Entwurf eines Intelligenzsteuerungssystems für vollständig geschlossene Abschalteinrichtungen in Verteilungsleitungen

Die Intelligenzierung ist eine wichtige Entwicklungsrichtung für elektrische Netze geworden. Als wesentlicher Bestandteil des Stromnetzes sind die Stabilität und Sicherheit der 10-kV-Verteilungsnetzleitungen von großer Bedeutung für den Gesamtbetrieb des Stromnetzes. Der vollständig abgeschlossene Schalter, als eines der wichtigsten Geräte in Verteilungsnetzen, spielt eine bedeutende Rolle; daher ist die Erreichung intelligenter Steuerung und optimierter Gestaltung von großer Wichtigkeit, um die Leistungsfähigkeit der Verteilungsleitungen zu verbessern.

Dieser Artikel stellt ein auf Künstlicher Intelligenz basierendes intelligentes Steuersystem für vollständig abgeschlossene Schalter vor, das Fernsteuerung, Zustandsüberwachung, Fehlalarmierung und andere Funktionen ermöglicht. Darüber hinaus wird die Konstruktion optimiert, um den Betriebsenergieverbrauch und -kosten zu reduzieren, wodurch die wirtschaftliche Effizienz und Umwelt Nachhaltigkeit der Verteilungsleitungen verbessert wird.

1.Forschungshintergrund: Eigenschaften von 10-kV-Verteilungsleitungen und vollständig abgeschlossenen Schaltern
1.1 Eigenschaften und bestehende Probleme von 10-kV-Verteilungsleitungen
10-kV-Verteilungsleitungen sind ein zentraler Bestandteil des chinesischen Stromsystems, gekennzeichnet durch weite Abdeckung, lange Leitungslängen, zahlreiche Knotenpunkte und komplexe Betriebsumgebungen. Diese Eigenschaften bringen mehrere Herausforderungen mit sich. Zunächst machen die große Länge und die hohe Anzahl an Knotenpunkten den Betrieb und die Wartung schwierig, was erhebliche Personalaufwendungen und Ressourcen erfordert. Zweitens sind 10-kV-Verteilungsleitungen aufgrund der komplexen Betriebsumgebung sehr anfällig für natürliche und menschengemachte Einflüsse, was zu hohen Ausfallraten führt. Drittens führen erhebliche Verluste bei der Übertragung zu hohem Energieverbrauch. Diese Probleme stellen Herausforderungen für den stabilen Betrieb des Stromsystems und die effiziente Stromversorgung dar. Daher sind wirksame Maßnahmen erforderlich, um diese Probleme anzugehen und die Betriebswirtschaftlichkeit und Stabilität der 10-kV-Verteilungsleitungen zu verbessern.

1.2 Rolle und Eigenschaften von vollständig abgeschlossenen Schaltern
Vollständig abgeschlossene Schalter sind wichtige elektrische Geräte, die über Fernsteuerung, Zustandsüberwachung, Fehlalarmierung, kompaktes Design und langes Lebensdauer verfügen. Sie werden in Verteilungsnetzen weit verbreitet eingesetzt, um Segmente, Verbindungen und Schaltvorgänge zu ermöglichen. Diese Schalter erhöhen die Betriebswirtschaftlichkeit, ermöglichen die Echtzeitüberwachung des Schalters, bieten Wartungspersonal Datenunterstützung, geben rechtzeitig Warnungen bei ungewöhnlichen Bedingungen aus und bieten eine einfache Installation und Wartung. Ihr vollständig abgeschlossenes Design schützt effektiv vor externen Umweltbeeinflussungen und verlängert die Lebensdauer.

