基于风力发电及其控制技术的分析
新能源风力发电中的控制技术分析
新能源风力发电中的控制技术分析摘要：新能源风力发电是我国21世纪以来重点关注并大力推进的发电技术，位列我国总体发电量第4名，充分说明了风力发电的重要性，以及对于我国绿色可持续发展的重要意义。
而在新能源风力发电技术当中控制技术的重要性较高，对风力发电质量以及运行效益具有重要影响。
本研究基于新能源与风力发电的概念，阐述了我国风力发电的发展现状，随后分析了新能源风力发电控制技术，风轮控制技术、发电机控制技术、电子电力变换器控制技术、谐波消除控制技术、无功功率补偿技术与预测控制技术；最后对未来新能源风力发电控制技术发展方向作出展望，希望发挥风力发电技术价值，并提高风力发电技术水平。
关键词：新能源；风力发电；控制技术引言现如今全球对于碳排放和碳管理的要求日益严格，不论是对于汽车还是对于工业生产都提出了更为严苛的规章制度，在此背景下，新能源开始受到更多的关注。
而风力发电作为新能源当中经济性较强，应用较为广泛的新能源技术，也在近年来成为我国新能源首选发电方式。
在风力发电当中，控制技术的重要性较高，因此对新能源风力发电中的控制技术作出分析与展望，具有较高理论与现实意义。
本研究基于风力发电与新能源概念，阐述了我国风力发电的发展现状，随后分析了六种新能源风力发电控制技术，包括风轮控制技术、发电机控制技术、电子电力变换器控制技术、谐波消除控制技术、无功功率补偿技术与预测控制技术；最后提出了新能源风力发电中控制技术的未来革新方向，包括PLC自动化控制技术、智能控制技术、多智能体系统控制技术、大数据/人工智能技术以及多能源系统集成技术，丰富该领域研究成果，为风力发电行业可持续发展提供助力。
1 新能源风力发电概述1.1新能源概述新能源也被称为非常规能源，是指除化石能源以外的其他能源。
目前各国家主要使用的能源包括石油、煤炭与天然气，这三类能源的热转化效率低、不可再生，同时会对环境产生严重污染[1]。
而新能源对环境污染较小或不会对环境产生污染，一般指基于新技术而来的可再生能源。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析1. 引言1.1 背景介绍风力发电是指利用风能驱动风机转动发电机产生电能的一种可再生能源发电方式。
随着全球环境污染问题日益严重，清洁能源逐渐成为人们关注的焦点。
风力发电具有资源丰富、环保无污染、成本低廉等优势，逐渐成为主要的清洁能源之一。
中国是世界上风力发电装机容量最大的国家，风力发电技术也在不断创新和发展。
风力发电技术的发展，控制技术的精进是其中至关重要的一环。
风力发电的控制技术涉及到风机的启停控制、输出功率控制、安全保护等多个方面，对于提高风力发电系统的效率和可靠性起着至关重要的作用。
在当前清洁能源发展的大背景下，深入研究风力发电及其控制技术，分析其现状及发展趋势，对于促进清洁能源的发展具有重要意义。
本文旨在通过对风力发电及其控制技术的分析，探讨风力发电系统的优化方向，为我国清洁能源的发展提供参考，促进风力发电技术的进步和应用。
1.2 研究意义风力发电作为清洁能源的重要形式，具有环保、可再生、经济等优点，对于减少人类对传统化石能源的依赖，减少温室气体排放，推动可持续发展具有重要意义。
风力发电不仅可以提高能源利用率，还可以减轻对环境造成的污染和破坏，对保护地球生态环境具有重要的意义。
风力发电技术的研究意义不仅在于推动清洁能源产业的发展，也在于提高我国能源供给结构的合理性和健康性，促进可再生能源的广泛利用。
风力发电技术的研究还可以促进我国科技进步，提高我国在清洁能源领域的国际竞争力，为我国经济社会可持续发展作出更大的贡献。
深入研究风力发电技术，提高风力发电系统的效率和可靠性，探索风力发电系统的优化方案，对于实现我国能源转型，推动清洁能源产业发展，具有重要意义。
