Dizajn inteligentnog sustava upravljanja za potpuno zatvorene odvojače u distribucijskim linijama

Inteligencija je postala važan smjer razvoja za električne sustave. Kao ključni dio električnog sustava, stabilnost i sigurnost linija distribucijske mreže na 10 kV su vitalni za ukupnu operaciju mreže. Potpuno zatvoreni prekidač, kao jedno od ključnih uređaja u distribucijskim mrežama, igra značajnu ulogu; stoga, postizanje njegove inteligentne kontrole i optimiziranog dizajna iznimno je važno za poboljšanje performansi distribucijskih linija.

Ovaj rad predstavlja inteligentni kontrolni sustav za potpuno zatvorene prekidače temeljen na tehnologiji umjetne inteligencije, omogućujući daljinsku kontrolu, nadzor stanja, ranu prijavu grešaka i druge funkcije. Također, dizajn je optimiziran kako bi se smanjila energija potrošena tijekom rada i troškovi, time se unaprijeđuje ekonomski učinkovitost i okruženjska održivost distribucijskih linija.

1. Pozadina istraživanja: Karakteristike 10 kV distribucijskih linija i potpuno zatvorenih prekidača
1.1 Karakteristike i postojeći problemi 10 kV distribucijskih linija
10 kV distribucijske linije su ključni dio kineskog električnog sustava, karakterizirane širokim pokrivenjem, dugim duljinama linija, velikim brojem čvorova i složenim uvjetima rada. Ove karakteristike donose nekoliko izazova. Prvo, velika duljina i broj čvorova čine održavanje teškim, zahtijevajući značajan broj ljudi i resursa. Drugo, zbog složenih uvjeta rada, 10 kV distribucijske linije su vrlo osjetljive na prirodne i ljudske utjecaje, što rezultira visokim stopama grešaka. Treće, značajne gubitke pri prijenosu doveli su do visokih troškova energije. Ovi problemi predstavljaju izazove za stabilnost rada električnog sustava i učinkovitu distribuciju struje. Stoga su potrebne učinkovite mjere kako bi se riješili ti problemi i poboljšala operativna učinkovitost i stabilnost 10 kV distribucijskih linija.

1.2 Uloga i karakteristike potpuno zatvorenih prekidača
Potpuno zatvoreni prekidači su važni električni uređaji sa mogućnostima daljinske kontrole, nadzora stanja, rane prijave grešaka, kompaktnosti i dugog vijeka trajanja. Široko se koriste u distribucijskim mrežama za segmentaciju, povezivanje i prebacivanje. Ovi prekidači unaprijeđuju operativnu učinkovitost, omogućuju stvarnovidan nadzor stanja prekidača, pružaju podatkovnu podršku održavateljima, ispuštaju pravovremene upozorenja o nepravilnostima i nude jednostavnu instalaciju i održavanje. Njihov potpuno zatvoreni dizajn učinkovito štiti od vanjskog okruženja, produžujući vijek trajanja.

1.3 Postojeći problemi sa trenutnim potpuno zatvorenim prekidačima
Iako imaju prednosti, trenutni proizvodi na tržištu još uvijek imaju nedostatke. Prvo, točnost daljinske kontrole nije dovoljna, što može uzrokovati neplanirane operacije ili neuspjeh u radu, što utječe na stabilnost električnog sustava. Drugo, opseg nadzora stanja je ograničen i ne može u potpunosti odraziti stvarno stanje rada, što dovodi do problema za održavatelje. Treće, zbog nedostataka u dizajnu i odabira materijala, potrošnja energije je relativno visoka, što je nepovoljno za smanjenje potrošnje energije i emisija. Stoga su potrebna poboljšanja i optimizacija kako bi se unaprijedila performansa i kvaliteta potpuno zatvorenih prekidača.

2.Arhitektura AI-baziranog inteligentnog kontrolnog sustava za potpuno zatvorene prekidače
Dizajn arhitekture inteligentnog kontrolnog sustava
Inteligentni kontrolni sustav je ključni element za postizanje automatiziranog i inteligentnog rada uređaja. Da bi se ispuniile zahtjevi za kontrolom i poboljšana operativna učinkovitost, ovaj rad predlaže arhitekturu inteligentnog kontrolnog sustava sastavljenu od senzora, modula za prikupljanje podataka, modula za obradu podataka, modula za kontrolu i akuatora.

2.1 Sastav i funkcije hardverskog sustava
Inteligentni kontrolni sustav sastoji se od senzora, modula za prikupljanje podataka, modula za obradu podataka, modula za kontrolu i akuatora. Senzori djeluju kao osjetne organe sustava, stalno nadgledajući stanje uređaja i parametre okruženja. Modul za prikupljanje podataka predobradi podatke senzora i prenosi ih na modul za obradu podataka. Modul za obradu podataka analizira podatke u stvarnom vremenu i formulira strategije kontrole na temelju rezultata analize i ciljeva kontrole. Modul za kontrolu generira odgovarajuće naredbe, a akuatori izvršavaju precizne kontrolne radnje. Kroz koordiniranu operaciju ovih komponenti, sustav postiže automatiziran i inteligentan rad uređaja, unaprijeđujući učinkovitost i performanse.

