风电场智能技术的运用研究与分析

国家电投集团江苏海上风力发电有限公司 梅 春

对于智能化的技术来说，由于有着较高的智能性，并且可靠度也比较高，能够让自动控制系统进行良好的运转。现如今我国的社会在不断的向前发展，信息技术也得到了有效的提升，在整个电气工程自动化的过程当中，相关的技术人员需要对电路知识以及电气知识有一个更加深刻的了解和认知，不断的提高专业素养，然后利用专业知识去解决实际过程中的一些问题。

如，在风电场智能技术的运用方面，可构建全场站三维模型，以三维立体展示整个风电场物理分布情况，全景式、实体化反映设备的实体关系，精确的实体、位置和层级描述，提供准确的全景展示。以三维设计模型、设计资料、图纸、技术规范书、技术协议、设备采购、设备说明书、和施工材料和文档信息为基础，将设备数据库、电子图档、档案管理进行整合，统一KKS编码，将相应的设计、施工和生产信息展现在三维模型上，实现工程档案数字化移交[1]。

在海上升压站内设置巡检机器人巡检或操作设备，机器人实时将巡检数据同步到陆上集控中心，实现运维人员远程设备的检查、诊断和排除故障，满足巡检信息化、智能化需。智能巡检系统应具备路径规划功能以及图像等传感器载荷，可根据任务安排自主巡检并实时将传感数据回传至陆上集控中心平台，并提供检修指导意见。通过部署防腐蚀高清摄像头，利用热成像技术和报警、人员探测器对升压站内、外进行监控及安全防护，实现海上升压站智能化无人巡检和数字安防功能。

本研究基于实现全场站智慧化功能，在现有数字智能技术的基础上充分体现风场的“类人”思维模式、价值判断和相机决策。

1 智能化技术当中体现的一些特点

1.1 技术不再受人为的操作

智能化技术之所以可称之为智能，最大的原因就是这样的一种技术可让工作不再需要人工靠体力去完成相应的工作，而是能利用计算机对数据进行收集和分析，从而下达一个工作指令，将对应的设备进入工作的状态当中。工作人员可根据智能化的这个独有的特点，在电气工程的作业当中，让智能化全面的去替代人工进行工作，在进行危险系数较高的工作时，电力工人可用计算机去执行这些特殊的任务，这样就可在很大程度上减少人员的伤害和作业的危险，而且机器的工作效率能够远远超过人工，在工作当中还有一些对施工技术方面要求较高的工作，对于数据的误差控制也非常严格，在进行这工作时，使用人工来完成不仅增大了工作的难度还会提高失败的概率，如果使用智能化的技术，可在很大的程度上控制误差的产生。

1.2 数据模型简单化

在以往的电气自动化的操作过程当中，对一些比较复杂操作时，很多工作人员都会选用一些模型去解决整个过程当中所出现的问题，不过想要让这些模型能够正常运行也非简单的事，况且对数据有着很高的要求，数据必须要精确。在这个过程中引入智能化技术，就可有效解决这个问题，利用智能化的技术可将数据的记录更加准确，还会让整个运行的过程变得比较简单，从而提升判断过程当中的精确度。

1.3 智能化技术在电气工程自动化中的优点

较高的准确性。在电气工程自动化的过程中，引入智能化的技术，可对自动化过程当中的一些系统和软件进行有效的处理，而且智能化系统还能更准确的去对系统进行测评，然后了解到数据与数据间的差异性。如在对某些数据进行检测时，可对这些数据有一个及时的了解，然后对这些数据进行测评，相关工作人员根据数据的了解和测评，可更好地开展电气工程自动化的工作，而且在电气自动化的过程当中，每一个服务器之间都是有着差异性，因此，要在整个管理的过程中不断对其进行完善。

更加安全。在智能化技术的实际应用过程中，能有效降低设备发生故障的频率，确保整个系统可安全、稳定的运行，智能化技术可有效地发挥出它自身的非常灵敏的特性，在工作人员的操作过程当中可非常有效的控制失误率，如果说由于系统的问题出现报警，就可为各项的补救措施提供更多的便利和帮助，从而可有效的避免这种事故的发生，或阻止事故扩大，也可有效的防止工作人员的生命和财产安全受到威胁。因此，企业就必须要对智能化技术的应用进行测评，为后期各项技术的应用提供更好的帮助。

可不建立控制模型，提升精密度。没引入智能化技术时，必须要利用多个内容来进行操控，而且每一个内容之间也是不同的，所以在进行自动化控制之前需要建立模型，然后根据建立的模型进行后面的工作。在建立模型的过程中也会存在一些不同程度的误差，因为参数的误差会造成建立的模型质量不同，这样就会影响到电气工程自动化的工作效率。然而，智能的控制设备在最初的设计时就不需要建立控制的模型，这在很大程度上减少了一些客观条件所产生的误差，能够有效的提升自动化控制器的精密度。例如，可根据当地环境效益，建立相关模型得出环境效益计算公式如下：

能够对系统的参数进行有效的调整。智能化控制设备在电气工程自动化的工作当中具有更加好的优势条件。在利用智能化控制设备对一些特殊的电气设备进行操控时，只需要在中央控制室利用调整参数的设备对操作的整个流程进行调整和控制，就实现了远程的控制。这种工作方法不仅降低了工作人员的危险系数，而且还可通过智能化参数调整实现对电气工程自动化更加确的操控，在很大程度上减少工作人员进行看守，减少了成本的投入（表1）。

