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摘要:目前,我国发电方式虽然依旧是以火力发电和水力发电为主,但在趋于生态环保方向发展的资源利用方式约束下,传统火力发电方式的规模逐渐减少了。日益扩大的城市群规模,相应地暴露出更大的电力缺口。尽管我国在风力发电行业投入了大量资金,然而因风力发电趋于地广人稀的缘故,有一系列问题存在于控制系统中。若是能将智能化技术用于控制系统中,必然能获取更显著的控制成效。
关键词:风力发电;自动化控制系统;智能化技术
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。本文通过分析智能化技术在风力发电自动化控制系统中的运用,提出具体的应用方法,对该类项目的推进有一定的借鉴意义。
1智能技术概述
人们日常生活的方方面面皆已融入了计算机技术,智能技术也实现了显著的进步。智能技术实则表示对人类智能进行研究、开发、模拟、延伸及拓展的全新模式。在研究智能技术时为提高机器的操作性,基本会涉及到操作人员实际操作模拟事项。依托智能技术,能使风力发电自动化控制系统成效得到提升,有助于经济效益与社会效益的提高。智能技术的主要类型有3种。第一,神经网络控制技术。该技术主要是在数字计算和运算符号间运用,所以智能控制适宜用于数据处理部分。该技术是由案例分析进行分散储备的,所以即便各个个体丧失了功能,整个系统的正常运行情况也不会遭受影响。第二,专家系统控制技术。该技术在智能调节、组织及决策等方面得到了具体应用,能够将一些非结构化难题或不确定的知识消息解决。但是该技术在具体运用中,对个别浅显的知识进行处理时,不具备足够的深层模仿能力。第三,综合智能控制技术。该技术主要朝着集成化智能方向发展,能实现模糊数据的有效处理,并且能促进模仿模糊与神经网络技术间的融合。该技术有助于自动化控制技术与自我调节控制技术的有效整合,同时能够将智能技术扬长避短的功效达成,整合个别智能技术,从而避免单独使用个别技术的情况。
2风力发电自动化控制系统中智能化技术的应用
2.1最优控制智能技术在风力发电控制系统中的实践应用
风力发电系统的随机扰动性较强,在风速的不断变化之下,其平衡点也会发生变动,在风力发电系统运行的过程中,通常都是要根据负载变化状况,对有无功率进行反应,这样势必会导致转子电流的变化,甚至与小功率波动要求相互矛盾,鉴于上述情况,可以设计一个最优功率输出调节器。
在风力发电控制系统中,最大风能将跟踪控制应用和反馈线性化相结合,以实现对发电机转子转速跟踪风速变化的有效控制,同时也能够最大限度地对风速风能进行捕捉,对风力发电机输出功率进行控制。借助LQG方法,能够对变桨距设计进行转变,实现对相关控制信号的修改,使风电机组能够在额定风速之下,对风能进行最大限度的获取,另外,还能保证功率的稳定输出。在引入自由参数之后,可以对低频率和高频率权重进行重新分配,使系统能够具有稳定性能。
2.2专家系统在风力发电控制系统智能化中的实践应用
专家系统能够实现对相关知识的智能化处理,因此,目前经常被应用于故障诊断工作中。风电机组通常是有很多部分共同构成,如果其中一个部分出现故障,那么将会对整个机组的安全稳定运行产生直接影响,因此,可以借助专家系统对风电机组故障进行诊断。实践过程中,在对故障诊断专家模型建立之后,结合模糊控制,能够对故障产生的原因进行初步分析和判断,从而进一步提高了保障诊断系统的便捷性和精准性,在对机组电流信号进行分析的过程中,能够给出相应特征向量,之后对相对完善的故障诊断模型进行建立,以实现对系统故障的精准化判断。
2.3人工神经网络技术在风力发电系统中的实践应用
人工神经网络的抗逆能力较强,在容错能力方面,也是其他系统都无法超越的。周众所周知,风速往往处于不断变化的状态,对于风速的精准预测,不仅与预测方法相关,同时也与预测周期和预测地点具有着紧密关联。实践过程中,可以借助时间序列神经网络对风速进行预测,与此同时,也可以通过人工神经网络和小波分析相互融合的方式,对风力发电功率进行预测。在对人工神经网络技术进行应用之前,可通过人工神经网络对风速进行估计,这样能够大幅度提高系统的动态化性能,即使实际的风速出现了较大波动,系统依然能够稳定运行。在对风电机组进行研究的过程中,变桨距系统是至关重要的内容,实践过程中,可以通过控制神经网络变距的方法,对变桨距参数的滞后性和时变性问题进行解决。另外,为了能够最大限度地获取风能,在人工神经网络控制器中,还可以对发电机预测模型进行构建,结合遗传算法和BP算法,提出全新的神经网络算法,目前,这种算法在风电机组故障诊断工作中应用十分广泛,能够为系统的工作可靠性和稳定性提供保障。
3结语
智能化风力发电自动化控制是指利用现代信息技术,如智能化、云计算、大数据技术、人工智能等,围绕风力发电机组的日常运行维护、故障排除与修理的方面进行自动化作业。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的解决方案,并成为大势所趋。
参考文献:
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