Проектування інтелектуальної системи керування для повністю обгорнутих відключаючих пристроїв у розподільчих лініях

Інтелектуалізація стала важливим напрямком розвитку електропостачання. Як ключовий компонент системи електропостачання, стабільність та безпека ліній розподільчої мережі на 10 кВ мають ключове значення для загальної роботи електромережі. Повністю закритий відокремлювач, який є одним з ключових пристроїв у розподільних мережах, відіграє значну роль; тому досягнення його інтелектуального управління та оптимізованого проектування має велике значення для підвищення продуктивності розподільних ліній.

Ця стаття представляє інтелектуальну систему управління повністю закритими відокремлювачами на основі технологій штучного інтелекту, що дозволяє віддалене управління, моніторинг стану, раннє попередження про аварії та інші функції. Крім того, проектування було оптимізовано для зменшення енергоспоживання та витрат під час експлуатації, що сприяє покращенню економічної ефективності та екологічної сталості розподільних ліній.

1.Дослідницький контекст: характеристики ліній розподілу на 10 кВ та повністю закритих відокремлювачів
1.1 Характеристики та існуючі проблеми ліній розподілу на 10 кВ
Лінії розподілу на 10 кВ є ключовим компонентом системи електропостачання Китаю, характеризуються широким охопленням, довжиною ліній, числом вузлів та складними умовами роботи. Ці характеристики призводять до ряду проблем. По-перше, довга траса та велика кількість вузлів ускладнюють обслуговування, вимагаючи значних людських та матеріальних ресурсів. По-друге, через складні умови роботи, лінії розподілу на 10 кВ сильно чутливі до природних та антропогенних факторів, що призводить до високих показників аварій. По-третє, значні втрати при передачі електроенергії призводять до високого енергоспоживання. Ці проблеми ставлять перед викликами стабільне функціонування системи електропостачання та ефективне розподілення електроенергії. Тому необхідні ефективні заходи для вирішення цих проблем та підвищення ефективності та стабільності роботи ліній розподілу на 10 кВ.

1.2 Роль та характеристики повністю закритих відокремлювачів
Повністю закриті відокремлювачі є важливим електротехнічним обладнанням, що має функції віддаленого управління, моніторингу стану, раннього попередження про аварії, компактні розміри та довгий термін служби. Вони широко використовуються у розподільних мережах для сегментації, взаємоподіб'язі та комутації. Ці відокремлювачі підвищують ефективність роботи, дозволяють реального часу моніторинг стану переключників, надають дані для обслуговуючого персоналу, своєчасно попереджають про аномальні ситуації та забезпечують зручність встановлення та обслуговування. Їх повністю закритий дизайн ефективно захищає від зовнішніх впливів, продовжуючи термін служби.

1.3 Існуючі проблеми поточних повністю закритих відокремлювачів
Незважаючи на свої переваги, поточні продукти на ринку все ще мають недоліки. По-перше, точність віддаленого управління недостатня, що може призвести до небажаних дій або невиконання, що впливає на стабільність системи електропостачання. По-друге, область моніторингу стану обмежена і не може повністю відображати фактичний стан роботи, що ускладнює роботу обслуговуючого персоналу. По-третє, через недоліки дизайну та вибору матеріалів, енергоспоживання залишається на високому рівні, що не сприяє енергозбереженню та зменшенню викидів. Тому необхідні вдосконалення та оптимізації для підвищення продуктивності та якості повністю закритих відокремлювачів.

2.Архітектура інтелектуальної системи управління повністю закритими відокремлювачами на основі штучного інтелекту
Проектування архітектури інтелектуальної системи управління
Інтелектуальна система управління є ключовим компонентом для досягнення автоматизованої та інтелектуальної роботи пристроїв. Для задоволення вимог управління та підвищення ефективності роботи, у цій статті запропоновано архітектуру інтелектуальної системи управління, що складається з датчиків, модулів збору даних, модулів обробки даних, модулів управління та виконавчих пристроїв.

2.1 Склад та функції апаратної системи
Інтелектуальна система управління складається з датчиків, модулів збору даних, модулів обробки даних, модулів управління та виконавчих пристроїв. Датчики виступають як сенсорні органи системи, постійно моніторюючи стан пристроїв та параметри оточення. Модуль збору даних попередньо обробляє дані датчиків та передає їх модулю обробки даних. Модуль обробки даних виконує реального часу аналіз та формує стратегії управління на основі результатів аналізу та цілей управління. Модуль управління генерує відповідні команди, а виконавчі пристрої виконують точні дії управління. Через координовану роботу цих компонентів, система досягає автоматизованої та інтелектуальної роботи пристроїв, підвищуючи ефективність та продуктивність.

