（内蒙古龙源新能源发展有限公司 内蒙古呼和浩特市 010020）
摘要：随着全球能源危机和环境危机愈发严重,风能等可再生能源的利用变得愈发重要。目前，火力发电和水利仍是我国主要的发电方式，然而当今的资源利用方式逐渐向生态环保方面发展，传统的火力发电方式将逐渐减少规模。随着我国城市群规模的不断扩大，电力缺口也逐年增长。我国很多城市群位于沿海地区或者是平原地区，尤其是东部沿海地区由于地理环境的影响，风力十分丰富。我国也在不断加大风力发电行业的投资，2016年投资53。2亿元，增速13。4％，2017年投资72。6亿元，增速26。8％。然而在风力发电的地区，地广人稀，控制系统方面存在诸多问题。在这种情况下，依托现代智能化技术的控制系统就应运而生了。
关键词：风力发电自动化控制系统中智能化技术的运用
引言
自上世纪末以来,全世界风力发电的装机容量在迅速增长,中国的风力发电装机容量也与日俱增,呈现迅猛发展的态势。据中国可再生能源协会发布的《2016年中国风电装机容量简报》,中国2016年风电新增装机容量2337万千瓦,同比增长16。08%。利用好这些风电并使其为电网用电需求服务将对节能减排产生重要影响。然而,由于日照、地形、气压等不确定环境因素的影响,风速和风力发电功率具有较大的不确定性。为增加风电上网量,在保证供需实时平衡的条件下,不仅需要增加调峰机组,导致发电成本上升,而且要承担风电电压不稳定给并网输电带来的风险。预测风力发电,可以帮助及时调整调度计划,找到最优的机组组合方案,减少调峰发电机组容量,为风电机组维修保养的时间提供参考。因此,提高风力发电预测精度将会降低风能利用成本并提升风力发电接入效率
1风力发电原理
风力发电的原理即通过风机叶片将大自然中的一次能源风能转化为动能，动能带动发电机旋转转化为二次能源电能。风力发电机的种类多种多样，可以按照不同的标准进行划分。如按主轴方向可分为水平轴和垂直轴；按桨叶数量可分为单叶、双叶、三叶和多叶；按受风方向可分为上风向和下风向；按输出容量可分为小型、中型、大型和兆瓦级；按功率调节方式可分为定桨距时速调节性、变桨距型、主动失速型和独立变桨型；按机械形式可分为有齿轮的风力机、无齿轮的风力机、和混合驱动风力机；按发电机类型可分为异步型风力发电机和同步型风力发电机；按照塔架的不同可分为塔筒式风力机和桁架式风力机；按发电机的转速可分为定速风机和变速风机。根据德国科学家贝茨的理论，对风力发电的过程做一些理想化的处理，将风轮流动模型简化为一个流管。假设风轮没有锥角、倾角和偏角，将风轮简化为一个平面的桨盘，风轮叶片旋转时没有摩擦阻力，风轮前后的气压相同。贝茨理论在最初是针对水平轴风力发电机的，但是现在对垂直轴风机同样适用。
2智能化技术在风力发电自动化控制系统中的运用
2.1雨篷的设计
结构设计智能雨篷由大功率LED照明系统，风力发电机，自动卸荷的风光互补路灯控制器组成。其中时控/光控任意设定，具有防止安装故障、防止在充电中所遇到的过流、过压过载等现象，以及抗自然灾害，如抗耦合雷电等，是一套功能强大并且适应性强的控制系统。太阳能电池组件为单晶硅太阳能电池组件（光电转换效率≥15%）；蓄电池为12V/200AH×2组；控制器为太阳能数码可编程智能专用控制器，时、光控制开关；支架材质为热镀锌喷塑钢件；光源为LED集合大功率。而工作时间可根据不同的配置每天照明8～12小时可持续使用3～7个阴雨天。风况良好的地区可连续使用。
