摘 要：風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)是實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵，而信息化控制技術(shù)作為風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)實際運行的核心之所在，對于風(fēng)力發(fā)電事業(yè)而言，更是重中之重。特別是隨著我國風(fēng)力發(fā)電機組類型的逐步拓展，隨著電子功率變換技術(shù)的逐步實現(xiàn)，信息化控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的作用也愈發(fā)凸顯出來。

關(guān)鍵詞：信息化；風(fēng)力發(fā)電；控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.126

0 引言

隨著我國環(huán)保事業(yè)的全面開展，風(fēng)力發(fā)電逐漸開始取代傳統(tǒng)火力發(fā)電的地位，究其原因在于風(fēng)力發(fā)電使用的是可再生的、清潔能源--風(fēng)能，能夠在滿足電能生產(chǎn)需求的同時，有效保護生態(tài)環(huán)境。

1 自適應(yīng)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用

自適應(yīng)控制技術(shù)在實際運用過程中具有較高要求。而其在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的運用主要是為了針對尚未構(gòu)建模型的運行參數(shù)的動態(tài)階段變化進行控制，從而保障其實際價值的充分展現(xiàn)。我國以往的風(fēng)力發(fā)電控制主要是通過構(gòu)建一個完整的系統(tǒng)模型而完成其變速控制任務(wù)的。但由于完整系統(tǒng)模型的構(gòu)建難度較大，因此，這種傳統(tǒng)控制方法的效果并不理想。而通過自適應(yīng)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，就能夠及時準(zhǔn)確的捕捉風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的變化動態(tài)，并對其進行適當(dāng)調(diào)整。因此，自適應(yīng)控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用具有顯著現(xiàn)實意義。

2 微分幾何控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用

微分幾何作為數(shù)學(xué)這一學(xué)科中的重要組成部分，其主要用來對線性關(guān)系進行闡述與表達(dá)，在當(dāng)前社會中的應(yīng)用較為普遍。由此可知，微分幾何控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對線性化控制情況的表達(dá)。風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)本質(zhì)上就是一個非線性系統(tǒng)，而其在實際運轉(zhuǎn)過程中勢必會受到風(fēng)能參數(shù)的動態(tài)化影響。因此，微分幾何控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用必須解決非線性關(guān)系這一問題，隨后再向雙饋發(fā)電機發(fā)揮操作指令，然后結(jié)合發(fā)電機的反應(yīng)情況來實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)，確保有效捕捉風(fēng)能，滿足風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)要求。通過對微分幾何控制技術(shù)的應(yīng)用，就能夠?qū)L(fēng)力發(fā)電機非線性關(guān)系轉(zhuǎn)換為線性關(guān)系，將非恒速發(fā)電機組控制操作化繁為簡。與此同時，微分幾何非線性控制技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用難點在于計算難度較大，且具有一定局限性。

3 專家系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用

專家系統(tǒng)的本質(zhì)是一種較為智能的推理程序，是基于對人類推理思維的真實模擬來應(yīng)對相關(guān)問題的一種智能系統(tǒng)，其實際運行還依賴于專業(yè)知識儲備、推理相關(guān)模塊與各領(lǐng)域知識與經(jīng)驗的儲備等，以便為實際問題提供一種合理解釋。因此，其常被用于故障問題的判斷。風(fēng)電機組系統(tǒng)是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，其中任一子系統(tǒng)的運行出現(xiàn)故障問題，都會對其整體運行造成不良影響，而專家系統(tǒng)在其中的應(yīng)用，能夠有效實現(xiàn)對其故障的準(zhǔn)確判斷。在實際工作中，發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)勢來對機組電流信號與相關(guān)特征向量就能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的精確診斷。而模糊專家系統(tǒng)這一系數(shù)就是在各個風(fēng)電機組區(qū)域轉(zhuǎn)矩控制與變槳控制的基礎(chǔ)上提出來的，其能夠用來對風(fēng)場風(fēng)速進行準(zhǔn)確預(yù)測。鑒于風(fēng)電機組是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，能夠引發(fā)機組振動的因素較多，故障隱患問題也較多，且不同故障問題可能會在同一時間段爆發(fā)出來。這種情況下，就導(dǎo)致專家控制系統(tǒng)必須注重與傳統(tǒng)控制方法的有機結(jié)合，以便推動其綜合化發(fā)展。

4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也就是非線性映射技術(shù)，其在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用具有較強的抗逆能力、自組織能力與容錯能力等，同時其還能夠?qū)m應(yīng)不確定系統(tǒng)的動態(tài)特征進行準(zhǔn)確學(xué)習(xí)。風(fēng)速具有動態(tài)變化特征，而風(fēng)速的預(yù)測是否準(zhǔn)確與預(yù)測使用方法、預(yù)測地點以及預(yù)測周期等都有著一定關(guān)系。在實際工作中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對風(fēng)電場發(fā)電量進行預(yù)測，能夠有效降低功率波動率。而人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器與發(fā)電機預(yù)測模型之間的有機結(jié)合，實際上就是將BP算法與遺傳算法的優(yōu)勢融合于一體，進而形成的一種新型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，其風(fēng)能捕捉能力極強。為此，這種新型的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法能夠?qū)︼L(fēng)電機組齒輪故障問題進行準(zhǔn)確診斷，診斷結(jié)果的準(zhǔn)確度較高。與此同時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的合理運用，還能夠有效提升風(fēng)電機動力性能，確保實現(xiàn)對電能質(zhì)量的優(yōu)化提升。

5 最優(yōu)控制智能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的運用

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的實際運行受風(fēng)能動態(tài)影響極大，因此風(fēng)力機電系統(tǒng)也就具有較強的不確定性，而其平衡點也會受風(fēng)速變化的影響而變化不定。數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的難度較大，對優(yōu)化系統(tǒng)的控制效果極佳。但實際上，僅依據(jù)工程附近線性模型來進行控制器的設(shè)計是無法滿足風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)性能的要求的。由于不同形式的線性方法與動態(tài)線性大致相同，反饋線性能夠有效保證精確化線性的范圍。而在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實際運行過程中，無論有無功率都必須對負(fù)載情況來作出反映，轉(zhuǎn)子電流也會隨之發(fā)生變化，而其與小電功率波動要求之間的沖突主要表現(xiàn)為如何實現(xiàn)其最優(yōu)控制狀態(tài)。而通過對最優(yōu)控制智能技術(shù)的合理應(yīng)用，就能夠?qū)@些不可控的影響因素或變量進行充分分解與線性化處理，進而提升其對風(fēng)能的捕捉效率與利用效率。與此同時，在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中運用最優(yōu)控制智能技術(shù)，也就是通過對反饋線性化與跟蹤控制應(yīng)用的充分結(jié)合來實現(xiàn)對發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速變化情況的有效控制，并確保在發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)速變化下，實現(xiàn)葉尖速比的最優(yōu)狀態(tài)，確保對額定風(fēng)速風(fēng)能的有效捕獲，最終實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的有效控制。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國環(huán)保工作的進一步展開，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用也愈發(fā)普及。在這種大環(huán)境下，相關(guān)單位及工作人員就應(yīng)以信息化控制為方向來對風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)進行研發(fā)。

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作者簡介：朱煥榮（1979-），女，河北青縣人，碩士研究生，工程師，研究方向：電氣工程與自動化。