表1 系统参数的参考设定

在整体的控制方面具有一致性。通过对不同数据同时处理的能力可看出，智能化控制设备的一致性，尽管是智能化控制设备，对于一些即将要处理的信息非常的陌生，可通过对于数据的分析，对项目工程进行精确的测算。不同控制对象的差异性，在很大程度上影响了智能化控制设备的操作效率，当控制的对象发生改变的时候，就会导致相应的控制效果也随之变化。所以在控制系统的设计过程当中，必须要遵守相对应的控制原则和逻辑，再结合实际的控制情况，制定出一个最适合的解决方案。

2 智能化技术在电力系统中的发展潜力及应用

智能化的技术相对于一些传统的电气工程来说有非常多的优点，尤其是将这项技术用到电力系统的电气工程自动化系统当中。智能化的技术能够有效的提高电气自动化系统的工作效率，能够让本来的自动化控制方法变得更加的智能，在很大程度上为人们对电力系统的智能化管理建立了一定的基础。在控制的精确度方面来说，智能化技术在很大程度上超过了传统的自动化控制方法，而且自动化技术对于外界环境的改变也具有更强的反应能力，这样一来，就会让电力系统中存在的电器故障的安全隐患更加容易被发现。

在自动化系统当中排除故障的优势。在电气工程的自动化系统当中，对整个系统进行故障的诊断和排除时使用智能化的技术主要是为了利用传感器来收集到故障的信息，然后对故障进行诊断和分析。相对于传统的诊断方法来说，这样的诊断比较的智能化，而且诊断过程当中效率也会比较高，在整个诊断的过程当中，对于出现的故障有着更好的敏感性，同时还可根据所诊断的故障来进行分类，并且根据分类去生成一些排除故障的方法，从而为排除故障的工作提供一个良好的依据。

2.1 故障后进行诊断的应用

由于一些外界因素以及其他因素的影响和干扰，在电力系统当中，电气设备在正常运行的时候难免会出现一些故障和问题，其实这些故障在出现之前都会有一定的预兆，如果在整个电力系统电气工程自动化的过程中，引入智能化的技术来对系统进行扫描，就能够提前了解到出现故障的原因，并且能够根据这些故障作出相应的对策，这对于电力系统的运行也有着很重要的影响。

在对电力系统电气工程自动化的过程当中，利用智能化的技术，出现某些故障的时候就可提前辨别，然后再对这些事故进行及时的处理，如图1所示，可将整个过程当中的损失率降到最低，就比如说在对变压器进行故障的分析和诊断时，利用现如今的一些智能化的诊断技术，就可很好的去分析变压器在故障过程当中所出现的问题，这样一来就会大大的缩短故障的检修范围，从而让整个电气设备的运行得到效益的最大化。

图1 监控系统工作流程图

2.2 相关设计人员掌握电气知识及电路特点

在进行电气工程自动化的过程当中，也会涉及到电气设备的一些知识。不过，电气设备不管是在结构方面、还是在功能方面，都会比较的繁杂，这就要求设计人员必须要更好地去掌握电气的知识和电路的特点，在对电气设计的业务进行了难度的增加之后，对于相关电气设计人员也会有更高的要求。如果电气人员还是使用之前比较传统的方法来进行设计的话，就不能够提高整体的效率。因为传统的方法主要是将实验跟实验的结果进行结合，其实也就是先进行手工的设计，然后结合手工的设计去完成整体的操作，这样的模式效率比较低，而且整个过程当中很容易出现错误，再对这些错误进行改正时，难度也会比较大。

3 智能化技术在电气工程自动化系统中的发展前景

3.1 在自动化系统体系过程中智能化技术带来的影响

我国的社会在不断的向前发展，经济也在不断的向前发展，在经济社会不断发展的过程当中，智能化技术有着很大的影响，因此也在全世界有了更高的关注度。就目前的一些研究结果来看，智能化技术主要是将信息技术、传感器的技术以及机械的电子技术等进行了结合，相对于传统的自动化控制方式来说，智能化的技术有着很多的优点，这些优点为我国的电气工程自动化提供了更好的发展动力，并且让电气工程自动化系统不断地向前推进。因此，在自动化系统体系过程当中引入智能化的技术，不仅可让经济得到发展，而且还能够利用一些先进的技术来提升电气工程自动化的整体效率。

3.2 产生了深远的影响，有着更好的发展前景

在电气工程自动化系统中，引入智能化的技术对整个电气工程产生了深远的影响，它能够不断的去提高电气工程自动化的应用水平。不过，相对于其他的技术来说，智能化的技术所在实施方面有着很高的要求，需要每一位技术人员掌握更多的技术，才能够让智能化得到更好的应用和发展。但是就目前的情况来看，在我国的电力企业智能化过程当中，专业型的人才比较少，企业当中人才不足。所以说，相关的企业应该更加重视对人才的培养和引进，加大招聘的力度，不断的提高人才培养技术。

除此之外，智能化技术不是一蹴而就的过程，需要在不断的实践当中去推进，所以说每一个电力企业都应该制定出比较长远的发展目标和策略，然后利用智能化的改革，不断的提升电气工程自动化系统的应用水平，让企业得到最大化利益的同时，让电气工程自动化系统的效率得到提升。

上述将智能化引入电力系统中，基于人工智能、大数据和云计算，以风电机组的SCADA数据和CMS数据为基础，结合智能算法实现设备的健康管理，提供智能运维解决方案。如，在海上风电领域，可为实现海上机组的状态评价提供风机故障诊断、风机故障预警、风机健康评估、风机发电性能评估等功能模块。通过智能控制策略有效解决对风失准问题，实现基于机器学习的偏航校正；通过机器学习算法模型，对影响风机功率下降的因素进行建模分析，在基于最优功率的基础上，实现动态最优桨距角实时最大Cp值追踪。