2.2 Реалізація та робочий процес програмного забезпечення системи
Програмна частина запропонованої інтелектуальної системи управління включає збор даних, обробку даних, формулювання стратегій управління та виконання управління:
(1) Датчики постійно моніторять стан пристроїв та параметри оточення, передаючи дані модулю збору даних для попередньої обробки.
(2) Модуль обробки даних аналізує попередньо оброблені дані в реальному часі, виділяє корисну інформацію та формує стратегії управління на основі результатів аналізу та цілей управління. Модуль управління видає відповідні команди, а виконавчі пристрої точно керують пристроєм, забезпечуючи автоматизовану та інтелектуальну роботу. Цей робочий процес забезпечує, що пристрій може динамічно регулюватися на основі реальних даних та умов оточення, підвищуючи ефективність та якість роботи.

3.Оптимізований дизайн повністю закритого відокремлювача
3.1 Оптимізаційні цілі та методи
Визначення чітких оптимізаційних цілей, таких як підвищення ефективності роботи, зменшення енергоспоживання та підвищення стабільності, є передумовою проектування інтелектуальної системи. Потім вибираються відповідні методи проектування, включаючи модельне проектування, алгоритми оптимізації та штучний інтелект, для виявлення оптимальних рішень, враховуючи багато факторів.

3.2 Вибір матеріалів та конструктивне проектування
Після встановлення оптимізаційних цілей та методів, проводиться вибір матеріалів та конструктивне проектування. Вибір матеріалів враховує характеристики, вартість та надійність, щоб задовольнити практичні вимоги. Конструктивне проектування враховує форму, розміри, вагу та сумісність з іншим обладнанням, метаючи на простоту та компактність, що покращує обслуговування та експлуатацію.

3.3 Оцінка продуктивності та експериментальне підтвердження
Після вибору матеріалу та структурного проектування проводиться оцінка продуктивності та експериментальне підтвердження. Оцінка продуктивності використовує моделювання та комп'ютерні симуляції для прогнозування поведінки, тоді як експериментальне підтвердження передбачає реальну роботу для збору даних про продуктивність. Експериментальне підтвердження є важливим для забезпечення того, що проект задовольняє практичні потреби, і представляє фінальний етап розробки інтелектуальної системи керування.

4. Реалізація та експериментальне підтвердження інтелектуальної системи керування
4.1 Реалізація та підтвердження функціональності дистанційного керування
Дистанційне керування, ключова функція інтелектуальної системи, дозволяє керувати пристроєм через інтернет або бездротові мережі.
(1) Інтегрується модуль дистанційного керування, що підтримує приймання, аналіз та виконання дистанційних команд.
(2) Експериментальні тестування підтверджують точність та стабільність дистанційного керування. Результати підтверджують, що система правильно інтерпретує та виконує команди з швидким відгуком та достатньою швидкістю.

4.3 Реалізація та підтвердження функціональності моніторингу стану
Моніторинг стану дозволяє в реальному часі відстежувати стан пристрою та вчасно виявляти аномалії.
(1) Інтегруються датчики та модулі збору даних для неперервного збору операційних даних.
(2) Модулі обробки та аналізу даних оцінюють дані, щоб визначити нормальний чи аномальний стан.
(3) Експерименти підтверджують точність та надійність моніторингу. Результати демонструють відстеження стану в реальному часі та вчасні сповіщення або коригувальні дії при виявленні аномалій.

4.4 Реалізація та підтвердження функціональності раннього попередження про аварії
Раннє попередження про аварії дозволяє виявити потенційні випадки виникнення аварій до їх фактичного виникнення, мінімізуючи вплив на виробництво та повсякденне життя.
(1) Інтегрується модуль раннього попередження про аварії, що має можливості виявлення, діагностики та сповіщення про аварії.
(2) Експерименти підтверджують своєчасність та точність попереджень. Результати показують, що система надійно прогнозує та сповіщає операторів про надходження аварій з дієздатними та точними повідомленнями.

4.5 Оцінка продуктивності системи та аналіз експериментальних результатів
Після підтвердження функцій дистанційного керування, моніторингу стану та раннього попередження про аварії, загальна продуктивність системи оцінюється на основі стабільності, надійності, точності та швидкості відгуку. Аналіз експериментальних результатів дозволяє виявити потенційні проблеми та області для покращення, надаючи рекомендації для майбутнього розвитку.

5. Висновок
Впровадження інтелектуальної системи керування на основі шificial intelligence дозволяє повністю закритим відключаючим пристроям досягнути дистанційного керування, моніторингу стану та раннього попередження про аварії, що посилює стабільність та безпеку ліній розподілу. Одночасно, оптимізований дизайн зменшує енергоспоживання та витрати на експлуатацію, покращуючи економічну ефективність та екологічну сталість.