1.3 Bestehende Probleme bei aktuellen vollständig abgeschlossenen Schaltern
Trotz ihrer Vorteile haben aktuelle Markterzeugnisse noch Schwächen. Erstens ist die Genauigkeit der Fernsteuerung unzureichend, was möglicherweise unbeabsichtigte Operationen oder Fehlfunktionen verursachen kann, was die Stabilität des Stromsystems beeinträchtigt. Zweitens ist der Bereich der Zustandsüberwachung begrenzt und kann den tatsächlichen Betriebsstatus nicht vollständig widerspiegeln, was für das Wartungspersonal Schwierigkeiten bereitet. Drittens bleibt der Energieverbrauch aufgrund von Designfehlern und Materialauswahl relativ hoch, was ungünstig für Energieeinsparungen und Emissionsreduktionen ist. Daher sind Verbesserungen und Optimierungen notwendig, um die Leistung und Qualität der vollständig abgeschlossenen Schalter zu verbessern.

2.Architektur des künstlichen-intelligenz-basierten intelligenten Steuersystems für vollständig abgeschlossene Schalter
Gestaltung der Architektur des intelligenten Steuersystems
Das intelligente Steuersystem ist der zentrale Bestandteil zur Erreichung der automatisierten und intelligenten Geräteoperation. Um den Steueranforderungen gerecht zu werden und die Betriebswirtschaftlichkeit zu verbessern, schlägt dieser Artikel eine Architektur des intelligenten Steuersystems vor, die aus Sensoren, Datenerfassungsmodulen, Datenverarbeitungsmodulen, Steuermodulen und Aktuatoren besteht.

2.1 Zusammensetzung und Funktionen des Hardwaresystems
Das intelligente Steuersystem besteht aus Sensoren, Datenerfassungsmodulen, Datenverarbeitungsmodulen, Steuermodulen und Aktuatoren. Sensoren fungieren als Sinnesorgane des Systems und überwachen ständig den Gerätestatus und Umweltparameter. Das Datenerfassungsmodul verarbeitet die Sensordaten vor und sendet sie an das Datenverarbeitungsmodul. Das Datenverarbeitungsmodul führt eine Echtzeitanalyse durch und entwickelt Steuerstrategien basierend auf den Analyseergebnissen und den Steuerzielen. Das Steuermodul generiert entsprechende Steuerbefehle, und die Aktuatoren führen präzise Steueraktionen aus. Durch die koordinierte Arbeit dieser Komponenten erreicht das System eine automatische und intelligente Geräteoperation, die die Effizienz und Leistungsfähigkeit verbessert.

2.2 Implementierung und Arbeitsablauf des Softwaresystems
Die Softwarekomponente des vorgeschlagenen intelligenten Steuersystems umfasst Datenerfassung, Datenverarbeitung, Formulierung von Steuerstrategien und Abarbeitung von Steuerbefehlen:
(1) Die Sensoren überwachen ständig den Gerätestatus und Umweltparameter und senden die Daten an das Datenerfassungsmodul zur Vorverarbeitung.
(2) Das Datenverarbeitungsmodul analysiert die vorverarbeiteten Daten in Echtzeit, extrahiert nützliche Informationen und entwickelt Steuerstrategien basierend auf den Analyseergebnissen und den Steuerzielen. Das Steuermodul gibt entsprechende Befehle aus, und die Aktuatoren steuern das Gerät präzise, wodurch eine automatische und intelligente Operation ermöglicht wird. Dieser Arbeitsablauf stellt sicher, dass das Gerät sich dynamisch anhand von Echtzeitdaten und Umweltbedingungen anpassen kann, was die Betriebswirtschaftlichkeit und -qualität verbessert.

3.Optimierte Gestaltung des vollständig abgeschlossenen Schalters
3.1Optimierungsziele und -methoden
Das Definieren klarer Optimierungsziele, wie z.B. die Verbesserung der Betriebswirtschaftlichkeit, die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Steigerung der Stabilität, ist eine Voraussetzung für die Gestaltung eines intelligenten Systems. Anschließend werden geeignete Gestaltungsmethoden, einschließlich modellbasierter Gestaltung, Optimierungsalgorithmen und künstlicher Intelligenz, ausgewählt, um unter Berücksichtigung mehrerer Faktoren optimale Lösungen zu identifizieren.

