עיצוב מערכת בקרה חכמה עבור מפסקים סגורים לחלוטין בשורות הפצה

ה职能化已成为电力系统的重要发展方向。作为电力系统的关键组成部分，10千伏配电网络线路的稳定性和安全性对电网的整体运行至关重要。全封闭隔离开关作为配电网中的关键设备之一，发挥着重要作用；因此，实现其智能控制和优化设计对于提高配电线路性能具有重要意义。

本文介绍了一种基于人工智能技术的全封闭隔离开关智能控制系统，实现了远程控制、状态监测、故障预警等功能。此外，该设计还优化了操作能耗和成本，从而提高了配电线路的经济效益和环境可持续性。

1. מחקר רקע: מאפייני קווי הפצה של 10 קילו-וולט והפרדות סגורות לחלוטין
1.1 מאפיינים ובעיות קיימות בקווים של הפצת 10 קילו-וולט
קווים של הפצת 10 קילו-וולט הם מרכיב מרכזי במערכת החשמל של סין, המאופיינים בעטיפה רחבה, אורך קו ארוך, מספר רב של נקודות וסביבה מרובדת. מאפיינים אלה מביאים מספר אתגרים. ראשית, האורך הנרחב והכמות הרבה של נקודות גורמים למכשולים בהפעלה ובתחזוקה, הדורשים משאבים אנושיים עצומים. שנית, בשל הסביבה המרובדת, קווים של הפצת 10 קילו-וולט פגיעים מאוד להשפעות טבעיות ואנושיות, מה שגורם לתפוצת תקלות גבוהה. שלישית, הפסדי העברة המשמעותיים גורמים להצרך חשמל גבוה. בעיות אלה מציבות אתגרים לעבירה יציבה של מערכת החשמל ולהפצת חשמל יעילה. לכן, יש צורך בצעדים יעילים כדי להתמודד עם בעיות אלה לשיפור יעילות ההפעלה והיציבות של קווי הפצת 10 קילו-וולט.

1.2 תפקיד ומאפיינים של הפרדות סגורות לחלוטין
הפרדות סגורות לחלוטין הן ציוד חשמלי חשוב המאופיין בקרה מרחוק, מעקב אחר מצב, אזהרת תקלות, גודל קטן וחיים ארוכים. הן בשימוש רחב ברשתות הפצה לפיצול, חיבור ומעבר. הפרדות אלו משפרות יעילות פעולה מאפשרות מעקב בזמן אמת אחר מצב המפסק, מספקות תמיכה בתוכן עבור כוחות תחזוקה, מפרסמות אזהרות oportunיות למצבים חריגים ומציעות התקנה ותחזוקה נוחות. עיצובם הסגור לחלוטין מגן בצורה יעילת על השפעות סביבתיות חיצוניות, מאריך את חיי השירות.

1.3 בעיות קיימות עם הפרדות סגורות לחלוטין נוכחיות
למרות היתרונות שלהם, מוצרים בשוק עדיין יש להם חסרונות. ראשית, דיוק הבקרה מרחוק אינו מספיק, שיכול לגרום להפעלה לא מתוכנת או אי יכולת לפעול, מה שמגביר את יציבות מערכת החשמל. שנייה, טווח המעקב אחר מצב מוגבל ולא יכול להביע באופן מלא את מצב ההפעלה האמיתי, מה שגורם לקשיים בכוחות תחזוקה. שלישית, עקב בעיות עיצוב בחירת חומרים, הצריכת אנרגיה נשארת גבוהה יחסית, מה שאינו מועיל לחסכון אנרגיה וצמצום פליטה. לכן, שיפורים ואופטימיזציות נדרשים לשיפור הביצועים והאיכות של הפרדות סגורות לחלוטין.

2. ארכיטקטורת מערכת הבקרה האינטליגנטית מבוססת AI עבור הפרדות סגורות לחלוטין
עיצוב ארכיטקטורת מערכת הבקרה האינטליגנטית
מערכת הבקרה האינטליגנטית היא המרכיב המרכזי להגשמת הפעלת מכשיר אוטומטי ואינטליגנטי. כדי לעמוד בדרישות הבקרה לשיפור יעילות הפעלה, המאמר מציג ארכיטקטורת מערכת בקרה אינטליגנטית המורכבת מסנסורים, מודולי איסוף נתונים, מודולי עיבוד נתונים, מודולי בקרה ומדבקים.

2.1 הרכב מערכת החומרה והפונקציות
מערכת הבקרה האינטליגנטית כוללת סנסורים, מודולי איסוף נתונים, מודולי עיבוד נתונים, מודולי בקרה ומדבקים. הסנסורים פועלים כגופיחוש של המערכת, מעקב מתמיד אחרי מצב המכשיר ופרמטרים סביבתיים. מודול איסוף הנתונים מעבד את נתוני הסנסור ומגיש אותם למודול עיבוד הנתונים. מודול עיבוד הנתונים מבצע ניתוח בזמן אמת ומייצר אסטרטגיות בקרה בהתאם לתוצאות הניתוח והמטרות הבקרה. מודול הבקרה מייצר פקודות בקרה מתאימות והמדבקים מבצעים פעולות בקרה מדוייקות. דרך פעולה מתואמת של המרכיבים הללו, המערכת מגיעה להפעלת מכשיר אוטומטית ואינטליגנטית, משפרת יעילות וביצועים.

