Järjestelmänäköisen ohjausjärjestelmän suunnittelu täysin suljetuille erottimille jakeluverkoissa

Älykkäistyminen on tullut tärkeäksi kehityssuunnaksi sähköverkoille. Kuten sähköverkon keskeinen osa, 10 kV jakeluverkon linjojen vakaus ja turvallisuus ovat elintärkeitä verkon yleiselle toiminnalle. Kokonaan suljettu erottaja, joka on yksi avainlaitteista jakeluverkoissa, on merkittävässä roolissa; siksi sen älyisen hallinnan ja optimoidun suunnittelun saavuttaminen on erittäin tärkeää jakelulinjojen suorituskyvyn parantamiseksi.

Tässä artikkelissa esitellään kokonaan suljetulle erottajalle tehty älykäs hallintajärjestelmä, joka perustuu tekoälytekniikkaan, mikä mahdollistaa etähallinnan, tilan valvonnan, vian varoitukset ja muut toiminnot. Lisäksi suunnitelma on optimoitu vähentämään toimintakustannuksia ja kulutusta, mikä parantaa jakelulinjojen taloudellista tehokkuutta ja ympäristöystävällisyyttä.

1.Tutkimuksen tausta: 10 kV jakelulinjojen ja kokonaan suljettujen erottajien ominaisuudet
1.1 10 kV jakelulinjojen ominaisuudet ja olemassa olevat ongelmat
10 kV jakelulinjat ovat Kiinan sähköverkon keskeinen komponentti, joiden tunnustekijöinä ovat laaja kattavuus, pitkät linja-ajarat, moniulotteiset solmut ja monimutkainen toimintaolosuhde. Nämä ominaisuudet tuovat useita haasteita. Ensiksi, pitkät linja-ajarat ja suuri määrä solmuja vaikeuttavat huollon ja ylläpidon, vaativat paljon työvoimaa ja resursseja. Toiseksi, monimutkaisen toimintaolosuhteen vuoksi 10 kV jakelulinjat ovat alttiina luonnollisille ja ihmiskunnan aiheuttamille tekijöille, mikä johtaa korkeisiin virheasteisiin. Kolmanneksi, merkittävät siirtotappiot johtavat korkeaan energiankulutukseen. Nämä ongelmat asettavat haasteita sähköverkon vakaudelle ja tehokkaalle sähkönjakolle. Siksi tarvitaan tehokkaita toimenpiteitä näiden ongelmien ratkaisemiseksi ja 10 kV jakelulinjojen toiminnan tehokkuuden ja vakaudesta parantamiseksi.

1.2 Kokonaan suljettujen erottajien rooli ja ominaisuudet
Kokonaan suljetut erottajat ovat tärkeitä sähkövarusteita, jotka sisältävät etähallinnan, tilan valvonnan, vian varoitukset, kompaktin koon ja pitkän käyttöajan. Ne on laajasti käytetty jakeluverkoissa segmentoinnin, yhdistämisen ja kytkentän tarkoituksiin. Nämä erottajat parantavat toiminnan tehokkuutta, mahdollistavat kytkimen tilan reaaliaikaisen valvonnan, tarjoavat huoltohenkilöstölle tietoja, antavat ajantasaisia varoituksia epänormaaleista tilanteista ja tarjoavat kätevän asennuksen ja ylläpidon. Niiden kokonaan suljettu rakenne suojelee tehokkaasti ulkopuolisilta ympäristötekijöiltä, mikä pidentää käyttöikää.

1.3 Ongelmat nykyisissä kokonaan suljetuissa erottajeissa
Huolimatta niiden etuja, markkinatavarat eivät ole täydellisiä. Ensiksi, etähallinnan tarkkuus ei riitä, mikä voi aiheuttaa tahattomia toimintoja tai toimintahäiriöt, mikä vaikuttaa sähköverkon vakauteen. Toiseksi, tilan valvonnan laajuus on rajallinen eikä se voi täysin heijastaa todellista toimintatilaa, mikä vaikeuttaa huoltohenkilöstön työtä. Kolmanneksi, suunnitteluvirheiden ja materiaalivalintojen vuoksi energiankulutus on edelleen suhteellisen korkea, mikä on haitallista energiansäästölle ja päästöjen vähentämiselle. Siksi parannuksia ja optimointeja tarvitaan kokonaan suljetun erottajan suorituskyvyn ja laadun parantamiseksi.

