施光榮

（廣東省風(fēng)力發(fā)電有限公司廣西分公司，廣西南寧 530000）

風(fēng)電行業(yè)作為綠色能源和新興產(chǎn)業(yè)之一，在我國(guó)政府的大力推動(dòng)下得到了迅速地發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)也逐漸趨于成熟化發(fā)展，然而結(jié)合大量的實(shí)際案例可知，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)卻較處于一個(gè)相對(duì)落后的水平，很難滿(mǎn)足龐大的電力市場(chǎng)需求，鑒于此，有必要將智能化技術(shù)引入風(fēng)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中，促進(jìn)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。

1 智能化技術(shù)的概念

智能化技術(shù)屬于電子工程自動(dòng)化控制范疇，在電氣自動(dòng)化工程之中，智能化技術(shù)可以被細(xì)分為以下幾種類(lèi)型：①DCS系統(tǒng)；②IE語(yǔ)言系統(tǒng)；③自動(dòng)控制系統(tǒng)；④電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。就第一種系統(tǒng)而言，主要對(duì)電氣設(shè)備的儀表進(jìn)行檢測(cè)，和傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比，該技術(shù)很少需要人工參與其中，只需要借助智能設(shè)備就可完成相應(yīng)的指令以及操作；就第二種系統(tǒng)而言，其主要用于對(duì)電氣設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行集中控制；就第四種控制系統(tǒng)而言，主要依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制操作，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)具有速度快、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，所以最后一種電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)前景較廣，常被用于電氣工業(yè)工程設(shè)備生產(chǎn)中。風(fēng)電行業(yè)雖然屬于新能源產(chǎn)業(yè)，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)仍然運(yùn)用了大量的智能化技術(shù)。將智能化技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電行業(yè)中，不僅提高了風(fēng)電系統(tǒng)的控制效率，同時(shí)對(duì)開(kāi)發(fā)出符合我國(guó)風(fēng)電系統(tǒng)實(shí)際情況的智能化終端控制平臺(tái)具有重要的參考意義。

2 智能化技術(shù)的特征簡(jiǎn)析

2.1 控制效率高

電氣設(shè)備智能化控制技術(shù)具有控制效率較高這一優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)人力操作控制技術(shù)相比，采用智能化控制技術(shù)可以大幅提高設(shè)備控制的精確度。以風(fēng)電系統(tǒng)為例，一般情況下，風(fēng)電系統(tǒng)的中控裝置都安裝在底部的風(fēng)電樁內(nèi)，且風(fēng)電設(shè)備往往被安放在戈壁灘等人跡罕至的區(qū)域。鑒于此，如果單純的使用人力對(duì)風(fēng)電設(shè)備進(jìn)行控制，一方面需要耗費(fèi)大量的人力資源，另一方面也不能確保人力控制的精確性。而智能化技術(shù)不同，在智能化技術(shù)投入使用之前，往往需要經(jīng)過(guò)數(shù)千次的測(cè)試，直到測(cè)試結(jié)果符合預(yù)設(shè)要求后才能投入到風(fēng)電設(shè)備的實(shí)際使用中。由此可見(jiàn)，智能化技術(shù)擁有很高的精確性。

2.2 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作

與傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)相比，智能化技術(shù)不需要投入大量的人力便可以投入到實(shí)際的控制使用之中，電氣設(shè)備只需要聽(tīng)從智能化技術(shù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令即可，其中并不需要人工介入。所以，智能化技術(shù)可以借助人工智能技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電氣設(shè)備系統(tǒng)，從而完成工作任務(wù)。

2.3 減少控制模型的使用

在風(fēng)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)投入使用之前，需要設(shè)計(jì)大量的參考模型，并將各類(lèi)模型應(yīng)用于系統(tǒng)中，然后通過(guò)大量的實(shí)踐選擇最合適的模型。但是智能化技術(shù)不同，采用智能化技術(shù)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，不需要使用模型。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)模型相比，采用智能化技術(shù)不僅可以有效節(jié)約風(fēng)電設(shè)備控制系統(tǒng)后期的模型調(diào)試成本，同時(shí)還可以提高風(fēng)電系統(tǒng)地控制效率。

3 智能化技術(shù)在風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 人工智能控制技術(shù)在電氣系統(tǒng)終端控制中的應(yīng)用