2.2 Implementacija i radni proces softverskog sustava
Softverski dio predloženog inteligentnog kontrolnog sustava uključuje prikupljanje podataka, obradu podataka, formuliranje strategija kontrole i izvršavanje kontrole:
(1) Senzori stalno nadgledaju stanje uređaja i parametre okruženja, prenosim podatke na modul za prikupljanje podataka za predobradu.
(2) Modul za obradu podataka analizira predobrađene podatke u stvarnom vremenu, izdvaja korisne informacije i formulira strategije kontrole na temelju rezultata analize i ciljeva kontrole. Modul za kontrolu izdaje odgovarajuće naredbe, a akuatori precizno kontroliraju uređaj, omogućujući automatiziran i inteligentan rad. Taj radni proces osigurava da uređaj može dinamički prilagođavati se na temelju stvarnih podataka i uvjeta okruženja, poboljšavajući operativnu učinkovitost i kvalitetu.

3.Optimizirani dizajn potpuno zatvorenog prekidača
3.1 Ciljevi i metode optimizacije
Definiranje jasnih ciljeva optimizacije, poput poboljšanja operativne učinkovitosti, smanjenja potrošnje energije i unaprijeđenja stabilnosti, preduslov je za dizajn inteligentnog sustava. Zatim se biraju odgovarajuće metode dizajna, uključujući modeliranje, optimizacijske algoritme i umjetnu inteligenciju, kako bi se identificirale optimalne rješenja uzimajući u obzir mnogo faktora.

3.2 Odabir materijala i strukturni dizajn
Nakon definiranja ciljeva i metoda optimizacije, slijedi odabir materijala i strukturni dizajn. Odabir materijala uzima u obzir performanse, troškove i pouzdanost kako bi se zadovoljili praktični zahtjevi. Strukturni dizajn uzima u obzir oblik, veličinu, težinu i kompatibilnost s drugim opremom, te se nastoji jednostavnost i kompaktnost kako bi se poboljšala održivost i upravljivost.

3.3 Vrednovanje performansi i eksperimentalna validacija
Nakon dizajna materijala i strukture, provode se vrednovanje performansi i eksperimentalna validacija. Vrednovanje performansi koristi simulacije i računalno modeliranje za predviđanje ponašanja, dok eksperimentalna validacija uključuje rad u stvarnom svijetu za prikupljanje podataka o performansama. Eksperimentalna validacija je ključna za osiguranje da dizajn zadovoljava praktične potrebe i predstavlja konačni korak u razvoju inteligentnog sustava upravljanja.

4. Implementacija i eksperimentalna validacija inteligentnog sustava upravljanja
4.1 Implementacija i validacija funkcionalnosti daljinske kontrole
Daljinska kontrola, ključna značajka inteligentnog sustava, omogućuje operaciju uređaja preko interneta ili bežičnih mreža.
(1) Integriran je modul za daljinsku kontrolu, koji podržava primanje, raspoznavanje i izvršavanje daljinskih naredbi.
(2) Eksperimentalni testovi potvrđuju točnost i stabilnost daljinske kontrole. Rezultati potvrđuju da sustav točno interpretira i izvršava naredbe s pravovremenom reakcijom i zadovoljavajućom brzinom.

4.3 Implementacija i validacija funkcionalnosti nadzora stanja
Nadzor stanja omogućuje praćenje stanja uređaja u stvarnom vremenu i rano otkrivanje anomalija.
(1) Integrirani su senzori i moduli za prikupljanje podataka za neprekidno prikupljanje operativnih podataka.
(2) Moduli za obradu i analizu podataka procjenjuju podatke kako bi se odredilo normalno ili anormalno stanje.
(3) Eksperimenti validiraju točnost i pouzdanost nadzora. Rezultati pokazuju praćenje stanja u stvarnom vremenu i pravovremene upozorenja ili korektivne akcije u slučaju anomalija.

4.4 Implementacija i validacija funkcionalnosti ranog upozorenja o greškama
Rano upozorenje o greškama otkriva potencijalne propade prije nego što se dogode, smanjujući utjecaj na proizvodnju i svakodnevni život.
(1) Integriran je modul za rano upozorenje o greškama, s mogućnostima otkrivanja, dijagnoze i upozorenja o greškama.
(2) Eksperimenti potvrđuju pravovremenost i točnost upozorenja. Rezultati pokazuju da sustav pouzdano predviđa i upozorava operatore na dolazeće greške s djelotvornim i točnim obavijestima.

4.5 Vrednovanje performansi sustava i analiza eksperimentalnih rezultata
Nakon validacije funkcija daljinske kontrole, nadzora stanja i ranog upozorenja o greškama, ukupna performansa sustava procjenjuje se na temelju stabilnosti, pouzdanosti, točnosti i brzine reakcije. Analiza eksperimentalnih rezultata identificira potencijalne probleme i područja za poboljšanje, pružajući smjernice za budući razvoj.

5. Zaključak
Implementacijom inteligentnog sustava upravljanja temeljenog na umjetnoj inteligenciji, potpuno zatvoreni disjunktory mogu postići daljinsku kontrolu, nadzor stanja i rano upozorenje o greškama, time unaprijeđujuju stabilnost i sigurnost distribucijskih linija. Ujedno, optimizirani dizajn smanjuje potrošnju energije i troškove operacija, poboljšavajući ekonomsku učinkovitost i okruženjsku održivost.