3.2Materialauswahl und Strukturgestaltung
Nach Festlegung der Optimierungsziele und -methoden folgen Materialauswahl und Strukturgestaltung. Bei der Materialauswahl werden Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit berücksichtigt, um den praktischen Anforderungen gerecht zu werden. Die Strukturgestaltung berücksichtigt Form, Größe, Gewicht und Kompatibilität mit anderen Geräten, um Einfachheit und Kompaktheit zu erreichen, um die Wartbarkeit und Bedienbarkeit zu verbessern.

3.3 Leistungsbewertung und experimentelle Validierung
Nach dem Material- und Strukturdesign werden die Leistungsbewertung und die experimentelle Validierung durchgeführt. Die Leistungsbewertung verwendet Simulationen und Computermodelle, um das Verhalten vorherzusagen, während die experimentelle Validierung reale Betriebsbedingungen zur Datensammlung nutzt. Die experimentelle Validierung ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Design den praktischen Anforderungen gerecht wird und den letzten Schritt in der Entwicklung des intelligenten Steuerungssystems darstellt.

4. Implementierung und experimentelle Validierung des intelligenten Steuerungssystems
4.1 Implementierung und Validierung der Fernsteuerfunktion
Fernsteuerung, eine Schlüsselkomponente des intelligenten Systems, ermöglicht die Gerätebedienung über das Internet oder drahtlose Netzwerke.
(1) Ein Fernsteuermodul wird integriert, das die Aufnahme, Analyse und Ausführung von Fernbefehlen unterstützt.
(2) Experimentelle Tests bestätigen die Genauigkeit und Stabilität der Fernsteuerung. Die Ergebnisse zeigen, dass das System Befehle korrekt interpretiert und ausführt, mit zeitgerechter Reaktion und angemessener Geschwindigkeit.

4.3 Implementierung und Validierung der Zustandsüberwachungsfunktion
Zustandsüberwachung ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Gerätestatus und die frühzeitige Erkennung von Anomalien.
(1) Sensoren und Datenabgriffsmodule werden integriert, um Betriebsdaten kontinuierlich zu sammeln.
(2) Datenverarbeitungs- und Analysemodule bewerten die Daten, um den normalen oder abnormalen Status festzustellen.
(3) Experimente validieren die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Überwachung. Die Ergebnisse zeigen die Echtzeitüberwachung des Status und rechtzeitliche Warnungen oder Korrekturmaßnahmen bei Anomalien.

4.4 Implementierung und Validierung der Frühwarnfunktion für Fehler
Fehlerfrühwarnung erkennt potenzielle Ausfälle, bevor sie eintreten, und minimiert den Einfluss auf Produktion und Alltag.
(1) Ein Fehlerfrühwarnmodul wird integriert, das Fehlererkennung, Diagnose und Warnfunktionen bietet.
(2) Experimente bestätigen die Zeitlichkeit und Genauigkeit der Warnungen. Die Ergebnisse zeigen, dass das System verlässlich bevorstehende Fehler vorhersagt und Betreiber mit handlungsfähigen und genauen Benachrichtigungen informiert.

4.5 Systemleistungsbewertung und Analyse der experimentellen Ergebnisse
Nach der Validierung der Fernsteuerung, Zustandsüberwachung und Fehlerwarnfunktionen wird die Gesamtleistung des Systems anhand von Stabilität, Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Reaktionsgeschwindigkeit bewertet. Die Analyse der experimentellen Ergebnisse identifiziert mögliche Probleme und Verbesserungsmöglichkeiten und bietet Leitlinien für zukünftige Entwicklungen.

5. Fazit
Durch die Implementierung eines künstlichen-intelligenz-basierten intelligenten Steuerungssystems können vollständig geschlossene Abschaltvorrichtungen Fernsteuerung, Zustandsüberwachung und Frühwarnung für Fehler erreichen, was die Stabilität und Sicherheit der Verteilungsleitungen verbessert. Gleichzeitig reduziert ein optimiertes Design den Betriebsenergieverbrauch und -kosten, was die wirtschaftliche Effizienz und Umwelt Nachhaltigkeit erhöht.