【2000字】1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨风力发电及其控制技术在能源领域中的应用，分析当前风力发电系统存在的问题和挑战，探索解决方案和优化策略。
通过研究目的，我们可以更好地了解风力发电原理和技术现状，为提高风力发电系统的效率和稳定性提供理论支持和技术指导。
风力发电系统中的智能控制技术研究
风力发电系统中的智能控制技术研究一、绪论随着环保意识的不断提升，人们对可再生能源的需求越来越高。
其中，风力能源由于具有高效、清洁、可再生等优点，受到越来越广泛的关注和重视。
而风力发电系统的智能控制技术，则是保障风力发电系统安全高效运行的关键技术之一。
本文将就风力发电系统中智能控制技术的研究进展进行探讨。
二、风力发电系统1.基本构成风力发电系统一般包括风轮机、发电机、变速器、主轴、基础、变流器、电网连接等组成。
其中，风轮机是风能转换为机械能的核心部件；发电机则将机械能转化为电能；变速器则将风轮机的低速转动转化为发电机的高速转动。
2.运行原理与优劣在风力发电系统中，风轮机通过转动收集风能，将其转化为机械能，通过发电机转化为电能，并连接至电网供电。
相较于传统能源，风能具有清洁、可再生等优点，是一种十分可靠的能源形式。
但是，风速的变化会对风力发电系统的输出功率产生重大影响，如何保证系统高效稳定运行则是一个重要问题。
三、风力发电系统中的智能控制技术1.智能控制技术的定义智能控制技术是利用计算机技术实现对风力发电系统进行精确监测，实现对风速、风向、温度等变化的实时监控，并通过算法对输出功率进行优化。
相较于传统的控制方式，智能控制技术更为高效、精确，能够提升风力发电系统的运行效率，进而提高发电系统的经济效益。
2.智能控制技术的应用智能控制技术通过对风速、风向等的实时监测，能够自动调节发电机的转速，实现对风力发电系统的智能优化控制。
通过这种方式，系统可以自我调整，进而使得风力发电系统的输出功率稳定在一个较高的水平上。
3.智能控制技术的挑战智能控制技术虽然能够提高风力发电系统的运行效率，但同样存在着一系列的技术挑战。
其中，智能控制算法的设计、控制参数的优化以及实时监测等方面，均需要进行深入的研究和探讨。
四、风力发电系统中的智能控制技术发展趋势1.大数据与智能控制技术的结合随着大数据技术的快速发展，越来越多的企业开始利用大数据与人工智能技术进行风力发电系统的监测与分析，进而实现对系统进行智能化优化。
新型风力发电技术及其应用前景分析
新型风力发电技术及其应用前景分析风力发电技术是目前新能源领域中最为广泛应用的一种能源技术，其具有成本低廉、可再生等诸多优点，能够有效地减缓环境问题。
近年来，随着新材料、控制技术等领域的不断发展，风力发电技术也在不断的创新与突破，新型风力发电技术正逐渐成为风电领域的新趋势。
一、新型风力发电技术的分类1.直驱式风力发电技术直驱式风力发电技术采用了直接驱动发电机的方式，取代了传统齿轮箱式发电机，减少了空气动力学的损失，同时也减少了传动过程中的能量转换损失。
此外，直驱式风力发电技术普遍采用了一些先进的材料和制造技术，使得机械转换效率得到显著提升，并且设备的可靠性也大大提升。
2.水平轴功率调节风力发电技术水平轴功率调节风力发电技术是一种基于恒速调节的机械控制技术。
在早期的风力发电技术中，水平轴功率调节技术一度占据主导地位，但是随着时代的变迁，其产品的功率密度相对于新型风机的功率密度已经逐渐过时。
3.双馈变流器技术双馈变流器技术是风力发电系统中的核心技术之一，它能够实现风力发电系统的中速调节以及较大功率调节。
目前该技术已经成为风力发电技术的主流之一，并且在一些风能资源丰富的地区被广泛应用。
二、新型风力发电技术的应用前景分析1.技术的发展趋势随着传感器技术、信息学领域的快速进展以及人工智能技术的深度植入，未来的风力发电技术有望从优化单独设备、提高系统性能向完整的智能系统转变。
