风力发电自动化控制系统中的智能化技术应用探究

风力发电自动化控制系统中的智能化技术应用探究

夏伟

中国葛洲坝集团电力有限责任公司 ，湖北 宜昌443002

摘要：现阶段，针对当前我国提出的碳达峰与碳中和的目标，在实际目标落实过程中，新能源发电企业作为主力军，必然呈现出爆炸式的增长，新能源业务也是我公司“一主两辅”重要业务之一。通过发展以新能源为主的新型电力系统已成为当前电力行业的重要内容和时代使命。由此可见，将智能化技术应用于风力发电自动化控制系统中显得尤为重要。下面本文就对此展开探讨。

关键词：风力发电；自动化控制系统；智能化技术；应用；

由于自然界中风能资源十分充足，通过对风能进行合理利用，不仅能够降低环境污染，还能够对能源匮乏现象起到一定的缓解作用。近年来科学技术发展速度较快，各国越来越重视发展可再生能源，风电项目也成为国际项目市场开发的主要方向之一，自动化、智能化的应用对占领市场更有竞争力。通过增加风力发电在能源结构中的占比，还可以实现产业结构的优化调整，实现能源的合理利用。

1 风力发电技术应用的优势

在当前市场应用过程中，风力发电技术具有较强的经济性优势。通过发展风力发电，电价下降速率较快，而且风力发电效率较高，消耗成本相对较低，再加之风能的充足性，在实现应用风力发电技术方面，其经济优势将会越来越明显。风能作为清洁能源，不会给自然环境带来污染。特别是当前我国风力发电建设工程水平的提升，设施成本消耗大幅度下降，部分地区内力发电成本低于发电机的成本。通过大范围的利用风能，还能够控制二氧化碳排放率，对于生态环境的保护具有积极的意义。

2 风力发电自动化控制系统中应用智能化技术的相关策略

由于风力发电在新能源时代的发展中占据重要地位，因此当前实际工作中，需要针对风力发电的特点进行认真研究，积极对风力发电技术进行改进和升级，并构建风电产业的人才培养体系，努力提高风电技术人才队伍的整体水平，为风电的快速发展打下坚实的基础。

2.1 可视化控制技术

风力发电自动化控制系统是由多类设施组成，相关人员开展管理工作时，必须对这些设施进行操作，不仅对专业技能有着较高要求，工作量上也是只增不减，严重影响工作效率和质量。如果维护和管理人员的专业能力较低，极易引起风力发电自动化控制系统的新故障问题，甚至会威胁工作人员的生命安全。想要降低此类影响，可应用可视化控制技术来解决，具体内容为在生产风力发电自动化控制系统设施过程中，将设备的工作原理等与可视化编程技术、数据通信技术等相结合，形成能够安装于手机端的移动 APP 软件，即风电可视对讲系统，该技术能够凭借良好的兼容性适配不同的手机操作系统。当工作人员在手机上安装相关 APP 后，便能够拥有良好的可视化操作环境，也就是只需在手机上操作可视化界面，便能够对风力发电自动化控制系统的运行状况进行管控，大幅增强便利性和风力发电自动化控制系统可靠性的同时，也显著减少非必要的工作量［1］。

2.2 系统数据整合

风力发电自动化控制系统运行时，需要通过数据传输系统来保证系统的稳定状态，然而，相关人员在管理风力发电自动化控制系统时，数据传输并非只局限于系统的内部网络，也存在获取外部信息和向外部传输数据的情况，此时，可以利用智能化技术实现对系统数据的有效整合，为顺利完成数据传输提供充足便利，例如，可以通过采用TCP /IP 的标准化传输协议来保证拥有统一的数据传输条件，至于想要达到内、外部数据通信的目的，需要构建由网络设备和综合布线系统组成的传输系统 (具体结构如图 1 所示) ，既可保证利用宽带路由器、公共局域网实现在外部网络服务环境下智能控制风力发电自动化控制系统，也能在风力发电自动化控制系统所在的内部网络条件下访问外部互联网［2］。此时，无论工作人员在任何条件下，都能够掌控风力发电自动化控制系统的运行情况，也能在必要时给予远程管控。

图 1 标准协议下传输系统结构图

2.3 加强技术管控

由于风力发电自动化控制系统极易遭受其他因素影响，所以，在进行实际管理过程中，为了能够最大程度避免产生非必要问题，需要通过智能化技术对工作人员的操作环节进行有效管控，比如，工作人员在利用可视对讲系统时，可结合智能化技术管控操作权限，防止产生误操作行为，或因操作不当而导致多个机组故障甚至停止运行的情况，具体原理为工作人员在可视化对讲系统上执行“开锁键”功能时，智能化技术能够将执行的权限信息经网络交换机、传输协议转换器以及网络接口等发送至运营系统，再由运营系统将权限信息传送至发电机组，此时工作人员便只能获得对应发电机组的管理权限，这种不具备操作其他机组权限情况，自然无法出现干扰其他机组的行为，保证发电机组的可靠性。

2.4 机组控制技术

2.4.1 保障电力供应

机组控制技术作为智能化技术在风力发电自动化控制系统中应用的重要体现，能够为实现风力发电提供充足保障，例如，风力发电系统的主要原理是先将风能转化为机械能，再由机械能向电能转化，最终经过并网后，作为可用于满足用户使用的电能。然而，风力发电存在较明显的不稳定性，一旦环境中的风力产生变化，系统中的设备也必须进行调整，才能避免采用不合理的运行模式，避免产生加速设施磨损的问题，也能减少引发严重安全事故的概率。通过智能化技术，能够根据不同情况及时调整风力发电自动化控制系统的运行，便于消除风力发电过程中的非必要资源投入，减少设施损耗，并能够依照实际情况智能调整并网过程中的电能供应量，避免因电网波动过大而影响用户的正常使用。

2.4.2 控制极端荷载

风力发电系统多处于比较恶劣的环境下，比如，高原、海上等，期间，频繁的运行环境变化是比较常见的现象，也是极易引起风力发电设备故障的主要原因。尽管风电安全事故的影响力已经得到显著广泛关注，但是，该方面潜在的风险和危害仍然未能得到全面重视，导致风电安全事故依旧处于不容忽视的状态，以海上风电事故为例，2019－2020 年内，全球海上风电事故伤亡占比依旧比较高。因此国家一直以来对于电网的安全水平具有严格的要求。为了达到这一要求，在风电新能源发展过程中，还要构建更为科学和高效的风电管控系统，通过实施有效的检测，提高对突发事项的应急处理能力，进一步保障研发过程的可靠性。

结束语

综上所述，随着社会经济朝着多元化的方向持续前行，为了能够更好地发挥风力发电的优势和作用，必须要提高对风力发电自动化控制系统中应用智能化技术的重视，并能够正确认知可视化控制技术、系统数据整合、加强技术管控、机组控制技术等内容，才能实现将智能化技术合理运用于风力发电自动化控制系统中的目的，真正助力风力发电能够得到快速发展。

参考文献：

[1] 张跃嘉.风电新能源发展与并网技术分析[J].区域治理，2018（36）：157-158.

[2] 陈嘉霖，周宏志，周星驰.风电新能源发展现状及技术发展前景研究[J].中国新通信，2020（19）：146-148.

[3] 付增业.关于新能源发电风力发电技术的探讨[J].科学技术创新，2020（36）：145-146.