2.AI-pohjaisen älykästä hallintajärjestelmää koskeva kokonaan suljettujen erottajien arkkitehtuuri
Älykäsen hallintajärjestelmän arkkitehtuurin suunnittelu
Älykäs hallintajärjestelmä on keskeinen komponentti automatisoidun ja älykäsit laiteratkaisun toteuttamiseksi. Toteutuksen tavoitteena on vastata hallintavaatimuksiin ja parantaa toiminnan tehokkuutta, tämä artikkeli ehdottaa älykästä hallintajärjestelmää, joka koostuu antureista, datan keräysmoduleista, datan käsittelymoduleista, hallintamoduleista ja toiminnan moduleista.

2.1 Laitteisto-osaston koostumus ja toiminnat
Älykäs hallintajärjestelmä koostuu antureista, datan keräysmoduleista, datan käsittelymoduleista, hallintamoduleista ja toiminnan moduleista. Anturit toimivat järjestelmän aistielimin, jatkuvaan tilan ja ympäristöparametrien valvontaan. Datan keräysmoduuli esikäsittelee anturidataa ja lähettää sen datan käsittelymoduuliin. Datan käsittelymoduuli suorittaa reaaliaikaisen analyysin ja muodostaa hallintastrategioita analyysitulosten ja hallintatavoitteiden perusteella. Hallintamoduuli luo vastaavat hallintakomennot, ja toiminnan moduulit suorittavat tarkat toiminnat. Näiden komponenttien yhteistyö mahdollistaa laitteen automatisoidun ja älykäsit toiminnan, parantaa tehokkuutta ja suorituskykyä.

2.2 Ohjelmistojärjestelmän toteutus ja työnkulku
Ehdotetun älykästä hallintajärjestelmän ohjelmistokomponentti sisältää datan keruun, datan käsittelyn, hallintastrategian muodostamisen ja toiminnan hallinnan:
(1) Anturit jatkuvasti valvovat laitteen tilaa ja ympäristöparametreja, lähetetään datan keräysmoduuliin esikäsiteltäväksi.
(2) Datan käsittelymoduuli analysoi esikäsiteltyä dataa reaaliaikaisesti, poimii hyödyllistä tietoa ja muodostaa hallintastrategioita analyysitulosten ja hallintatavoitteiden perusteella. Hallintamoduuli antaa ohjeita vastaavasti, ja toiminnan moduulit tarkasti hallitsevat laitetta, mikä mahdollistaa automatisoidun ja älykäsit toiminnan. Tämä työnkulku varmistaa, että laite voi dynaamisesti säätää reaaliaikaisen datan ja ympäristöolosuhteiden perusteella, parantaen toiminnan tehokkuutta ja laatua.

3.Kokonaan suljetun erottajan optimoitu suunnittelu
3.1Optimointitavoitteet ja menetelmät
Selkeiden optimointitavoitteiden määrittäminen, kuten toiminnan tehokkuuden parantaminen, energiankulutuksen vähentäminen ja vakauden lisääminen, on edellytys älykäälle järjestelmälle. Sopiva suunnittelumenetelmä, mukaan lukien malliperustainen suunnittelu, optimointialgoritmit ja tekoäly, on valittu löytämään optimaalisia ratkaisuja useista tekijöistä huomioiden.

3.2Materiaalin valinta ja rakenteellinen suunnittelu
Optimointitavoitteiden ja menetelmien määrittelyn jälkeen seuraavat materiaalin valinta ja rakenteellinen suunnittelu. Materiaalin valinta ottaa huomioon suorituskyvyn, kustannukset ja luotettavuuden käytännön vaatimusten mukaisesti. Rakenteellinen suunnittelu huomioi muodon, koon, painon ja yhteensopivuuden muiden laitteiden kanssa, pyrkien yksinkertaisuuteen ja kompaktisuuteen parantaen huollon ja käytön helpottamista.