例如，采用智能盘旋机构来控制风机的方向和角度，使得风机在变化的风速下都能够自适应调节，同时减少能量损失，提高电力输出效率。
2.利益相关方的需求新型风力发电技术不仅考虑到设备本身的性能，而且需要考虑到设备的最终使用者以及利益相关者的需求，包括各级政府、能源企业、民间组织、社区及周边居民。
这些利益相关方可能各自期待风力发电多方面的益处，如减少环境污染、稳定的能源供给、节省成本等。
因此，将技术的研究顺应社会需求，并将技术研究成果与相关利益相关方进行交流与协调，是新型风力发电技术成功应用的必要条件。
风力风电及其技术发展探讨
风力风电及其技术发展探讨摘要：在“碳达峰、碳中和”的背景下，新能源风电被再次推到重要发展期，风力风电作为其中的关键角色，承担着重要使命。
由于我国的风能资源非常丰富，所以一定要加大对风力发电技术的研究，才能避免电力系统对煤炭的依赖。
基于此，本文对风电并网技术的现状以及风力风电及其技术发展的措施进行了分析。
关键词：风力风电技术；发展；措施风力风电及其技术发展具有复杂性、风险性，质量问题牵涉诸多因素，因此必须认真对待任何细小环节，严格按照设计要求和施工规范实施监控，并根据具体情况不断调整监控手段。
参与工程建设的所有单位必须各负其责，坚守质量要求，降低事故发生概率，杜绝人员伤亡，减少质量缺陷，对风力风电及其技术发展潜在的危险进行把握，提出科学有效的措施，防患于未然，对问题进行掌控，进而为促进我国风力风电行业的发展奉献一己之力、发挥光热。
1 风电并网技术的现状1.1 电力系统的调峰存在困难风电系统，它是一个需要实施保证平衡的系统。
他需要保证电力的发、输、配、用同时完成。
同时，也要保证发电与用电可以做到瞬时平衡。
在风电未接入之前，调度系统可以通过调节来对火电、水电等进行控制，从而实现精准的预测负荷，实现他们之间的平衡。
而风力发电受到风速和风向等因素的影响，他更具备随机性、间接性。
在大规模的风电接入后，就对电力系统的调峰造成了很大的影响，增加了电力系统调峰的难度。
对电力系统的调峰主要依靠煤电，但受到煤电启停不灵活等因素的影响，系统进行调峰手段非常的有限。
1.2 风电功率预测不能满足电力需求我国的电网调度部门可以有效的预知未来一段时间内的风电功率的变化。
并在满足电力系统安全的情况下，可以预测预留风电空间。
同时，可以合理地安排其他机组进行发电规划。
有效并精准的预测风电功率，是电网安全运行提升经济效益的基础。
与国外相比，我国的风电发展的特点有以下几点：第一，历史数据少，由于我国的风电是新建产业所以历史数据较少。
第二，气候类型较多，我国受温带季风气候、热带大陆性气候、亚热带季风气候等交替的影响，不比国外发达国家，主要以温带大陆性气候和温带海洋气候为主。
风力发电及其控制技术分析
风力发电及其控制技术分析
风力发电的控制技术是保证风力发电系统稳定运行的关键。
在风力发电过程中，风能
的不稳定性会对系统的运行产生不利影响。
控制技术的应用是必不可少的。
控制技术主要
包括以下几个方面：
1. 风力发电机的控制：风力发电机一般采用变频调速技术，通过控制变频器的输出
频率，调整风力发电机的转速，使其在不同风速下能够提供稳定的输出电能。
还需要实时
监测风力发电机的转速、温度等参数，以保证风力发电机正常运行。
2. 风力发电系统的控制：风力发电系统包括风力发电机组、变流器、变压器等设备，需要进行集中控制和保护。
控制系统可以实时监测风力发电系统的运行情况，对故障进行
诊断和报警，保证系统的安全稳定运行。
3. 风力发电场的控制：风力发电场通常由多个风力发电机组成，需要对发电机组进
行统一调度和控制。
通过优化风力发电机组的运行方式和电能输出，可以提高整个发电场
的效率和稳定性。
4. 风力发电系统与电网的协调控制：风力发电系统需要与电网进行协调运行，保证
风力发电的平稳输出。
当风速较低或风机维护时，需要从电网获取电能；当风速较高时，
需要将多余的电能输入电网。
这需要通过智能控制系统实现电网与风力发电系统间的协调
