Проектирование интеллектуальной системы управления для полностью закрытых разъединителей на распределительных линиях

Интеллектуализация стала важным направлением развития энергетических систем. Как ключевой компонент энергетической системы, стабильность и безопасность линий распределительной сети на 10 кВ имеют решающее значение для общей работы электросети. Полностью закрытый разъединитель, как одно из ключевых устройств в распределительных сетях, играет значительную роль; следовательно, достижение его интеллектуального управления и оптимизированного дизайна имеет большое значение для повышения производительности линий распределения.

В данной статье представлен интеллектуальная система управления полностью закрытыми разъединителями на основе технологий искусственного интеллекта, обеспечивающая дистанционное управление, мониторинг состояния, раннее предупреждение о неисправностях и другие функции. Кроме того, дизайн оптимизирован для снижения эксплуатационных затрат энергии и стоимости, что способствует улучшению экономической эффективности и экологической устойчивости линий распределения.

1. Исследовательский фон: характеристики линий распределения на 10 кВ и полностью закрытых разъединителей
1.1 Характеристики и существующие проблемы линий распределения на 10 кВ
Линии распределения на 10 кВ являются ключевым компонентом энергетической системы Китая, характеризуясь широким охватом, большой протяженностью, большим количеством узлов и сложными условиями эксплуатации. Эти характеристики приводят к ряду проблем. Во-первых, большая протяженность и большое количество узлов усложняют операцию и обслуживание, требуя значительных человеческих и материальных ресурсов. Во-вторых, из-за сложных условий эксплуатации линии распределения на 10 кВ подвержены влиянию природных и антропогенных факторов, что приводит к высокой частоте отказов. В-третьих, значительные потери при передаче приводят к высокому энергопотреблению. Эти проблемы создают трудности для стабильной работы энергетической системы и эффективного распределения электроэнергии. Поэтому необходимы эффективные меры для решения этих проблем и улучшения операционной эффективности и стабильности линий распределения на 10 кВ.

1.2 Роль и характеристики полностью закрытых разъединителей
Полностью закрытые разъединители являются важным энергетическим оборудованием, обладающим возможностями дистанционного управления, мониторинга состояния, раннего предупреждения о неисправностях, компактными размерами и долгим сроком службы. Они широко используются в распределительных сетях для сегментации, соединения и переключения. Эти разъединители повышают операционную эффективность, позволяют осуществлять мониторинг состояния выключателей в реальном времени, предоставляют данные для технического обслуживания, своевременно предупреждают о неполадках и обеспечивают удобство установки и обслуживания. Их полностью закрытая конструкция эффективно защищает от внешних воздействий, продлевая срок службы.

1.3 Существующие проблемы текущих полностью закрытых разъединителей
Несмотря на свои преимущества, текущие продукты на рынке все еще имеют недостатки. Во-первых, точность дистанционного управления недостаточна, что может привести к непреднамеренным операциям или отказу в работе, что влияет на стабильность энергетической системы. Во-вторых, объем мониторинга состояния ограничен и не может полностью отражать фактическое состояние работы, создавая трудности для технического персонала. В-третьих, из-за недостатков в дизайне и выборе материалов энергопотребление остается относительно высоким, что неблагоприятно для энергосбережения и снижения выбросов. Поэтому необходимы улучшения и оптимизация для повышения производительности и качества полностью закрытых разъединителей.

2. Архитектура интеллектуальной системы управления полностью закрытыми разъединителями на основе искусственного интеллекта
Проектирование архитектуры интеллектуальной системы управления
Интеллектуальная система управления является ключевым компонентом для достижения автоматизированной и интеллектуальной работы устройства. Для удовлетворения требований управления и повышения операционной эффективности в данной статье предлагается архитектура интеллектуальной системы управления, состоящая из датчиков, модулей сбора данных, модулей обработки данных, модулей управления и исполнительных механизмов.

2.1 Состав и функции аппаратной системы
Интеллектуальная система управления состоит из датчиков, модулей сбора данных, модулей обработки данных, модулей управления и исполнительных механизмов. Датчики выполняют роль органов чувств системы, постоянно контролируя состояние устройства и параметры окружающей среды. Модуль сбора данных предварительно обрабатывает данные датчиков и передает их в модуль обработки данных. Модуль обработки данных выполняет реальное время анализ и формирует стратегии управления на основе результатов анализа и целей управления. Модуль управления генерирует соответствующие команды управления, а исполнительные механизмы выполняют точные действия по управлению. Через координированную работу этих компонентов система достигает автоматизированной и интеллектуальной работы устройства, повышая эффективность и производительность.