可根据客户要求，调整组件配置，高效永磁风力发电机15年，太阳能电池板20年以上。但在安装时还应注意以下几点：（1）安装时应考虑到环境要素。因为太阳能和风能作为环境影响的自然能源，在不同的地域环境中所具备的能量差异较大，因此在安装时，应着重考虑环境的日照时长、周期性季风影响等环境特征，确保系统的有效转化率。（2）安装时要考虑的客户的定制化需求。在实际的雨篷使用中，由于人流密度、环境本身日照光源时长等问题，可以选择不同的特征光源，如雨雾较多地区可以选择穿透性较好的钠灯光源，而对于仅需照明时间足够长的地区，可选择亮度较高且更更为节能的LED光源灯，并且可以根于不同光源的需求，选择合适配套的风光搭配比例以及储能电池组的大小。（3）安装时要考虑实际的需求。例如可广泛使用在公交站台、写字楼前、文化园区、校园等地，可以根据不同地区的需求，定制不同方式的风光混合系统。
2.2单台风力发电机的发电预测
风力信息包括风速数据和风力发电功率数据,在针对单台风力发电机的风电预测模型中,一般不考虑其他风力发电机的影响和风向变化带来的发电不确定性。风电具有随机性和间歇性的特点。据相关数据分析,单点的风速、风向的统计规律会随着时间尺度的不同而不同。首先是短期预测当预测尺度不超过24h,风速的方差和扰动的强度会随着时间尺度的增加而增大。这说明风力变化过程在短期具有惯性,而在时间尺度增加后惯性逐渐消失。同时,风速的间歇性主要发生在预测时间尺度较短的时段。这种惯性和间歇性会由于风力发电机所处的地理位置、环境、预测时间和季节的不同而变化,也会由于噪声的影响而难以探测。因此,短期预测主要考虑如何从数据中挖掘这些性质特征。一般来说,需要分析历史数据中存在的风力变化模式特征,并用当前序列匹配其中的某种特征,得到预测值。所挖掘的特征也可以用于总结预测值与真实值的误差变化模式,从而帮助修正预测值。这些模型都可以实现多步的预测。首先利用风电预测值与历史观测值的相关性随时间的流逝而减弱的特点,修正样本序列与待估序列的欧氏距离,接着将时间序列的估计转化为空间未知样本的估计,以便利用泰勒–克里格方法。在马尔科夫链模型方面,假设风速的短期变化过程是平稳的,具有马尔科夫性。通过离散化历史状态和计算状态的转移概率,再根据马尔科夫性预测未来状态,最后根据每个状态区间的经验风速分布,估计风速的预测值。在卡尔曼滤波方面,由于卡尔曼滤波可以被看作最优自回归数据处理算法,而且不需要平稳性假设,因此在分析风速、风电的自相关性方面十分有效。其次是长期预测。当预测尺度超过24h,预测阶段的风力与观测到的风力相关性变小,风力的惯性基本消失。因此主要考虑如何从风力信息挖掘风速或风电的长期变化趋势。一般可用变形的自回归滑动平均方法预测长期风电。
2.3开关磁阻风力发电
近年来国内外学者对开关磁阻风力发电系统越来越重视，并且针对如何使SRG更好的将风能转化成电能做了大量的研究。目前提高SRG输出功率的方法大多都基于智能控制算法的，采用智能控制算法对开关角进行精确控制，以实现最大功率追踪或稳定输出等目标。由于SRG的特殊结构，传统的控制方法有时无法满足控制目标，因此需要在其基础上不断的改进。可见，在未来的研究中对SRG控制方法的革新与探索仍然是重中之重。
结语
总之，我国风力发电逐渐成为电力能源重要来源，结合互联网和智能化技术的“智能化风力发电自动化控制”作为一种全新的管理模式，为风力发电推进过程中产生的管理问题提供有效解决方案，并成为大势所趋。
参考文献
［1］任少．电子工程自动化控制中的智能技术分析［J］．电子技术与软件工程，2016（14）：148－149．
［2］翟磊．电子工程自动化控制中的智能技术分析［J］．消防界：电子版，2016（6）：49．