Design av et intelligent styresystem for fullt lukkede skillekontakter i distribusjonsnett

Intelligentisering har blitt en viktig utviklingsretning for kraftsystemer. Som et kritisk element i kraftsystemet, er stabiliteten og sikkerheten til 10 kV distribusjonsnettverk linjer avgjørende for den overordnede drift av kraftnettet. Den fullt lukkede skillekontakten, som en av de nøkkelenhetene i distribusjonsnett, spiller en betydelig rolle; dermed er det av stor betydning å oppnå dens intelligente kontroll og optimalisert design for å forbedre ytelsen til distribusjonslinjene.

Denne artikkelen introduserer et intelligent kontrollsystem for fullt lukkede skillekontakter basert på kunstig intelligens teknologi, som muliggjør fjernkontroll, tilstandsmonitoring, feilvarsling og andre funksjoner. I tillegg er designet optimalisert for å redusere driftsenergiforbruk og -kostnader, noe som bidrar til å forbedre økonomisk effektivitet og miljøbærekraft i distribusjonslinjer.

1.Forskningsbakgrunn: Karakteristika ved 10 kV distribusjonslinjer og fullt lukkede skillekontakter
1.1 Karakteristika og eksisterende problemer med 10 kV distribusjonslinjer
10 kV distribusjonslinjer er et sentralt element i Kinas kraftsystem, kjennetegnet ved bred dekning, lange linjelengder, mange noder og komplekse driftsmiljøer. Disse karakteristikene fører til flere utfordringer. For det første gjør den omfattende lengden og det store antallet noder operasjon og vedlikehold vanskelig, og krever store menneskelige ressurser. For det andre er 10 kV distribusjonslinjer, pga. sitt komplekse driftsmiljø, sterkt utsatt for både naturlige og menneskeskapte faktorer, noe som fører til høy feilfrekvens. For det tredje fører betydelige transmisjonsmangler til høyt energiforbruk. Disse problemene stiller utfordringer for stabil drift av kraftsystemet og effektiv strømforsyning. Derfor er effektive tiltak nødvendige for å løse disse problemene og forbedre driftseffektiviteten og stabiliteten til 10 kV distribusjonslinjer.

1.2 Rolle og karakteristika ved fullt lukkede skillekontakter
Fullt lukkede skillekontakter er viktige kraftutstyr med egenskaper som fjernkontroll, tilstandsmonitoring, feilvarsling, kompakt størrelse og lang levetid. De brukes vidt i distribusjonsnett for segmentering, kobling og switching. Disse skillekontaktene forbedrer driftseffektiviteten, lar man overvåke switch-status i sanntid, gir datastøtte til vedlikeholdsansatte, gir tidlige advarsler for unormal tilstand, og tilbyr enkel installasjon og vedlikehold. Dette fullt lukkede designet skjermmer effektivt mot eksterne miljøinfluenser, noe som utvider levetiden.

1.3 Eksisterende problemer med nåværende fullt lukkede skillekontakter
Trotters sine fordeler, har dagens markedsprodukter fremdeles mangler. For det første er nøyaktigheten i fjernkontroll utilstrekkelig, noe som kan føre til uvedkommende handlinger eller mislykket drift, hvilket påvirker stabiliteten i kraftsystemet. For det andre er omfanget av tilstandsmonitoring begrenset og kan ikke fullstendig reflektere den faktiske driftsstatusen, noe som skaper vanskeligheter for vedlikeholdsansatte. For det tredje, pga. designfeil og valg av materialer, er energiforbruket fortsatt relativt høyt, noe som er ugunstig for energibesparing og reduksjon av utslipp. Derfor er forbedringer og optimaliseringer nødvendige for å forbedre ytelsen og kvaliteten til fullt lukkede skillekontakter.

2.Arkitektur av AI-basert intelligent kontrollsystem for fullt lukkede skillekontakter
Design av intelligent kontrollsystemarkitektur
Intelligent kontrollsystem er det sentrale elementet for å oppnå automatisert og intelligent enhetsdrift. For å møte kontrollkrav og forbedre driftseffektiviteten, foreslår denne artikkelen en intelligent kontrollsystemarkitektur bestående av sensorer, datahenting moduler, dataprosessering moduler, kontrollmoduler og aktuatorer.

2.1 Hardwaresystemkomposisjon og funksjoner
Intelligent kontrollsystem består av sensorer, datahenting moduler, dataprosessering moduler, kontrollmoduler og aktuatorer. Sensorer fungerer som systemets sanser, som kontinuerlig overvåker enhetsstatus og miljøparametre. Datahenting modulen foretar forhåndsbehandling av sensor-data og sender det til dataprosessering modulen. Dataprosessering modulen utfører sanntidsanalyse og formulerer kontrollstrategier basert på analyseresultater og kontrollmål. Kontrollmodulen genererer korresponderende kontrollkommandoer, og aktuatorer utfører nøyaktige kontrollhandlinger. Gjennom samordnet drift av disse komponentene, oppnår systemet automatisert og intelligent enhetsdrift, noe som forbedrer effektiviteten og ytelsen.