智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要包含在以下兩方面：（1）專(zhuān)家系統(tǒng)；（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。鑒于此，可以將智能化技術(shù)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也就是俗稱(chēng)的人工智能技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)電電氣系統(tǒng)的終端控制系統(tǒng)之中。和傳統(tǒng)的終端控制系統(tǒng)不同，借助人工智能終端操作系統(tǒng)，技術(shù)人員可以通過(guò)異地輸入指令或軟件遠(yuǎn)程操作等方式對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的終端系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，并結(jié)合外部環(huán)境，如風(fēng)力大小、用電需求等及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)電系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。此外，利用人工智能技術(shù)，還可以對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行24h的監(jiān)控和保護(hù)，如果風(fēng)電系統(tǒng)的終端控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生問(wèn)題，技術(shù)人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作及時(shí)暫停風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)行，并通過(guò)智能化控制對(duì)風(fēng)電電力系統(tǒng)進(jìn)行檢修。同時(shí)，利用人工智能技術(shù)還可以對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的日常運(yùn)行狀態(tài)以及每日電產(chǎn)量進(jìn)行收集和整理，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸給風(fēng)電設(shè)備控制中心，控制中心則會(huì)依據(jù)傳輸和整理后的數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)電設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)加以調(diào)整。此外，還可以借助人工智能技術(shù)對(duì)敷設(shè)風(fēng)電設(shè)備的關(guān)聯(lián)性能進(jìn)行檢測(cè)。一般情況下，風(fēng)電系統(tǒng)風(fēng)機(jī)電纜都擁有自己獨(dú)特的保護(hù)層，并埋藏于風(fēng)機(jī)樁底部。為了確保風(fēng)電系統(tǒng)信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸，需要定期對(duì)風(fēng)電設(shè)備的敷設(shè)光纜進(jìn)行檢修，但是由于我國(guó)很多風(fēng)電設(shè)備都安裝在戈壁灘或沙漠等人跡罕至的區(qū)域，派遣專(zhuān)人進(jìn)行檢驗(yàn)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力成本。鑒于此，可以在敷設(shè)風(fēng)電系統(tǒng)光纜的過(guò)程中，在光纜設(shè)備中插入人工智能檢測(cè)系統(tǒng)，借助人工智能檢測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)光纜線(xiàn)路進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)光纜外層破損或者需要更換時(shí)，風(fēng)電公司再派遣專(zhuān)人前往維修即可。借助這樣的技術(shù)，一方面可以提高風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，另一方面可以為風(fēng)電企業(yè)節(jié)約成本。

3.2 加強(qiáng)模糊邏輯控制技術(shù)的運(yùn)用

模糊邏輯控制技術(shù)是當(dāng)前智能技術(shù)中的重要組成部分，是由英國(guó)大學(xué)所研制出的一種特殊控制器技術(shù)，能夠根據(jù)自身所具備的知識(shí)庫(kù)以及推理邏輯從眾多模糊的數(shù)據(jù)信息中查找出最佳的處理方式，這種自主推理方式對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制有著重要意義。因此，鑒于模糊邏輯控制技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的重要作用，電氣工程自動(dòng)化控制人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)模糊邏輯控制技術(shù)的運(yùn)用。

圖1 環(huán)境智能技術(shù)的應(yīng)用

例如，控制人員在進(jìn)行工程建模時(shí)，就可以將模糊邏輯控制技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)融合，及時(shí)將各種數(shù)據(jù)信息輸入到風(fēng)電工程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)中，并利用RXD和TXD管腳進(jìn)行風(fēng)電設(shè)備內(nèi)部數(shù)據(jù)的初步處理與傳輸，然后再將信號(hào)傳輸至風(fēng)電設(shè)備的中樞控制顯示屏上。通過(guò)這種模糊邏輯控制技術(shù)的運(yùn)用，可以保證風(fēng)電工程自動(dòng)化控制質(zhì)量，有效降低了風(fēng)電工程自動(dòng)化控制失誤情況的出現(xiàn)。

3.3 PLC技術(shù)的運(yùn)用

PLC技術(shù)是一種十分重要的輔助技術(shù)，其主要用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算數(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并可以通過(guò)數(shù)字或各種模擬式輸入/輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電工程自動(dòng)化控制，所以工作人員在將智能化技術(shù)運(yùn)用于電氣工程自動(dòng)化控制中時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)的運(yùn)用研究。

