结构示意图。

3.3 通过协议对接以及物理链路技术实现风电系统的高效控制

图1 风电系统原理结构示意图

在风电系统中，其主要包括智能系统、电梯控制系统、可视对讲系统、门禁一卡通以及车辆管理系统等组成部分，这些都和用户的生活有着非常紧密的联系。当前，风电系统的技术发展速度正不断加快，这也使许多关于风电系统智能化控制的新技术和资料得以在互联网上不断涌现，利用协议对接以及物理链路技术，可使管理人员利用风电系统的用户终端设备来对各个风力发电设备实施高效控制，从而进一步提高风力发电系统的运行效率。

3.4 智能感应技术实现对风电系统运行情况的短期预测与削峰填谷

要想将智能化设备有效运用于风力发电场之中，便需要针对风电场的运行特点来构建智能电网，并生成智能电网运行模型加以运用，为了使庞大且复杂的智能电网得到高效的控制，需要确保风电场中存在的各个备能够得到全方位的监测，然后对这些设备的运行监测信息进行整合，以便于帮助风电系统管理人员实时掌握各个发电机组设备的实际运行情况。通过在风电系统中应用无线感应器、智能感应器或光纤感应器，可以为风电系统的运行提供许多数据支持，依托于智能感应系统的信息反馈技术与传输技术，可对风电系统运行中所产生的数据信息进行实时化获取，并且在风电系统运行过程中还能根据实际需要来对这些信息进行调取，以此实现对风电系统运行情况的短期预测，并可根据预测结果来实现电力供应的削峰填谷。

结语：总而言之，大数据、人工智能、云计算等技术的出现，使智能化化技术得以被应用于风力发电领域，并可实现风电系统的自动化运行、修理及故障诊断等功能，这也使智能化技术在风力发电领域中占据着越来越重要的地位。通过将智能化技术与互联网进行一体化应用，能够促进风电系统新型管理模式的形成，并使得风电系统在运行过程中产生的各种管理问题得到高效的解决，进而为我国风力发电场可靠、稳定运行提供强有力的技术保障。