控制。
风力发电及其控制技术在我国的发展前景广阔。
随着技术的不断创新和进步，风力发
电将成为我国清洁能源的重要组成部分，并对改善能源结构、减少碳排放、保护环境等方
面发挥积极作用。
风力发电机组中的智能控制技术研究
风力发电机组中的智能控制技术研究近年来，随着国家对可再生能源的重视和推广，风电作为一种清洁、可持续的能源正在得到广泛应用，而风力发电机组的智能控制技术则成为风电行业发展的重要支撑。
本文将探讨风力发电机组中的智能控制技术以及其研究现状和未来发展趋势。
一、风力发电机组的智能控制技术简介所谓智能控制技术，是指通过计算机、传感器等智能化设备实现对风力发电机组的自动化控制和调整，以进一步提高发电效率和安全性。
而风力发电机组中主要应用的智能控制技术包括以下几个方面：1、风向控制技术：风向控制技术是风力发电机组中最基本、最关键的控制技术之一，通过调整风叶叶片角度等方法使风机始终对准风向，从而最大限度地利用风能进行发电。
2、变桨控制技术：变桨控制技术是指对风叶桨叶的角度进行调整，以在不同的风速下保持风力机的最佳运行状态，避免过载或失速等问题，保证发电的可靠性和稳定性。
3、发电调节技术：发电调节技术是通过系统对风机进行电流、电压等参数的实时监测和调整，使其始终处于最佳输出状态，提高发电效率和产量。
4、智能检测技术：智能检测技术是指利用传感器等技术对风机各项参数进行实时监测和检测，以及故障预警、故障诊断等功能，保证风机运行安全可靠。
二、风力发电机组智能控制技术的研究现状当前，国内外在风力发电机组智能控制技术的研究与应用方面已取得了一定的进展，主要表现在以下几个方面：1、风向控制技术的优化：在风向控制方面，研究人员通过对叶片角度和风向槽等参数进行调整，实现了更加精准的风向控制，提高了风机的发电效率和运行稳定性。
2、变桨控制技术的创新：在变桨控制方面，国内外研究人员在桨叶角度控制和控制器的设计等方面进行了一系列改进和创新，实现了在不同风速下的快速转速变化和对风力机输出功率等参数的精确调节。
3、发电调节技术的提高：在发电调节方面，通过数学建模和计算机模拟等手段，研究人员建立了一套完整的风机电力系统模型，实现了对风机发电过程的精确监测和调节。
风力发电机及其智能控制研究
风力发电机及其智能控制研究摘要：风力发电是一种利用风能将其转化为电能的可再生能源技术。
风力发电机的历史可以追溯到古代，但真正现代化的风力发电技术起源于20世纪70年代。
随着对环境问题和气候变化的关注增加，风力发电作为一种清洁、低碳的能源选择受到了越来越多国家和地区的重视。
风力发电机的发展经历了几个阶段，从最早的传统风车到现代大型风力发电机。
最初，风力发电主要用于小规模的农村电力供应。
然而，随着技术的进步和对可再生能源需求的增加，风力发电开始逐渐发展成为大规模、商业化的能源生产方式。
为了最大程度地利用风能，提高风力发电的效率和稳定性，智能控制技术应运而生。
智能控制技术可以通过实时监测风速、风向、温度和电网负荷等信息，并根据这些数据调整风力发电机的转速、叶片角度等参数，使风力发电机在不同的气象条件下保持最佳运行状态。
这种智能控制可以实现对风力发电机的优化控制和协调运行，提高发电效率，降低能源损失，并减轻对电网的影响。
通过不断的研究和创新，风力发电有望成为未来能源体系中重要的组成部分，为全球提供可持续、高效、环保的电力供应。
关键词：风力发电机;智能控制;风能转化率;1 风力发电机的概述风力发电机是一种将风能转换为电能的设备，是风力发电系统的核心组成部分。
它们通过捕捉风的动能，并将其转化为机械能，再经由发电机将机械能转化为电能。
风力发电机已成为一种重要的可再生能源技术，广泛用于全球各地的电力生产。
工作原理：风力发电机利用风的动能来驱动其叶片旋转。
当风吹过叶片时，叶片受到气流的压力差，使得叶片开始旋转。
叶片旋转的动能通过主轴传递给发电机，进而转换为电能。