2.2 Реализация и рабочий процесс программной системы
Программная часть предлагаемой интеллектуальной системы управления включает сбор данных, обработку данных, формулирование стратегий управления и выполнение управления:
(1) Датчики постоянно контролируют состояние устройства и параметры окружающей среды, передавая данные в модуль сбора данных для предварительной обработки.
(2) Модуль обработки данных в реальном времени анализирует предварительно обработанные данные, извлекает полезную информацию и формулирует стратегии управления на основе результатов анализа и целей управления. Модуль управления выдает соответствующие инструкции, а исполнительные механизмы точно управляют устройством, обеспечивая автоматизированную и интеллектуальную работу. Этот рабочий процесс гарантирует, что устройство может динамически корректироваться на основе данных в реальном времени и условий окружающей среды, улучшая операционную эффективность и качество.

3. Оптимизированный дизайн полностью закрытого разъединителя
3.1 Цели и методы оптимизации
Определение четких целей оптимизации, таких как повышение операционной эффективности, снижение энергопотребления и улучшение стабильности, является предпосылкой для проектирования интеллектуальной системы. Затем выбираются подходящие методы проектирования, включая моделирование, алгоритмы оптимизации и искусственный интеллект, чтобы найти оптимальные решения, учитывая множество факторов.

3.2 Выбор материалов и конструктивное проектирование
После определения целей и методов оптимизации следует выбор материалов и конструктивное проектирование. При выборе материалов учитываются производительность, стоимость и надежность, чтобы удовлетворить практические требования. Конструктивное проектирование учитывает форму, размер, вес и совместимость с другими устройствами, стремясь к простоте и компактности, чтобы улучшить обслуживаемость и управляемость.

3.3 Оценка производительности и экспериментальная проверка
После разработки материалов и конструкции проводится оценка производительности и экспериментальная проверка. Оценка производительности использует моделирование и компьютерное моделирование для прогнозирования поведения, в то время как экспериментальная проверка включает реальную работу для сбора данных о производительности. Экспериментальная проверка является критически важной для обеспечения того, чтобы дизайн соответствовал практическим потребностям и представлял собой последний этап разработки интеллектуальной системы управления.

4. Реализация и экспериментальная проверка интеллектуальной системы управления
4.1 Реализация и проверка функциональности дистанционного управления
Дистанционное управление, ключевая функция интеллектуальной системы, позволяет управлять устройством через интернет или беспроводные сети.
(1) Интегрируется модуль дистанционного управления, поддерживающий прием, распознавание и выполнение дистанционных команд.
(2) Экспериментальные тесты подтверждают точность и стабильность дистанционного управления. Результаты подтверждают, что система правильно интерпретирует и выполняет команды с своевременным откликом и достаточной скоростью.

4.3 Реализация и проверка функциональности мониторинга состояния
Мониторинг состояния позволяет в реальном времени отслеживать состояние устройства и раннее обнаружение аномалий.
(1) Интегрируются датчики и модули сбора данных для непрерывного сбора операционных данных.
(2) Модули обработки и анализа данных оценивают данные для определения нормального или аномального состояния.
(3) Эксперименты подтверждают точность и надежность мониторинга. Результаты демонстрируют реальное время отслеживания состояния и своевременные предупреждения или корректирующие действия при возникновении аномалий.

4.4 Реализация и проверка функциональности раннего предупреждения о неисправностях
Раннее предупреждение о неисправностях обнаруживает потенциальные отказы до их возникновения, минимизируя влияние на производство и повседневную жизнь.
(1) Интегрируется модуль раннего предупреждения о неисправностях, включающий функции обнаружения, диагностики и оповещения.
(2) Эксперименты подтверждают своевременность и точность предупреждений. Результаты показывают, что система надежно предсказывает и оповещает операторов о предстоящих неисправностях с действенными и точными уведомлениями.

4.5 Оценка производительности системы и анализ экспериментальных результатов
После проверки функций дистанционного управления, мониторинга состояния и раннего предупреждения о неисправностях, общая производительность системы оценивается на основе стабильности, надежности, точности и скорости отклика. Анализ экспериментальных результатов выявляет потенциальные проблемы и области для улучшения, предоставляя руководство для будущего развития.

5. Заключение
Благодаря внедрению интеллектуальной системы управления на основе искусственного интеллекта, полностью герметичные разъединители могут достигнуть дистанционного управления, мониторинга состояния и раннего предупреждения о неисправностях, тем самым повышая стабильность и безопасность распределительных линий. Одновременно оптимизированный дизайн снижает энергопотребление и затраты на эксплуатацию, улучшая экономическую эффективность и экологическую устойчивость.