风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用马化臻

发表时间:2020/6/8   来源:《当代电力文化》2020年3期   作者:马化臻 刘萍
[导读] 本文首先阐述了风力发电技术概述,接着分析了风力发电对自动化的要求,最后对风力发电信息自动化管理系统的设计与应用进行了探讨。
        摘要:本文首先阐述了风力发电技术概述,接着分析了风力发电对自动化的要求,最后对风力发电信息自动化管理系统的设计与应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
        关键词:风力发电;自动化的要求;风力发电信息系统;应用
        引言
        我国近些年的自动化控制技术水平以及信息技术水平在急剧提升,应用范围正在不断扩大,在风力发电当中的应用算是一种回归,也正是自动化控制技术以及信息技术的发展和推广,为风能的进一步广泛应用与认同提供了更强劲的动力。利用风能源进行发电,具有成本低、动力足与无污染的鲜明优势,风力发电对自动化的要求也凭借着技术的支撑力进一步促进着我国风力发电技术信息化水平的提升。
        1 风力发电技术概述
        风力发电技术属于新能源应用背景下的重要技术之一。风能就是以风力为主的能源开发,作为一种新型的可再生且绿色无污染的能源,其应用范围于近些年社会经济发展的作用下始终处于不断扩大的进程当中。风力发电作为对风能进行利用的重要手段,虽然技术水平较高,但依然存在着电力储存方面的局限性问题,风力发电对自动化以及风力发电信息系统的应用要求不断增加。当前,能源市场的竞争态势愈演愈烈,市场范围已经拓展到了整个国际,风能凭借着诸多优势性特点逐渐被赋予了高度的重视和广泛的认同。从风能的特点来看,大多存在于陆地和近海区域,资源相对丰富,可供开发的潜力巨大;加之风能作为一种自然现象更是具有取之不尽用之不竭的特点,但凡有气压差值的存在,则将会因空气的流动生成风能,同时还具有无污染的特点。
        2 风力发电对自动化的要求
        2.1 对风力发电机组的运行状况进行自动化控制
        风力发电机组是整个风力发电系统中比较重要的部分,对整个风力发电的系统有着直接的影响,通过合理的自动化控制,可以对发电机组的运行情况进行实时的了解和分析,及时发现运行中出现的问题和不足,并采取适合的措施对发电机组出现的问题进行处理。在自动化控制的过程中,风力发电机组的各项运行数据会被记录下来,方便人员对发电机组的运行情况进行了解,并根据数据的合理分析,制定合理的改进完善措施,保证风力发电机组的稳定安全运行,为整个风力发电系统提供基础的保障。
        2.2 限速和刹车停机的自动化控制
        合理的应用自动控制系统,在风力发电机组运行过程中能够根据实际情况自动进行限速和刹车控制。例如,在风轮机转速超过最高上限的情况下,风力发电机会自动和电网脱离,并且桨叶会及时打开,实行软刹车,这样液压制动系统动作就能使桨叶停止运转,从而能够有效的进行限速和刹车停机。所以,风力发电机组实行自动化对于控制限速和刹车停机具有重要作用。
        2.3 偏航和解缆的自动化控制
        在风力发电机组运行过程中,通过应用自动控制系统,能够实现偏航和解缆的自动化控制。由于风向是不确定,连续跟踪风向很可能会使电缆被缠绕住,因此,通过应用自动控制系统可以充分发挥解缆功能,可以是电缆不被缠绕。这样当电缆缠绕达到限制值时,自动控制系统通过控制偏航系统就能及时的解缆。所以,实行风力发电机组自动化,能够实现偏航和解缆的自动化控制。
        2.4 实现通信的自动化控制
        运行工作人员通过应用风力发电自动控制系统可以及时的获取风力发电机组的故障信息,并且可以通过网络观察风力发电机组的运行情况,从而准确了解风速、风向、发电量和功率曲线等具体数据,能够对风力发电机组出现故障进行远程诊断。

所以,应用风力发电自动控制系统能够实现通信的自动化控制,使运行工作人员及时了解风力发电机组的运行状况