叶片：风力发电机通常由三个或更多的叶片组成，叶片的设计旨在最大程度地捕捉风的动能。
叶片材料通常为复合材料或玻璃钢，因为它们要同时具备轻巧和坚固的特性。
转轴和发电机：叶片通过转轴与发电机相连。
转轴的旋转将机械能传递给发电机，发电机则将机械能转换为电能。
现代风力发电机一般采用同步发电机或感应发电机。
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基于风力发电及其控制技术的分析
发表时间：2019-09-18T17:00:30.783Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：沙日娜孙武
[导读] 摘要：风能的开发与利用就是其中之一，风力发电技术对我国电力行业的发展有着十分重要的意义，是目前电力行业的研究重点。
（中广核新能源控股有限公司内蒙古分公司内蒙古呼和浩特 010020）
摘要：风能的开发与利用就是其中之一，风力发电技术对我国电力行业的发展有着十分重要的意义，是目前电力行业的研究重点。
在风力发电的过程中改变风轮的运行效率可以实现对风能大小的控制，实现发电质量与发电效率的改善，对电力企业的发展至关重要。
本文则通过对风力发电及其控制技术的研究来为相关行业提供一定的发展思路。
关键词：风力发电；控制技术
随着国家新能源发展战略的实施，我国风电产业已经迈入跨越式发展阶段。
风电有着可再生、能量大、无污染等特点，同时我国风能储备量大，分布广泛，有着非常大的开发潜力，所以发展风电能源已经成为一种必然趋势。
做好风力发电及其控制技术的研究，具有十分重要的意义。
1风力发电技术的现状分析
近些年，随着科技的不断进步，风力发电技术的应用越来越广泛。
风力发电应用原理：通过风能设备，将由温差引起的空气流动转变为电能。
具体来讲，就是利用风能驱动风车叶片转动，而叶片转轴与齿轮箱连接，促进转速提升，将动能转化为机械能，带动发电机发电。
风力发电具有如下特征：风力发电技术的装机规模逐年加大，风力发电应用比重呈逐年增加趋势；风力发电机的功率不断增加；海上风力发电产业逐渐商业化。
由于海上风力发电干扰因素少，风速较高且稳定，发电量相当可观。
可用发电机组有效进行风力发电；风力发电前期投入高，但运营费用较低。
纵观全球，风电机组市场发展速度较快，风力发电已经在发电产业中占有不容忽视的地位。
目前，市面上的风电机组的设计技术存在较大差异，其中突出的差别主要体现在发电系统与风电机组的结合方式上。
通过风速提高电机转速，促进风能利用率最大化，保证有功功率与无功功率均处于可控状态。
2风力发电控制技术分析
2.1风轮控制技术
2.1.1叶尖速比控制
因为受到风力的作用，风轮的风叶尖端转动线速度也被称为叶尖速。
叶尖速比主要是指叶尖速度和这个时期的风速比值。
叶尖速比控制方法主要是采取有效的方法进行比值控制，将其进行系统的优化。
根据风速的不同，在这个基础上进行叶尖速比比较，因为不能够进行自然风速的调控，对此为了能够更好的进行各个功能优化，需要在实际应用中合理的进行调整和改变叶尖速，主要是风轮转矩的调整，从而能够更好的控制整个速度，更好的进行叶尖速比的控制。
2.1.2功率信号反馈控制
通过该方法来控制风轮的功率信号。
在风轮运行过程中，其功率会随着条件的改变而改变，这是功率信号反馈控制方法的应用基础。
通过分析功率关系进行最大功率曲线的绘制，在此基础上进行后续操作。
在具体实践过程中，将最大功率和进行系统实际输出功率分析比较，获得二者差值，然后据此调整风轮桨矩，确保风轮运行功率达到最大。
这一方法可以有效降低控制成本，但是值得注意的是，在风机日常运行过程中，最大功率曲线的获取是一项技术难题。
2.1.3爬山搜索控制
通过该方法对风机的功率点进行控制，其图像形似抛物线，最高处即为最大功率点。
如果对当前工作点位置不能确定，可适当增加风轮转动速度，以此改变系统输出的直流功率，当系统输出的直流功率加大时，最高点在抛物线左侧，反之在右侧。