例如，管理人員可以將各個(gè)風(fēng)電控制系統(tǒng)進(jìn)行融合，建立風(fēng)電工程控制體系，并在風(fēng)電工程控制體系中搭建相應(yīng)的PLC技術(shù)平臺(tái)，從而運(yùn)用PLC技術(shù)的邏輯運(yùn)算功能對(duì)風(fēng)電工程自動(dòng)化控制中的各個(gè)指令進(jìn)行運(yùn)算分析，大大提高風(fēng)電工程運(yùn)行效益。

3.4 優(yōu)化操作及故障診斷技術(shù)

目前，我國(guó)建立的風(fēng)機(jī)設(shè)備中，只有三分之一采用了智能化控制技術(shù)，其他的風(fēng)機(jī)設(shè)備均采用傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)雖然也有一定的控制效果，但存在很多問(wèn)題。以風(fēng)機(jī)設(shè)備的故障檢修和維護(hù)為例，應(yīng)用傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)很難及早發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)設(shè)備中存在的一些故障，同時(shí)也很難對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備故障區(qū)域進(jìn)行定位，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)才得以發(fā)現(xiàn)。而智能化控制技術(shù)不同，智能化控制系統(tǒng)可以利用人工智能技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)備的故障區(qū)域、故障情況進(jìn)行初步分析，然后借助網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳導(dǎo)至中控平臺(tái)，此時(shí)風(fēng)電公司可以結(jié)合系統(tǒng)傳回的數(shù)據(jù)分析故障，然后進(jìn)行修理。這樣操作一方面可以大幅提高風(fēng)電設(shè)備的控制效率以及準(zhǔn)確率，另一方面也可以及早發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)設(shè)備中存在的一些故障，從而防止故障擴(kuò)大化為風(fēng)電企業(yè)帶來(lái)的巨額損失。

3.5 環(huán)境智能技術(shù)的運(yùn)用

環(huán)境智能技術(shù)是在20世紀(jì)90年代在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所提出的一種設(shè)想，目前已經(jīng)能夠得到一定范圍內(nèi)的運(yùn)用。環(huán)境智能技術(shù)主要是指能夠?qū)θ擞懈袘?yīng)信息和反饋行為的環(huán)境，將其運(yùn)用在風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用意義重大。對(duì)此，風(fēng)力發(fā)電中的環(huán)境智能技術(shù)能夠感知風(fēng)力大小以及方向，從而將實(shí)時(shí)的風(fēng)力信息傳輸?shù)娇刂浦行模欣诟鶕?jù)風(fēng)力的實(shí)際情況調(diào)整發(fā)電設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能技術(shù)的高效應(yīng)用。同時(shí)，環(huán)境智能技術(shù)還能感知發(fā)電環(huán)境，如判斷天氣條件，在陰雨天氣時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而減少潮濕環(huán)境對(duì)發(fā)電設(shè)備的影響，促進(jìn)風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化控制的有效應(yīng)用，如圖1所示。

3.6 自然語(yǔ)言處理技術(shù)的運(yùn)用

自然語(yǔ)言處理技術(shù)指的是相應(yīng)的智能化系統(tǒng)對(duì)于自然語(yǔ)言數(shù)據(jù)的下屬字段進(jìn)行分析處理的過(guò)程，主要包括語(yǔ)言理解、語(yǔ)言生成和機(jī)器翻譯3個(gè)部分。自然語(yǔ)言處理技術(shù)在風(fēng)電電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要包括對(duì)利用環(huán)境智能技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行理解并轉(zhuǎn)換的過(guò)程。自然語(yǔ)言處理技術(shù)能夠理解反映風(fēng)力方向及大小的數(shù)據(jù)，并與閾值進(jìn)行比對(duì)。如果超出相應(yīng)閾值，則會(huì)自動(dòng)生成自然指令語(yǔ)言傳輸?shù)娇刂浦行模瑢?shí)現(xiàn)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的自動(dòng)化控制，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的自動(dòng)化與智能化，如圖2所示。

圖2 自然語(yǔ)言處理技術(shù)

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，風(fēng)電設(shè)備作為綠色能源設(shè)備，具有廣闊的市場(chǎng)前景。為了提高風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行效率，在風(fēng)電設(shè)備控制系統(tǒng)中加入智能化技術(shù)是必要的。將智能化技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電設(shè)備中不僅可以實(shí)現(xiàn)人工智能化控制，同時(shí)還可以及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自檢。鑒于此，我國(guó)要大力發(fā)展智能化電氣自動(dòng)化工程技術(shù)，并結(jié)合風(fēng)電系統(tǒng)的發(fā)展情況對(duì)該技術(shù)加以應(yīng)用，從而推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展。