Дизајн на интелигентен контролен систем за потполно затворени одделувачи во распределбените линии

Интелигентизацијата станала важен насок за развој на електропроточните системи. Како критичен компонент на електропроточниот систем, стабилноста и безопасноста на линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ се извистички битни за целосната работа на електропроточната мрежа. Полноплотниот преклучувач, како еден од клучните уреди во дистрибутивните мрежи, игра значајна улога; затоа, постигнувањето на негов контрол со интелигентизација и оптимизиран дизајн е многу важно за подобрување на перформансите на дистрибутивните линии.

Овој труд воведува систем за интелигентен контрол на полноплотни преклучувачи базиран на технологија на вештачката интелигенција, што овозможува да се освојат функции како отдалечен контрол, мониторинг на состојба, предупредување за грешки и други. Освен тоа, дизајнот е оптимизиран за намалување на оперативната енергија и трошоци, со што се подобрува економската ефикасност и еколошката одржливост на дистрибутивните линии.

1.Позадина на истражувањето: карактеристики на линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ и полноплотни преклучувачи
1.1 Карактеристики и постојни проблеми на линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ
Линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ се основен дел од електропроточниот систем во Кина, карактеризирани со широка покривност, долги линии, многу чворови и комплексни услови на работа. Овие карактеристики донасе неколку предизвици. Прво, долгата должина и голем број на чворови прават операцијата и одржувањето тешко, потребни су јаки мултиресурси. Второ, поради комплексните услови на работа, линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ се многу чувствителни на природни и антропогени фактори, што доведува до високи стапки на грешки. Треќо, значајни губитоци при пренос доведуваат до високо енергиско потрошуване. Овие проблеми поставуваат предизвици за стабилната работа на електропроточниот систем и ефикасниот распредел на енергија. Затоа, потребни се ефективни мерки за решавање на овие проблеми и подобрување на ефикасноста и стабилноста на линиите на дистрибутивна мрежа од 10 кВ.

1.2 Улога и карактеристики на полноплотните преклучувачи
Полноплотните преклучувачи се важни електропроточни уреди кои имаат карактеристики како отдалечен контрол, мониторинг на состојба, предупредување за грешки, компактен размер и долг век на користење. Те се широко користат во дистрибутивните мрежи за сегментација, поврзување и преклучување. Овие преклучувачи подобруваат оперативната ефикасност, овозможуваат реално време мониторинг на состојбата на преклучувачите, доставуваат податоци за одржувачите, даваат своевремено предупредување за аномалии и обезбедуваат удобна инсталација и одржување. Нивниот дизајн со полноплотна конструkcija ефективно ги штити од надворешни околински влијанија, што го продолжува временскиот период на користење.

1.3 Постојни проблеми со моменталните полноплотни преклучувачи
Иако имаат предности, моменталните производи на пазарот все уште имаат недостатоци. Прво, точноста на отдалечениот контрол е недостаточна, што може да предизвика непредвидени операции или неуспех во функционирање, што го влијае на стабилноста на електропроточниот систем. Второ, областа на мониторингот на состојба е ограничена и не може да ги покрие сите аспекти на реалната работа, што ги прави тешки работата на одржувачите. Треќо, поради недостатоци во дизајнот и изборот на материјал, енергиското потрошуване е релативно високо, што е неблагопријатно за заштита на енергијата и намалување на емисиите. Затоа, потребни се подобрувања и оптимизација за подобрување на перформансите и квалитетот на полноплотните преклучувачи.

2.Архитектура на AI-основниот интелигентен контрол систем за полноплотни преклучувачи
Дизајн на архитектурата на интелигентниот контрол систем
Интелигентниот контрол систем е критичен компонент за постигнување на автоматизирана и интелигентна работа на уредите. За да се исполнат контролните барања и да се подобри ефикасноста на операцијата, овој труд предлага архитектура на интелигентен контрол систем составена од сензори, модули за собирање на податоци, модули за процесирање на податоци, модули за контрола и актуатори.

2.1 Состав и функции на хардверскиот систем
Интелигентниот контрол систем се состои од сензори, модули за собирање на податоци, модули за процесирање на податоци, модули за контрола и актуатори. Сензорите функционираат како сензитивни органи на системот, непрекинато мониторираат состојбата на уредите и параметрите на околината. Модулот за собирање на податоци препроцесира податоците од сензорите и ги пренесува до модулот за процесирање на податоци. Модулот за процесирање на податоци ги анализира податоците во реално време и формулира стратегии за контрола според аналитичките резултати и цели за контрола. Модулот за контрола генерира соодветни команди за контрола, а актуаторите извршуваат прецизни контролни акции. Кроз координирана работа на овие компоненти, системот постигува автоматизирана и интелигентна работа на уредите, подобрувајќи ефикасноста и перформансите.