利用该方法能够将最大功率点及时找出，在此基础上确定风轮转速。
然而，如果风轮在转动时存在较大惯量，其转速很难改变，这是该方法的主要缺点。
2.2风力发电机与相关电力电子变换器控制技术
2.2.1风力发电机控制技术
风力是风力发电的能量来源，由于风力在距地面位置较高处更大，因此能量转化需在高空完成。
发电机及其相关设备应当尽可能提高其工作效率，并减轻其重量。
永磁发电机具有损耗小、效率高等优点，在风力发电系统中有着广泛应用。
目前可采取模块化方式进行发电机制造，以此实现制作成本的降低。
除此之外，在控制风力发电系统中的发电机时，通常采取矢量控制方法，该方法能够实现直轴电流以及交轴电流二者的耦合解除，由此降低系统功率因数的控制难度。
2.2.2电力电子变换器控制技术
在风力发电系统中，其电力电子变换器必须具有以下特点：它具有广泛的应用范围，能有效地应用于大型风力发电系统；在风能的转换中，它具有较高的能量转换率，经过转换后，它也具有较高的传输效率，能起到一定的作用。
对无功功率条件进行了分析，实现了功率因数的提高。
具有较高的可靠性和安全性。
同时具有功率范围大、设备成本低、经济合理等特点。
在风力发电系统中采用PWM整流器可以有效地控制系统的最大功率，在整流器的使用中，通过矢量控制可以实现有功功率与无功功率的解耦，保证无功功率满足运行要求。
此外，该脉宽调制整流器还可以保证有功功率的最大输出。
通过设置直流环节，可以有效地调节风电系统的无功功率和有功功率。
2.3风能发电中的谐波消除与无功功率补偿
2.3.1谐波消除
在风力发电的过程中，谐波是一个重要的影响因素，它的存在会影响电压的稳定，降低风力发电的质量，导致发电的频率受到影响，甚至会破坏有功功率与无功功率的平衡性。
因此，在风力发电的过程中必须尽可能的消除谐波。
谐波对风力发电过程具体还会产生以下的影响：损坏电子设备、影响系统正常运行、增加发电机的毁坏频率、引发设备的热故障等等。
谐波的消除方法具体有：第一，对电容器进行合理调整、改变无功功率，减少其影响。
利用电力变流器等设备，用电力变流器的相位与谐波相抵消。
2.3.2无功功率补偿
受感性元件影响，电力系统中的无功功率会产生消耗现象。
当电压通过感性元件时，由于仅仅是无功功率出现消耗，感性元件两端的电压不会产生变化，如果存在较高电压，感性元件会有大电流通过，可能会损坏元件设备。
这种情况下，应当对风力发电系统进行无功功率补偿，对谐波作用进行抑制。
电容投切法在无功功率补偿中有着广泛应用，但是该方法也存在一定缺点，例如：如果在相同时间内投入
的电容容量过大，会导致电压波动产生。
2.4现代控制技术
风力发电现代控制技术主要有以下几种：变结构控制、鲁棒控制、自适应控制以及智能控制等。
在风电系统中，变结构控制应用较广，其主要原因为该控制方法具备响应速度快、设计简便、便于实现等优点；在对多变量问题进行处理时，鲁棒控制能够取得良好效果，对于稳定性较强的鲁棒控制，更是能够直接解决参数不准、建模误差以及物质系统受干扰等控制问题；智能控制方法较多，其中最典型的是模糊控制。
模糊控制对于数学模型依赖程度较低，可以依靠专家经验对非线性因素的影响进行有效克服。
现阶段，建立精确的风力发电机数学模型难度较大，因此在控制风力发电机组时，模糊控制能够取得良好效果，已经受到广大研究人员的关注和重视。
结语
由于风电具有环保清洁、易获取、成本低等特点，其应用前景十分广阔。
随着科学技术的进步，风机控制逐渐向着智能化、自动化方向发展，加强风力发电技术研究、开发与应用，能够大大提高风力发电系统工作效率和工作质量，进而实现风能利用率的增加，推动电力行业可持续发展。
参考文献
[1]张扬.风力发电技术概述[J].信息记录材料，2017（6）：9-10.
[2]赵阳阳，杨秀敏，王森.风力发电系统机械变频控制技术[J].微电机，2017（9）：59-62.。