低压配电系统在我国各个领域中均具有广泛应用,低压配电中主要采用低压供给电力方法,有可能导致出现电压磁滞损耗现象和附加涡流损耗现象,浪费电力资源。因此,对低压配电系统进行智能化节能控制具有必要性,有助于节约电力资源,提升电力资源的使用效率。
1 低压配电系统节能控制措施
在低压配电系统节能控制中,现阶段的节能控制措施主要可分为四个方面:
(1)节省物资能耗。需要对电缆、导线、母线等相关导体材料的结构形式、材料以及界面进行合理选择,以此降低电能损耗,减少碳排放量。同时,需要合理选用配电形式,减少配电环节。
(2)节约资金占用量。在低压配电系统中,需要降低运营成本,提升配电系统的经济性。
(3)提升能源系统效率。在低压配电系统中,需要减少变配电和线路的损耗。
(4)节约劳务量。在低压配电系统中,需要降低配电系统安装过程和维护过程的人力损耗,提升系统的自动化水平。
2 低压配电系统智能化节能控制的必要性
在低压配电系统中,通过优化系统设计的方法,可以降低配电系统电能损耗。在系统设计过程中,通过节能控制方法可以减少材料使用量。同时,在不同配电系统下,设备的安装和后期维护劳动力存在差异,具体表现于劳务费方面,而劳务费和能源消耗具有间接挂钩的联系。在传统节能控制方法中,对低压配电系统进行节能控制的方法主要是利用经验模态分解控制方法。如果有过载数据存在于低压配电过程中,其控制效果就有可能受到影响。对此,需要对此方法进行改进设计,利用基于Lyapnove指数调节节能自动控制算法,利用不同磁通密度与频率实现节能控制机制,有效降低电力负载,但是计销代价相对较大。对此,本文将利用基于低压配电附加动量反转调制系统来对其进行智能化节能控制,满足节能控制目标。
3 低压配电系统的智能化节能控制方法
3.1 模型及目标函数的构建
3.1.1 低压配电控制系统结构模型
3.1.2 目标函数
假设是学习步长,利用相关方法可以对低压配电系统进行节能控制,在n步的训练之后,可以得到目标函数最优解,进而可以对其进行节能优化控制。
3.2 控制算法的改进
在相关模型及目标函数构建的前提条件下,改进设计控制算法,在传统方法中,利用经验模态分解控制方法对其进行节能控制较为常见,如果低压配电中有过载数据存在,那么就会对节能控制效果造成不利影响。为让传统方法弊端得到有效克服,在本文中,节能控制方法为基于低压配电附加动量反转调制方法。利用这种方法,可以让小扰动自适应神经网络控制系统得到构建,可以自适应调节低压配电节能控制系统的参量及权重,节能控制方程是:
然后,需要对低压配电和电能功率损耗相结合的节能控制神经网络控制模型,其PID-NNC反传自适应函数是:
在PID-NNC反传自适应函数中,主要利用小扰动惯性分解方法来线性化离散处理配电附加磁滞损耗,方程平衡状态是永磁体和转子铁芯状态量x0,低压配电状态变量是x,利用模糊自适应神经网络,可以对其进行控制,得出低压配电平衡条件f。x0为,x为
,f(x0,u0)为0之后可以得到低压配电节能控制神经网络系统隐含层到输出层的权值变化,利用附加动量翻转调制,可以对其得到常数进行自适应加权处理,得出低压配电节能控制输入层到隐含层权值变化。即:
结合Lyapunov稳定性原理,可以得到低压配电节能控制神经元学习步长的满足条件,之后可以验证节能控制系统输入序列可以对相关收敛条件予以满足,让低压配电系统的收敛具有渐进性,让节能控制系统设计要求得到满足。
3.3 结果分析及相关建议
3.3.1 结果分析
