寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 范 俊

電力電氣控制閥的電壓節(jié)能控制方法分析

寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 范 俊

電力電氣的節(jié)能化設(shè)計(jì)是當(dāng)前電氣發(fā)展的趨勢(shì)，其中的電氣控制閥是關(guān)鍵的節(jié)能構(gòu)件，科學(xué)的節(jié)能控制方法將會(huì)帶來更大的節(jié)能效果。本文將會(huì)對(duì)電力電氣控制閥的電壓節(jié)能控制方法進(jìn)行分析，為用電和電氣發(fā)展提供建議。

電力電氣；控制閥；電壓節(jié)能；控制方法

0 引言

目前的電力電氣控制閥在節(jié)能設(shè)計(jì)中，主要以控制閥門開關(guān)為主，通過智能化的數(shù)據(jù)顯示來斷定一定的使用場(chǎng)景，并進(jìn)行開啟、關(guān)閉操作，而達(dá)到節(jié)能目的。但這種方式對(duì)電壓的運(yùn)用不夠合理，電壓的波動(dòng)會(huì)給控制閥帶來干擾，長(zhǎng)期使用會(huì)影響設(shè)備的壽命和控制閥的效率，會(huì)提高耗電量，達(dá)不到節(jié)能的效果。本文針對(duì)這個(gè)問題，探討基于多層去噪神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)節(jié)的方式，從而提升當(dāng)前電力電氣控制閥節(jié)能設(shè)計(jì)水平，并提供一種新的設(shè)計(jì)理念。

1 基于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電力電氣控制閥節(jié)能方法概念

在電力電氣控制閥的節(jié)能設(shè)計(jì)中，電壓是最為關(guān)鍵的部分，因?yàn)殡妷菏遣粩嗖▌?dòng)的，它會(huì)使各關(guān)鍵控制信號(hào)出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致電氣控制閥在電壓控制時(shí)出現(xiàn)表達(dá)上的不準(zhǔn)確，能耗也會(huì)較高。我國目前在這方面的設(shè)計(jì)水平較低，但也出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)方式，如：基于多層去噪神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)節(jié)方法。這是一種智能化的電壓控制方式，原理是通過設(shè)計(jì)電壓信號(hào)去噪模型，來消除電壓控制中的模糊性、波動(dòng)性等問題，預(yù)設(shè)誤差，及時(shí)處理，提高了控制精度，多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電壓的智能控制，能耗更低，節(jié)能效果更明顯。

2 具體參數(shù)

多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，指的是前向網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)殡娏﹄姎饪刂崎y的電壓變化是一種非線性變化，而多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出是一種線性變化，那么，電力電氣控制閥電壓在控制時(shí)的參數(shù)就可以作為輸入層的數(shù)據(jù)，而將最優(yōu)電壓作為輸出層的數(shù)據(jù)，隱含層則作為一種動(dòng)態(tài)的變化學(xué)習(xí)過程，從而設(shè)定在電壓波動(dòng)下最優(yōu)節(jié)能控制函數(shù)，達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)。其模型如圖1所示。

根據(jù)圖中輸入和輸出模式，在不考慮電壓損耗的情況下，最佳的電壓輸出結(jié)果為：

根據(jù)圖標(biāo)及公式，C為電壓波動(dòng)信號(hào)；K為數(shù)據(jù)分類中心；W為電壓穩(wěn)定控制矩陣；y為最優(yōu)電壓輸出結(jié)果；‖·‖是約束規(guī)范使用的特殊符號(hào)；是電壓波動(dòng)的寬度范圍。根據(jù)公式可知，這種方法的訓(xùn)練效率和控制率比較高，避免了因初始值設(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致的局部最小值問題，電力電氣控制閥的電壓節(jié)能控制的精度和可靠度得到較大提升。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上數(shù)據(jù)和公式，可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，主要是借助大型的電力設(shè)備來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。選擇電力設(shè)備的電壓值為10～30V、51單片機(jī)核心處理器硬件以及高精度信號(hào)采集卡。實(shí)驗(yàn)中，確保電力設(shè)備電氣控制閥的電壓在可控的范圍內(nèi)，并通過核心處理器來收集數(shù)據(jù)。借助轉(zhuǎn)換裝置將電壓轉(zhuǎn)化為可用電壓，并利用模型拷入單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的控制和調(diào)節(jié)，讓電壓的變化在一個(gè)合理的區(qū)域內(nèi)，確保對(duì)電力設(shè)備節(jié)能的控制，最后將參數(shù)變化和最終數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行計(jì)算和分析。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。電力設(shè)備的電壓控制參數(shù)如表2所示。

表1 模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)結(jié)果，該模型對(duì)電力電氣控制閥輸入電壓的控制參數(shù)結(jié)果均在合理可控的范圍內(nèi)，避免了電壓波動(dòng)帶來的高能耗和控制效率低下的問題。

表2 模擬電力設(shè)備的電壓控制參數(shù)

根據(jù)表2數(shù)據(jù)可知，模擬電力設(shè)備的輸入電流在不同參數(shù)變化時(shí)，其波動(dòng)范圍也隨之改變，而電壓控制的時(shí)間的波動(dòng)范圍沒有發(fā)生較大的變化，即使在超調(diào)范圍下，電壓控制參數(shù)的波動(dòng)范圍也未發(fā)生較大的變化，說明該模型電壓控制的效果是良好的，保證了控制誤差在較小的范圍內(nèi)，對(duì)電力運(yùn)行中的電氣控制閥電壓的波動(dòng)能進(jìn)行高效的調(diào)節(jié)和控制，確保電氣設(shè)備處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中，而不消耗過多的電能。

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)分析可以看出，基于多層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)節(jié)方式，通過去噪設(shè)計(jì)，完善了電壓控制過程中的模糊性和不準(zhǔn)確性的缺點(diǎn)。通過預(yù)設(shè)的誤差范圍，將電力電氣控制閥電壓可能產(chǎn)生的誤差和計(jì)算失誤都控制在合理范圍內(nèi)，并通過智能調(diào)節(jié)手段對(duì)電壓進(jìn)行控制，降低能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

4 結(jié)語

我國在電力電氣節(jié)能研究和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的水平較低，但是電力的節(jié)能發(fā)展趨勢(shì)不可阻擋。一種新型的基于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)節(jié)控制方法成為當(dāng)前研究重點(diǎn)，去噪設(shè)計(jì)和預(yù)設(shè)電壓波動(dòng)的理念可實(shí)現(xiàn)有效電壓控制，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效果，這一方法在未來有很大的發(fā)展前景。

[1]顏玉玲,武粉桃．電力電氣控制閥的電壓節(jié)能控制方法[J]．電網(wǎng)與清潔能源,2015,31(08)：123-125．

[2]劉大鵬,程曉絢,茍銳鋒 等．異步聯(lián)網(wǎng)工程柔性直換流站過電壓與絕緣配合[J]．高壓電器,2015(04)：23-25．

范?。?981—），男，陜西寶雞人，學(xué)士學(xué)位，助教，現(xiàn)就職于寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：機(jī)電一體化。