        3 风力发电信息自动化管理系统的设计与应用
        3.1 风力发电机组信息系统的设计
        风力发电机组信息系统的设计是以计算机为根本的生产环节控制与调度自动化体系,由风电场智能管理与自动控制平台、设备维护系统、智能调度系统和数据解析与评估体系构成。该体系能够对当场运行设备实施监控,凭借现代通信设施对数据实施实时采集和传输,进而落实设备的参数调节以及事故报警等性能。落实对多个风电场统一管理调度,把风力发电量差异较大的多个风电场的发电总量设置为定值,能够落实发电量配额的自由分配,当一些风电场风力较小而一些风电场风力较大时,在不超过总发电量设定值状况下风力大的风电场能够充分发电以补充风力小的风电场没能充分发电剩余配额,使风资源获得最大程度的利用,落实最大发电量。风力发电机组信息体系可以精准掌控发电体系的运行状态,快速地发现故障并第一时间响应,提升故障处理效率。机组工作人员凭借风力发电机组信息体系,能够高效的把设备有关数据信息以文字、图表的形式体现出来,为风力发电企业的发展决策给予珍贵的理论根据,而且可以为投资给予精准的市场信息和相关的政策扶植,对风力发电企业的持续稳定发展具有相当重要的作用。
        3.2 风力发电信息自动化管理系统的应用
        3.2.1 自适应控制信息化技术在风力发电系统中的应用
        自适应控制信息化就是即是以环境改变而自动调整自身的控制参数,所以它对于整体参数的变化过程要给予高度的关注。在风力发电的控制系统中,自适应控制要做到对于过程参数变化检测的同时,实时的调节控制器,从而实现最优控制。而构建一个自适应控制系统的模型简单,应用到风力发电的系统中还需要设计一个高性能的追踪系统,例如桨距自适应控制系统,通过电流信号在实现自适应的同时,可以进行参数追踪。应用到现代的风力发电技术中,以无速度传感器矢量控制技术为基础,设定模型追踪风速,在权衡最大风能捕获和机械疲劳造成的损耗最小两个指标下,由适应器调节控制,在正确的补偿或者减低设定的风速过程中,实现对于风力的合理的最大化的运用。
        3.2.2 最优控制智能技术在风力发电控制系统中的应用
        风力发电控制系统的随机变量多,不确定或者干扰的因素大,主要指的是风能捕获利用方面。通过最优控制智能技术的使用,可以最大程度的分解和线性化干扰因素。因其数学模型已通过多次认证,因此对于变量或者干扰因素的线性化分解,设计最优控制,从而有效的捕获和利用风能。另一方面在发电机控制方面,也可以采用最优控制技术,例如发动机运行的过程中,运用最优功率调节器,在其功率和电功率波动之间寻求最优解决参数,从而使得发电机的转子转速保持最优叶尖速比,获得最大风能捕获。
        3.2.3 人工神经网络技术在风力发电控制系统中的应用
        人工神经网络技术通过对动物神经的研究,模仿神经系统的网络特征,在电力系统中具有高度的应用。其类似于神经元的独立性以及并联完成任务的组织性,可以在风力发电过程中对于风速实现预测。神经网络中所采用的模型大多为反向传播算法模型,在BP以及广义回归神经网络的运用中,通过神经网络自带的演算和变量输入,可以有效的预测风速和风量。而其具备的另一个优点是即是系统中存在这大量的不确定性,其也能在通过减少功率的波动来实现预测。从而稳定的实现系统的运行和控制。
        4 结语
        综上所述,现代科学技术的迅猛发展,促进了我国风力发电自动化控制的水平的提高,风力发电信息系统的应用技术水平也在不断提升。基于风力能源的发电系统的普及,使自动化技术以及信息技术在其中的应用成为了必然趋势,对于保证发电系统的稳定性和实效性具有积极有效的作用。
        参考文献:
        [1]武文杰.风力发电对自动化的要求与风力发电信息系统的应用[J].电子制作,2016(20)
        [2]沈聪.风力发电信息自动化管理系统的设计与应用[J].甘肃科技纵横,2017,46(6)
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