利用仿真实验方法可以对其性能进行测试,本文使用基于Matlab Simulink低压配电控制系统仿真软件平台,在低压配电控制系统中,共有384938个数据信息样本数,电力调度低压配电控制系统次数是1083次,在该节能控制系统中,其总损耗是56.7kW,节能控制系统转矩输出是230N·m,功率损耗是1.110-6W,ly(m)和rr(m)取值的分别为0.015和0.004。电力负荷为归一化初始频率,在此仿真参数设定及环境设定前提条件下,对低压配电系统进行智能节能控制,依照低压配电系统采样数据,对其进行技能控制,可以得到两通道的低压配电节能控制输出电压情况。利用前文中的相关算法可以完成低压配电控制输出工作,其功率输出效益相对较好,可以降低系统功率损耗,增强技能控制水平,为得出算法性能,利用传统方法进行再次测试,可以发现本文中算法的输出能量损失更小,节能控制效果更佳。
3.3.2 相关建议
在低压配电系统的智能化节能控制中,需要深化相关人员节能设计意识。节能设计原则可以分为四个方面:
(1)经济性。在节能设计中,需要重视设计方案的投入成本,考虑到投资问题和能耗问题。
(2)技能性。在节能设计中,需要选择多样化的节能环保手段,减少能源消耗,如电器传输线路、设备功能损耗等。
(3)适用性。在节能设计中,决不能将功能的降低作为低压配电系统智能化节能控制的代价。
(4)环保性。在低压配电系统智能化控制中,需要对设计低能耗与高效率予以重视,让设计污染得到降低,让其具有环境保护意义。
在低压配电系统智能化节能控制中,需要建设能源管理系统。以我国深圳地铁工程为例,在该工程中,设置了车站级能源管理管理系统。其设置位置主要为地铁车控室,以此来让车站能源数据具有监控实时性、采集实时性、故障异常报警实时性等特点。在能源管理系统中,其组成部分主要包含地层智能表计、通信接口、通信网络以及上层监控设备。在各个低压配电回路上,安装相应的智能仪表,地铁能源管理系统可以传输系统管理控制机电量等相应能耗数据,让能耗数据采集、储存和分析功能得以实现,进而让节能改造与节能管理具有依据。
在低压配电系统的应用工程中,节能灯具的使用具有良好的技能效果。现阶段,节能照明设备普遍为LED照明,比较传统灯具,LED照明没有铅、汞等有害物质,具有明显的绿色环保效果;没有频闪和噪音,具有牢固、安全的特点;利用控制器可以对其进行编程控制,可以让照明效率具有最大化效果;LED照明灯具的使用寿命相对较长,其主要利用固体冷光源技术,利用环氧树脂封装材料,可以让其具有良好的抗震性,且在发光过程中具有较小的发热量,其寿命通常大于6年;LED照明灯具具有装修美化效果,依照工程装修需要,可以对LED灯具外形进行改变,同时,对于整个光谱来说,LED光源颜色可以起到良好的覆盖作用,对此可以制造出颜色多样化的LED灯具,进而让装修效果得到保障。
在低压配电系统应用工程中,需要积极应用太阳能发电技术,如果工程地区具有良好的气象条件和丰富的太阳能资源,那么利用太阳能资源可以起到良好的节能作用。现阶段,我国光伏发电技术已经较为成熟,投资效益相对较好。现阶段,光伏发电系统的组成部分主要包含汇流箱、光伏组件、交流柜、逆变器、监控系统及支架系统。
4 结语
综上所述,构建低压配电系统结构模型和控制目标函数,结合小扰动惯性分解法可以线性化离散处理低压磁滞损耗现象,利用模糊自适应神经网络控制,可以得到配电附加能量翻转调制方法,并构建神经网络控制模型,让智能化节能控制算法得到改进,同时还需要强化人员节能意识,采用节能灯具和太阳能技术。
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收稿日期:2017-12-15
作者简介:拉巴次仁(1976-),男,青海互助人,国家新闻出版广电总局602台工程师,研究方向:高低压配电。