低壓配電系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制方法研究

鄭晨 劉小洋

摘 要：低壓配電系統(tǒng)在工作的時(shí)候，電壓的磁滯損耗會(huì)造成巨大的能量損耗，對(duì)該系統(tǒng)實(shí)施智能化節(jié)能控制具有十分重要的意義。不僅能夠有效地降低系統(tǒng)的功耗，還可以極大程度的提高電力資源的利用率。本文介紹了低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行智能化節(jié)能控制的重要性，并對(duì)低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化節(jié)能控制的方法進(jìn)行了研究，相應(yīng)地提出了改進(jìn)的措施，希望可以對(duì)我國(guó)低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化控制、提高電力的利用率提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；智能化節(jié)能；控制；方法

低壓配電系統(tǒng)在我國(guó)眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，在該系統(tǒng)中，使用的主要是低壓供電。低壓供電會(huì)產(chǎn)生附加渦流現(xiàn)象和電壓磁滯效應(yīng)，這些情況都會(huì)造成嚴(yán)重的電能浪費(fèi)。所以，為了降低電能的無關(guān)損耗、提高電能的利用率，對(duì)低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行智能化節(jié)能控制具有十分重要的意義。

一、實(shí)施智能化節(jié)能控制的重要性

在傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)中，采用的方法一般是先建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)，然后對(duì)其進(jìn)行分解，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的方法，通過該方法對(duì)其進(jìn)行智能化節(jié)能控制。但是在實(shí)際的配電運(yùn)行中，如果存在數(shù)據(jù)過載的現(xiàn)象，智能化節(jié)能控制效果將會(huì)大打折扣，嚴(yán)重影響節(jié)能控制。面對(duì)這種情況，相關(guān)的研究人員開發(fā)了一種新型的算法，在Lyapnove 指數(shù)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的研究，從而研發(fā)出節(jié)能自動(dòng)控制的新型算法。該算法將Lyapnove 指數(shù)調(diào)節(jié)和不同磁通密度與頻率的節(jié)能控制機(jī)制相結(jié)合，通過有效的措施降低配電過程中出現(xiàn)的磁、電的各種損耗，從而實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能控制，降低電力負(fù)載。但是，這種節(jié)能控制方法的計(jì)算較為復(fù)雜，計(jì)算所需的各種開銷也是一個(gè)十分龐大的數(shù)字。隨后，相關(guān)的科研人員又根據(jù)電流與電壓的調(diào)度和分解研發(fā)了一種新型的節(jié)能控制方法，通過非線性調(diào)制方法和與該方法相結(jié)合的方式，對(duì)系統(tǒng)中的磁通系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)評(píng)估，從而降低該系統(tǒng)的能量損耗。但是該方法也有一定的缺陷，例如，配電線路受到強(qiáng)烈的干擾時(shí)，節(jié)能控制系統(tǒng)很容易受到影響，即出現(xiàn)發(fā)散的現(xiàn)象，并且其收斂性也較差。鑒于上述情況，還應(yīng)該研發(fā)新穎的節(jié)能控制方法。目前，通過反轉(zhuǎn)的方式調(diào)制配電系統(tǒng)中的附加動(dòng)量，依據(jù)這一原理研發(fā)的節(jié)能控制方法受到了廣泛的關(guān)注。

二、智能化節(jié)能控制措施

在我國(guó)低壓配電系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制系統(tǒng)的建設(shè)中，現(xiàn)階段的節(jié)能控制措施主要是從以下這四方面來進(jìn)行相關(guān)工作的開展[1]：

第一，環(huán)保方面。在該系統(tǒng)實(shí)行節(jié)能控制的過程中，相關(guān)的設(shè)備要設(shè)計(jì)成低能耗、高效率的。在進(jìn)行配電運(yùn)行的過程中，線路中的磁損耗和電力損耗能夠有效的降低，從而有效的降低低壓配電系統(tǒng)中的總電力能量的損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

第二，技術(shù)方面。節(jié)能控制技術(shù)對(duì)低壓配電系統(tǒng)更好的實(shí)現(xiàn)智能化節(jié)能控制具有十分重要的作用。我國(guó)在進(jìn)行節(jié)能控制技術(shù)的選擇時(shí)，一定要選擇適合我國(guó)低壓配電系統(tǒng)發(fā)展的節(jié)能控制技術(shù)，從而提高該系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制效率。