3.3 Suorituskyvyn arviointi ja kokeellinen vahvistaminen
Materiaalin ja rakenteen suunnittelun jälkeen suoritetaan suorituskyvyn arviointi ja kokeellinen vahvistaminen. Suorituskyvyn arviointi perustuu simulaatioihin ja tietokonepohjaiseen mallintamiseen ennustamaan käyttäytymistä, kun taas kokeellisessa vahvistamisessa kerätään suorituskyvyn tietoja reaalimaailman toiminnassa. Kokeellinen vahvistaminen on olennainen varmistaakseen, että suunnitelma vastaa käytännön tarpeita ja edustaa älyisen ohjausjärjestelmän kehityksen viimeistä vaihetta.

4. Älyisen ohjausjärjestelmän toteutus ja kokeellinen vahvistaminen
4.1 Etäohjauksen toiminnon toteutus ja vahvistaminen
Etäohjaus, joka on älyjärjestelmän keskeinen ominaisuus, mahdollistaa laitteen hallinnoinnin internetin tai langattomien verkkoyhteyksien kautta.
(1) Integroidaan etäohjausmoduuli, joka tukee etäkomentojen vastaanottamista, jäsentämistä ja suorittamista.
(2) Kokeelliset testit vahvistavat etäohjauksen tarkkuuden ja vakauden. Tulokset vahvistavat, että järjestelmä tulkitsi ja suoritti komennot ajallaan ja riittävällä nopeudella.

4.3 Laitekohteen tilan valvonnan toiminnon toteutus ja vahvistaminen
Tilan valvonta mahdollistaa laitteen tilan reaaliaikaisen seurannan ja varhaisen poikkeaman havaitsemisen.
(1) Sensorit ja datakeruumoduulit integroituvat keräämään toimintatietoja jatkuvasti.
(2) Datankäsittely- ja analysointimoduulit arvioivat tietoja määrittääkseen normaalin tai epänormaalin tilan.
(3) Kokeet vahvistavat valvonnan tarkkuuden ja luotettavuuden. Tulokset osoittavat, että järjestelmä kykenee seuraamaan tilaa reaaliaikaisesti ja antamaan ajoissa hälytyksiä tai korjaustoimenpiteitä poikkeamien yhteydessä.

4.4 Vian varhaisvaroitusfunktion toteutus ja vahvistaminen
Vian varhaisvaroitus havaitsee potentiaaliset vianalaisuudet ennen niiden ilmetessä, vähentäen näin tuotannon ja arkipäivän vaikutuksia.
(1) Vian varhaisvaroitusmoduuli integroidaan, jossa on vian havaitseminen, diagnostiikka ja hälytyskyvyt.
(2) Kokeet vahvistavat hälytysten ajoitusta ja tarkkuutta. Tulokset osoittavat, että järjestelmä ennustaa luotettavasti ja hälyttää operaatoreita tuleville vioille toiminta- ja tarkkuushälytyksillä.

4.5 Järjestelmän suorituskyvyn arviointi ja kokeellisten tulosten analyysi
Kun etäohjauksen, tilan valvonnan ja vian varoituksen toiminnot on vahvistettu, järjestelmän kokonaissuorituskyky arvioidaan vakauden, luotettavuuden, tarkkuuden ja vastausnopeuden perusteella. Kokeellisten tulosten analyysi paljastaa mahdolliset ongelmat ja parantamisen alueet, tarjoten ohjeita tulevalle kehitykselle.

5. Yhteenveto
Aivotekniikan pohjaisen älyisen ohjausjärjestelmän toteuttamisella täysin suljetut erottimet voivat saavuttaa etäohjauksen, tilan valvonnan ja vian varhaisvaroituksen, mikä parantaa jakeluverkkojen vakautta ja turvallisuutta. Samalla optimoitu suunnittelu vähentää toiminnan energiankulutusta ja kustannuksia, parantamalla taloudellista tehokkuutta ja ympäristökestävyyttä.