寶雞職業(yè)技術(shù)學院 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)學院 范 俊
電力電氣的節(jié)能化設(shè)計是當前電氣發(fā)展的趨勢,其中的電氣控制閥是關(guān)鍵的節(jié)能構(gòu)件,科學的節(jié)能控制方法將會帶來更大的節(jié)能效果。本文將會對電力電氣控制閥的電壓節(jié)能控制方法進行分析,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
目前的電力電氣控制閥在節(jié)能設(shè)計中,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景,并進行開啟、關(guān)閉操作,而達到節(jié)能目的。但這種方式對電壓的運用不夠合理,電壓的波動會給控制閥帶來干擾,長期使用會影響設(shè)備的壽命和控制閥的效率,會提高耗電量,達不到節(jié)能的效果。本文針對這個問題,探討基于多層去噪神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電壓調(diào)節(jié)的方式,從而提升當前電力電氣控制閥節(jié)能設(shè)計水平,并提供一種新的設(shè)計理念。
在電力電氣控制閥的節(jié)能設(shè)計中,電壓是最為關(guān)鍵的部分,因為電壓是不斷波動的,它會使各關(guān)鍵控制信號出現(xiàn)較大誤差,導致電氣控制閥在電壓控制時出現(xiàn)表達上的不準確,能耗也會較高。我國目前在這方面的設(shè)計水平較低,但也出現(xiàn)了一些新的設(shè)計方式,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)計電壓信號去噪模型,來消除電壓控制中的模糊性、波動性等問題,預設(shè)誤差,及時處理,提高了控制精度,多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實現(xiàn)了對電壓的智能控制,能耗更低,節(jié)能效果更明顯。
多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),指的是前向網(wǎng)絡(luò),因為電力電氣控制閥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態(tài)的變化學習過程,從而設(shè)定在電壓波動下最優(yōu)節(jié)能控制函數(shù),達到節(jié)能設(shè)計。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)圖標及公式,C為電壓波動信號;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;是電壓波動的寬度范圍。根據(jù)公式可知,這種方法的訓練效率和控制率比較高,避免了因初始值設(shè)置不當而導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。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)和公式,可進行模擬實驗,主要是借助大型的電力設(shè)備來進行實驗。選擇電力設(shè)備的電壓值為10~30V、51單片機核心處理器硬件以及高精度信號采集卡。實驗中,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,實現(xiàn)對電壓的控制和調(diào)節(jié),讓電壓的變化在一個合理的區(qū)域內(nèi),確保對電力設(shè)備節(jié)能的控制,最后將參數(shù)變化和最終數(shù)據(jù)導入計算機中進行計算和分析。
經(jīng)統(tǒng)計分析,最終的實驗結(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 模擬實驗結(jié)果
根據(jù)表1的數(shù)據(jù)結(jié)果,該模型對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,其波動范圍也隨之改變,而電壓控制的時間的波動范圍沒有發(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),對電力運行中的電氣控制閥電壓的波動能進行高效的調(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,完善了電壓控制過程中的模糊性和不準確性的缺點。通過預設(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)手段對電壓進行控制,降低能耗,達到節(jié)能的目的。
我國在電力電氣節(jié)能研究和產(chǎn)品設(shè)計中的水平較低,但是電力的節(jié)能發(fā)展趨勢不可阻擋。一種新型的基于多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電壓調(diào)節(jié)控制方法成為當前研究重點,去噪設(shè)計和預設(shè)電壓波動的理念可實現(xiàn)有效電壓控制,進而達到節(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,學士學位,助教,現(xiàn)就職于寶雞職業(yè)技術(shù)學院,研究方向:機電一體化。