2.2 יישום מערכת התוכנה וזרימת העבודה
הרכיב התוכנה של מערכת הבקרה האינטליגנטית המוצעת כולל איסוף נתונים, עיבוד נתונים, יצירת אסטרטגיות בקרה וביצוע בקרה:
(1) הסנסורים מעקב מתמיד אחרי מצב המכשיר ופרמטרים סביבתיים, מפיצים נתונים למודול איסוף הנתונים לעיבוד מקדים.
(2) מודול עיבוד הנתונים מנתח נתונים מעובדים בזמן אמת, מחלץ מידע שימושי ויוצר אסטרטגיות בקרה בהתאם לתוצאות הניתוח והמטרות הבקרה. מודול הבקרה מפיק הוראות בהתאם והמדבקים בקרות מדוייקות את המכשיר, מאפשרות פעולה אוטומטית ואינטליגנטית. זרימת עבודה זו מבטיחה שהמכשיר יכול להתאים באופן דינמי בהתאם לנתונים בזמן אמת ותנאי סביבה, משפרת יעילות ואיכות פעולה.

3. עיצוב אופטימלי של הפרדה סגורה לחלוטין
3.1 מטרות אופטימיזציה ושיטות
הגדרת מטרות אופטימיזציה ברורות - כגון שיפור יעילות הפעלה, הפחתת צריכת אנרגיה והגדלת יציבות - היא תנאי מקדים לעיצוב מערכת אינטליגנטית. לאחר מכן, נבחרות שיטות עיצוב מתאימות, כולל עיצוב מבוסס מודל, אלגוריתמי אופטימיזציה והנדסה אינטליגנטית, כדי לזהות פתרונות אופטימליים תוך שילוב מספר גורמים.

3.2 בחירת חומרים ועיצוב מבני
לאחר הגדרת מטרות האופטימיזציה והשיטות, נבצע בחירת חומרים ועיצוב מבני. בחירת החומרים נלקחת בחשבון ביצועים, מחיר ודפוקיות כדי לעמוד בדרישות מעשיות. עיצוב המבנה לוקח בחשבון צורה, גודל, משקל ותאימות עם ציוד אחר, מכוון לפשטות וקומפקטיות לשיפור תחזוקה ופעולה.

3.3 הערכה ביצועית ותקינה ניסויית
לאחר תכנון החומרים והמבנה, מתבצעת הערכה ביצועית ותקינה ניסויית. הערכה ביצועית משתמשת בסימולציה ומודלים מחשביים כדי לחזות התנהגות, בעוד שתקינה ניסויית כוללת פעולה בעולם האמיתי לאיסוף נתונים על הביצועים. תקינה ניסויית היא קריטית להבטיח שהעיצוב עונה על הצרכים הרגילים ומיצגת את השלב האחרון בפיתוח מערכת בקרה חכמה.

4. יישום ותקינה ניסויית של מערכת הבקרה החכמה
4.1 יישום ותקינה של פונקציונליות הבקרה המרוחקת
בקרה מרוחקת, שהיא מאפיין מפתח של המערכת החכמה, מאפשרת работу устройства через интернет или беспроводные сети.
(1) מודול שליטה מרוחקת מוטמע, לתמיכה באיסוף פקודות, פרשנות ואכיפה מרוחקת.
(2) ניסויים ניסיוניים מאמתים את הדיוק והיציבות של הבקרה המרוחקת. התוצאות אישרות כי המערכת מפרשת וממשתתפת בהוראות באופן מדויק ובמהירות מספקת.

4.3 יישום ותקינה של פונקציונליות מעקב אחר מצב
מעקב אחר מצב מאפשר מעקב בזמן אמת אחר מצב המכשיר והזהה מוקדם של חריגים.
(1) חיישנים ומודולי איסוף נתונים מוטמעים לאיסוף נתונים פעיל באופן רציף.
(2) מודולי עיבוד והערכה של נתונים קובעים מצב תקין או חריג.
(3) ניסויים מאמתים את הדיוק והאמינות של המעקב. התוצאות מראות מעקב בזמן אמת ומזהירים או מבצעים פעולות تصحيحية בעת חריגים.

4.4 יישום ותקינה של פונקציונליות אזהרת תקלה מוקדמת
אזהרת תקלה מוקדמת מזהה כשלים אפשריים לפני שהם מתרחשים, ומפחיתה את ההשפעה על הייצור והחיים היומיומיים.
(1) מודול אזהרת תקלה מוקדמת מוטמע עם יכולות זיהוי תקלות, אבחון והתרעה.
(2) ניסויים מאמתים את הסנכרון והדיוק של האזהרות. התוצאות מראות כי המערכת מנבאת ומזהירה את המפעילים על כשלים עתידיים עם אזהרות מדוייקות וניתנות לביצוע.

4.5 הערכה ביצועית של המערכת וניתוח תוצאות ניסיוניים
לאחר תקינת פונקציות הבקרה המרוחקת, מעקב אחר מצב ואזהרת תקלה, הערכה כללית של ביצועי המערכת מתבצעת בהתאם ליציבות, אמינות, דיוק ומהירות תגובה. ניתוח תוצאות הניסויים מזהה בעיות פוטנציאליות ותחומי שיפור, מספק הנחיות לפיתוח עתידי.

5. סיכום
באמצעות יישום מערכת בקרה חכמה מבוססת אינטליגנציה מלאכותית, ניתן להשיג בקרה מרוחקת, מעקב אחר מצב ואזהרת תקלה מוקדמת עבור מנתקים סגורים לחלוטין, ובכך לשפר את יציבותם והן את בטיחות קווי הפצה. בו זמנית, עיצוב מופטימל מפחית צריכת אנרגיה וויות בפעילות, משפר יעילות כלכלית ונוחות סביבתית.