2.2 Имплементација и работен проток на софтверскиот систем
Софтверскиот дел на предложената интелигентна контролна система вклучува собирање на податоци, процесирање на податоци, формулирање на стратегии за контрола и извршување на контрола:
(1) Сензорите непрекинато мониторираат состојбата на уредите и параметрите на околината, пренесувајќи ги податоците до модулот за собирање на податоци за препроцесирање.
(2) Модулот за процесирање на податоци ги анализира препроцесираните податоци во реално време, извлекува корисни информации и формулира стратегии за контрола според аналитичките резултати и цели за контрола. Модулот за контрола издава соодветни инструкции, а актуаторите прецизно го контролираат уредот, овозможувајќи автоматизирана и интелигентна работа. Овој проток на работа гарантира дека уредот може динамично да се прилагоди според реалните податоци и условите на околината, подобрувајќи ефикасноста и качеството на операцијата.

3.Оптимизиран дизајн на полноплотниот преклучувач
3.1 Цели и методи за оптимизација
Дефинирањето на ясни цели за оптимизација - како подобрување на ефикасноста во функционирање, намалување на енергиското потрошуване и подобрување на стабилноста - е предуслов за дизајнот на интелигентен систем. Потоа, се избираат соодветни методи за дизајн, вклучувајќи дизајн базиран на модели, алгоритми за оптимизација и вештачка интелигенција, за да се идентификуваат оптимални решенија со разгледување на многу фактори.

3.2 Избор на материјал и дизајн на структурата
После дефинирањето на цели и методи за оптимизација, следува избор на материјал и дизајн на структурата. Изборот на материјал го разгледува перформансата, цената и надежноста за да се исполнат практичните барања. Дизајнот на структурата ги зема предвид формата, големината, тежината и компатибилитетот со друго опрема, со цел да се достигне простота и компактност за подобрување на одржливоста и оперативноста.

3.3 Оценка на перформансата и експериментална валидација
После дизајнот на материјалите и структурата, се извршува оценка на перформансата и експериментална валидација. Оценката на перформансата користи симулации и компјутерски модели за предвидување на однесувањето, додека експерименталната валидација вклучува реална операција за собирање на податоци за перформансата. Експерименталната валидација е важна за да се осигура дека дизајнот задоволува практичните потреби и претставува последниот чекор во развојот на интелигентен контролен систем.

4.Имплементација и експериментална валидација на интелигентниот контролен систем
4.1 Имплементација и валидација на функционалноста за надворешно управување
Надворешното управување, како клучна карактеристика на интелигентниот систем, овозможува работа на уредите преку интернет или безжични мрежи.
(1) Интегриран е модул за надворешно управување, кој поддржува прифатување, парсирање и извршување на команди преку мрежа.
(2) Експерименталните тестови го потврдуваат точноста и стабилноста на надворешното управување. Резултатите покажуваат дека системот точно толкува и извршува команди со своевремена реакција и доволна брзина.

4.3 Имплементација и валидација на функционалноста за мониторинг на состојбата
Мониторингот на состојбата овозможува реално време следење на состојбата на уредите и рано детектување на аномалии.
(1) Интегрирани се сензори и модули за собирање на податоци за непрекинато собирање на оперативни податоци.
(2) Модулите за обработка и анализа на податоци ги процесираат податоците за да се одреди нормална или аномална состојба.
(3) Експериментите го потврдуваат точноста и надежноста на мониторингот. Резултатите демонстрираат следење на состојбата во реално време и своевремени известувања или корективи при аномалии.

4.4 Имплементација и валидација на функционалноста за рано предупредување за повреди
Раното предупредување за повреди ги детектира потенцијалните повреди пред да се случат, минимизирајќи ја нивната влијание врз производството и секојдневниот живот.
(1) Интегриран е модул за рано предупредување за повреди, со капацитети за детекција, дијагностика и известување за повреди.
(2) Експериментите го потврдуваат своевременоста и точноста на предупредувањата. Резултатите покажуваат дека системот надежно предвидува и известува операторите за предстојачки повреди со дејствувани и точни известувања.

4.5 Оценка на перформансата на системот и анализа на експерименталните резултати
После валидацијата на функционалностите за надворешно управување, мониторинг на состојбата и рано предупредување за повреди, целокупната перформанса на системот се оцени според стабилноста, надежноста, точноста и брзината на одговор. Анализата на експерименталните резултати идентификува потенцијални проблеми и области за подобрување, што дава насока за будуќиот развој.

5.Заклучок
Со имплементација на интелигентен контролен систем базиран на вештачка интелигенција, полносфатките отклучувачи можат да постигнат надворешно управување, мониторинг на состојбата и рано предупредување за повреди, со тоа подобрувајќи ја стабилноста и безопасноста на распределбените линии. Со истовремено оптимизиран дизајн, се намалува консумацијата на енергија и трошоците при операцијата, подобрувајќи економската ефикасност и еколошката одрживост.