Dizajn inteligentnog kontrolnog sistema za potpuno zatvorene prekidače u distribucijskim linijama

Inteligencija je postala važan smer razvoja za električne sisteme. Kao ključni deo električnog sistema, stabilnost i bezbednost linija distribucijske mreže na 10 kV su od vitalnog značaja za ukupnu operaciju mreže. Potpuno zatvoreni prekidač, kao jedan od ključnih uređaja u distribucijskim mrežama, igra značajnu ulogu; stoga je dostizanje njegove inteligentne kontrole i optimizovanog dizajna od velike važnosti za unapređenje performansi distribucijskih linija.

Ovaj rad predstavlja inteligentni kontrolni sistem za potpuno zatvorene prekidače baziran na tehnologiji veštačke inteligencije, omogućavajući daljinsku kontrolu, nadzor stanja, rane upozorenja o greškama i druge funkcije. Takođe, dizajn je optimizovan da smanji energetske troškove i troškove operacije, time unapređujući ekonomsku efikasnost i ekološku održivost distribucijskih linija.

1. Istraživačka pozadina: Karakteristike linija distribucije na 10 kV i potpuno zatvorene prekidače
1.1 Karakteristike i postojeći problemi linija distribucije na 10 kV
Linije distribucije na 10 kV su ključni deo električnog sistema Kine, karakteristične po širokom pokrivenju, dugačkim linijama, brojnim čvorovima i složenim uslovima rada. Ove karakteristike donose nekoliko izazova. Prvo, dužina i broj čvorova čine održavanje i rad teškim, zahtevajući veliku ljudsku snagu i resurse. Drugo, zbog složenih uslova rada, linije distribucije na 10 kV su visoko podložne prirodnim i ljudskim faktorima, što dovodi do visokih stopa grešaka. Treće, značajne gubitke pri prenosu dovode do visokih energetskih potrošnji. Ovi problemi predstavljaju izazove za stabilno funkcionisanje električnog sistema i efikasnu distribuciju struje. Stoga su potrebne efektivne mere kako bi se rešili ovi problemi i poboljšala operativna efikasnost i stabilnost linija distribucije na 10 kV.

1.2 Uloga i karakteristike potpuno zatvorene prekidače
Potpuno zatvorene prekidače su važni električni uređaji sa mogućnostima daljinske kontrole, nadzora stanja, ranih upozorenja o greškama, kompaktnim dimenzijama i dugim vekom trajanja. Široko se koriste u distribucijskim mrežama za segmentaciju, povezivanje i prebacivanje. Ovi prekidači unapređuju operativnu efikasnost, omogućavaju stvarnotrajan monitorin stanja prekidača, pružaju podršku u obliku podataka održavajućem osoblju, ispuštaju pravo vreme upozorenja o anormalnim stanjima i nude praktičnu instalaciju i održavanje. Njihov potpuno zatvoreni dizajn efektivno štiti od spoljašnjih uticaja okruženja, prodirući vek trajanja.

1.3 Postojeći problemi sa trenutnim potpuno zatvorenim prekidačima
Unatoč svojim prednostima, trenutni proizvodi na tržištu još uvek imaju nedostatke. Prvo, tačnost daljinske kontrole nije dovoljna, što može dovesti do neželjenih operacija ili neuspjeha u radu, što utiče na stabilnost električnog sistema. Drugo, opseg nadzora stanja je ograničen i ne može u potpunosti odraziti stvarno stanje rada, što dovodi do problema za održavajuće osoblje. Treće, zbog grešaka u dizajnu i odabira materijala, energetska potrošnja ostaje relativno visoka, što nije povoljno za uštedu energije i smanjenje emisija. Stoga su potrebna unapređenja i optimizacije kako bi se poboljšale performanse i kvalitet potpuno zatvorene prekidače.

2.Arhitektura inteligentnog kontrolnog sistema baziranog na AI za potpuno zatvorene prekidače
Dizajn arhitekture inteligentnog kontrolnog sistema
Inteligentni kontrolni sistem je ključni deo za postizanje automatizovanog i inteligentnog rada uređaja. Da bi se ispuniile zahteve za kontrolu i poboljšana efikasnost rada, ovaj rad predlaže arhitekturu inteligentnog kontrolnog sistema sastavljenog od senzora, modula za prikupljanje podataka, modula za obradu podataka, modula za kontrolu i akteratora.

2.1 Sastav i funkcije hardverskog sistema
Inteligentni kontrolni sistem sastoji se od senzora, modula za prikupljanje podataka, modula za obradu podataka, modula za kontrolu i akteratora. Senzori djeluju kao senzorna organa sistema, neprekidno nadgledajući stanje uređaja i parametre okruženja. Modul za prikupljanje podataka predprocesira podatke senzora i šalje ih modulu za obradu podataka. Modul za obradu podataka vrši analizu u stvarnom vremenu i formuliše strategije kontrole na osnovu rezultata analize i ciljeva kontrole. Modul za kontrolu generiše odgovarajuće naredbe, a akteratori izvršavaju precizne kontrolne akcije. Kroz koordinirani rad ovih komponenti, sistem postiže automatizovano i inteligentno upravljanje uređajima, unapređujući efikasnost i performanse.