2.2 Softwaresystemimplementering og arbeidsflyt
Den foreslåtte intelligente kontrollsystems softwarekomponent inkluderer datahenting, dataprosessering, formulering av kontrollstrategi, og utføring av kontroll:
(1) Sensorer overvåker kontinuerlig enhetsstatus og miljøparametre, og sender data til datahenting modulen for forhåndsbehandling.
(2) Dataprosessering modulen analyserer forhåndsbehandlet data i sanntid, trekker nyttig informasjon, og formulerer kontrollstrategier basert på analyseresultater og kontrollmål. Kontrollmodulen gir instruksjoner etterhvert, og aktuatorer kontrollerer enheten nøyaktig, noe som muliggjør automatisert og intelligent drift. Denne arbeidsflyten sikrer at enheten dynamisk kan justeres basert på sanntidsdata og miljøforhold, noe som forbedrer driftseffektiviteten og kvaliteten.

3.Optimalisert design av fullt lukkede skillekontakter
3.1 Optimaliseringsmål og metoder
Å definere klare optimaliseringsmål – som forbedring av driftseffektivitet, reduksjon av energiforbruk, og forbedring av stabilitet – er en forutsetning for intelligent systemdesign. Deretter velges passende designmetoder, inkludert modellbasert design, optimaliseringsalgoritmer, og kunstig intelligens, for å identifisere optimale løsninger med hensyn på flere faktorer.

3.2 Materialvalg og strukturdesign
Etter at optimaliseringsmål og metoder er etablert, følger materialvalg og strukturdesign. Materialvalg tar hensyn til ytelse, kostnad og pålitelighet for å møte praktiske krav. Strukturdesign tar hensyn til form, størrelse, vekt og kompatibilitet med annet utstyr, med mål om å oppnå enkelhet og kompakthet for å forbedre vedlikeholdbarhet og operativitet.

3.3 Prestasjonsvurdering og eksperimentell validering
Etter materiell- og strukturell design utføres prestasjonsvurdering og eksperimentell validering. Prestasjonsvurdering bruker simulering og datamodellering for å forutsi oppførsel, mens eksperimentell validering involverer reell operasjon for å samle inn prestasjonsdata. Eksperimentell validering er viktig for å sikre at designet møter praktiske behov og representerer det siste skrittet i utviklingen av intelligente kontrollsystemer.

4. Implementering og eksperimentell validering av det intelligente kontrollsystemet
4.1 Implementering og validering av fjernkontrollfunksjonen
Fjernkontroll, en nøkkel funksjon i det intelligente systemet, muliggjør enhetsdrift via internett eller trådløse nettverk.
(1) En fjernkontrollmodul er integrert, som støtter mottak, tolking og utførelse av fjernkommandoer.
(2) Eksperimentelle tester bekrefter nøyaktigheten og stabiliteten til fjernkontrollen. Resultatene bekrefter at systemet riktig tolker og utfører kommandoer med tilstrekkelig respons og hastighet.

4.3 Implementering og validering av tilstandsmonitoringfunksjonen
Tilstandsmonitoring muliggjør sanntidsovervåking av enhetsstatus og tidlig feildeteksjon.
(1) Sensorer og datainnsamlingsmoduler er integrert for å samle driftsdata kontinuerlig.
(2) Databehandlings- og analysemoduler vurderer data for å bestemme normal eller anormal status.
(3) Eksperimenter validerer nøyaktigheten og påliteligheten av overvåkingen. Resultatene viser sanntidsovervåking av status og tidsmessige varsler eller korrektive tiltak ved unormaliteter.

4.4 Implementering og validering av feilvarslingsfunksjonen
Feilvarsel detekterer potensielle feil før de oppstår, noe som minimerer effekten på produksjon og dagligliv.
(1) En feilvarslingsmodul er integrert, med evner for feildeteksjon, diagnose og varsling.
(2) Eksperimenter bekrefter varslens tidsmessighet og nøyaktighet. Resultatene viser at systemet pålitelig forutsier og varsler operatører om inngående feil med handlingbare og nøyaktige varsler.

4.5 Systemprestasjonsvurdering og analyse av eksperimentelle resultater
Efter validering av fjernkontroll, tilstandsmonitoring og feilvarsling, evalueres total systemprestasjon basert på stabilitet, pålitelighet, nøyaktighet og responsivitet. Analyse av eksperimentelle resultater identifiserer potensielle problemer og områder for forbedring, og gir veiledning for fremtidig utvikling.

5. Konklusjon
Ved å implementere et kunstigintelligensbasert intelligent kontrollsystem, kan fullt lukkede diskoventiler oppnå fjernkontroll, tilstandsmonitoring og feilvarsel, dermed forbedrer stabiliseringen og sikkerheten av distribusjonslinjer. Samtidig reduserer optimalt design driftsenergiforbruk og -kostnader, noe som forbedrer økonomisk effektivitet og miljøbærekraft.