2.2 Implementacija i radni proces softverskog sistema
Softverski deo predlaganog inteligentnog kontrolnog sistema uključuje prikupljanje podataka, obradu podataka, formulisanje strategija kontrole i izvršavanje kontrole:
(1) Senzori neprekidno nadgledaju stanje uređaja i parametre okruženja, šaljući podatke modulu za prikupljanje podataka za predprocesiranje.
(2) Modul za obradu podataka analizira predprocesirane podatke u stvarnom vremenu, izdvaja korisne informacije i formulise strategije kontrole na osnovu rezultata analize i ciljeva kontrole. Modul za kontrolu izdaje odgovarajuće naredbe, a akteratori precizno kontroliraju uređaj, omogućavajući automatizovano i inteligentno upravljanje. Ovaj radni proces osigurava da uređaj može dinamički prilagođavati se na osnovu podataka u stvarnom vremenu i uslova okruženja, unapređujući efikasnost i kvalitet rada.

3.Optimizovan dizajn potpuno zatvorene prekidače
3.1 Ciljevi i metode optimizacije
Definisanje jasnih ciljeva optimizacije - poput unapređenja operativne efikasnosti, smanjenja energetske potrošnje i poboljšanja stabilnosti - je preduslov za dizajn inteligentnog sistema. Zatim se biraju odgovarajuće metode dizajna, uključujući modeliranje, algoritme optimizacije i veštačku inteligenciju, kako bi se identifikovala optimalna rešenja uzimajući u obzir mnogo faktora.

3.2 Odabir materijala i konstrukcijski dizajn
Nakon definisanja ciljeva i metoda optimizacije, slijedi odabir materijala i konstrukcijski dizajn. Odabir materijala uzima u obzir performanse, troškove i pouzdanost kako bi ispunio praktične zahteve. Konstrukcijski dizajn uzima u obzir oblik, dimenzije, težinu i kompatibilnost sa drugim opremom, te se teži jednostavnosti i kompaktnosti kako bi se poboljšala održivost i upravljanje.

3.3 Procena performansi i eksperimentalna validacija
Nakon odabira materijala i strukturnog dizajna, vrši se procena performansi i eksperimentalna validacija. Procena performansi koristi simulacije i računarsko modelovanje za predviđanje ponašanja, dok eksperimentalna validacija uključuje rad u stvarnim uslovima kako bi se sakupili podaci o performansama. Eksperimentalna validacija je ključna za osiguranje da dizajn ispunjava praktične potrebe i predstavlja konačnu fazu u razvoju inteligentnog sistema kontrole.

4. Implementacija i eksperimentalna validacija inteligentnog sistema kontrole
4.1 Implementacija i validacija funkcionalnosti daljinske kontrole
Daljinska kontrola, kao ključna funkcija inteligentnog sistema, omogućava upravljanje uređajem preko interneta ili bežičnih mreža.
(1) Integriran je modul za daljinsku kontrolu, koji podržava primanje, analizu i izvršavanje daljinskih naredbi.
(2) Eksperimentalni testovi verifikuju tačnost i stabilnost daljinske kontrole. Rezultati potvrđuju da sistem tačno interpretira i izvršava naredbe sa pravovremenom reakcijom i zadovoljavajućom brzinom.

4.3 Implementacija i validacija funkcionalnosti nadzora stanja
Nadzor stanja omogućava stvarno-vremensko praćenje statusa uređaja i rano otkrivanje anomalija.
(1) Integrirani su senzori i moduli za prikupljanje podataka kako bi se neprekidno sakupili operativni podaci.
(2) Moduli za obradu i analizu podataka ocene podatke kako bi se utvrdilo normalno ili anormalno stanje.
(3) Eksperimenti validiraju tačnost i pouzdanost nadzora. Rezultati pokazuju stvarno-vremensko praćenje stanja i pravo-vremene alarme ili korektivne akcije u slučaju anomalija.

4.4 Implementacija i validacija funkcionalnosti rane upozorenja o greškama
Rano upozorenje o greškama detektuje potencijalne kvarove pre nego što se desi, minimizirajući uticaj na proizvodnju i svakodnevni život.
(1) Integriran je modul za rano upozorenje o greškama, sa mogućnostima detekcije, dijagnoze i upozorenja o greškama.
(2) Eksperimenti verifikuju pravo-vremenost i tačnost upozorenja. Rezultati pokazuju da sistem pouzdano predviđa i upozorava operatore o nadolazećim greškama sa konkretnim i tačnim obaveštenjima.

4.5 Procena performansi sistema i analiza eksperimentalnih rezultata
Nakon validacije funkcionalnosti daljinske kontrole, nadzora stanja i ranog upozorenja o greškama, ukupna performansa sistema procenjuje se na osnovu stabilnosti, pouzdanosti, tačnosti i brzine odgovora. Analiza eksperimentalnih rezultata identifikuje potencijalne probleme i oblasti za poboljšanje, pružajući smernice za budući razvoj.

5. Zaključak
Implementacijom sistema inteligentne kontrole baziranog na umetnoj inteligenciji, potpuno zatvoreni disjunktory mogu postići daljinsku kontrolu, nadzor stanja i rano upozorenje o greškama, time unapređujujući stabilnost i sigurnost distributivnih linija. Istovremeno, optimizovan dizajn smanjuje potrošnju energije i troškove u radu, unapređujući ekonomsku efikasnost i održivost životne sredine.