第三，經(jīng)濟(jì)方面。在建設(shè)低壓配電系統(tǒng)的過程中，要科學(xué)合理的采購(gòu)相關(guān)的建設(shè)材料，例如母線、導(dǎo)線和電纜等各種導(dǎo)體材料。通過對(duì)市場(chǎng)的深入調(diào)研和對(duì)各種材料的性能評(píng)估，最終選擇質(zhì)量較好、價(jià)格合適的材料，從而有效的控制低壓配電系統(tǒng)的施工材料成本。

第四，實(shí)用性方面。在實(shí)施智能化節(jié)能控制方法的選擇中，一定要詳細(xì)的了解與掌握我國(guó)低壓配電系統(tǒng)的實(shí)際情況，對(duì)節(jié)能控制設(shè)備的安裝、維護(hù)、檢修等各方面的工作進(jìn)行全面的綜合考慮，最終選擇適合智能化節(jié)能控制發(fā)展的節(jié)能控制方法，從而實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)能控制。

三、智能化節(jié)能控制方法

（一）構(gòu)建相關(guān)模型與目標(biāo)函數(shù)

通過反轉(zhuǎn)的方式調(diào)制配電系統(tǒng)中的附加動(dòng)量，基于此方法而研發(fā)智能化節(jié)能控制方法，以該方法進(jìn)行建模的時(shí)候，需要注意的是，全雙工、多通道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式是建模的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向。在該結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)該選擇合適的網(wǎng)絡(luò)模型，并根據(jù)該模型提出相應(yīng)的問題假設(shè)，即假設(shè)該建模的適用范圍是低壓配電系統(tǒng)中有電力需求的用戶所在的區(qū)域，采用節(jié)點(diǎn)將該區(qū)域內(nèi)的電力分配路進(jìn)行有效的、均勻的分布。在模型的建設(shè)過程中，星狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般是該模型的首選，對(duì)電力資源節(jié)點(diǎn)的分配過程，一般是以零比一的模型進(jìn)行陣列的分布，從而構(gòu)建出自組網(wǎng)。在該模型的建設(shè)中，要對(duì)每輪時(shí)間進(jìn)行同步性的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能同步控制。通過這種方法建立一種低壓配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，將之轉(zhuǎn)化成實(shí)際之后就可有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，從而提升電力資源的有效利用率。

在目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建過程中，要對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的控制參量分析，從而實(shí)現(xiàn)配電時(shí)功耗降低的目標(biāo)。低壓配電系統(tǒng)中的節(jié)能控制系統(tǒng)多采用多通道連通的方式進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)的測(cè)度信息采集，將這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與PID控制器結(jié)合，能夠有效地實(shí)現(xiàn)智能化節(jié)能控制。其中，PID控制器的作用是通過逆變死區(qū)，從而對(duì)低壓配電控制過程進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。

（二）改進(jìn)相關(guān)控制算法

在低壓配電系統(tǒng)智能化節(jié)能控制的相關(guān)模型與目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建工作完成之后，就可以對(duì)相關(guān)的控制算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。在傳統(tǒng)的計(jì)算方法中，采用的節(jié)能控制方法一般是經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解控制方法，但是這種節(jié)能控制算法存在較大的弊端，即：系統(tǒng)中如果存在過載數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，將會(huì)對(duì)節(jié)能控制產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響，在一定程度上阻礙低壓配電系統(tǒng)節(jié)能控制功效的發(fā)揮。為了能夠有效地避免這種情況的發(fā)生，相關(guān)的科研工作者將“低壓配電附加動(dòng)量做控制點(diǎn)”定為節(jié)能控制的主要研究方向，從而研發(fā)出了一套更加智能化、更加適合我國(guó)低壓配電系統(tǒng)發(fā)展的方法——基于反轉(zhuǎn)的方式調(diào)制配電系統(tǒng)中的附加動(dòng)量而研發(fā)的節(jié)能控制方法[2]。我國(guó)低壓配電系統(tǒng)采用這種方法后，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種對(duì)其影響較小、自適應(yīng)能力較強(qiáng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。另外，采用該方法，低壓配電系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)權(quán)重和參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，具有較強(qiáng)的適應(yīng)自調(diào)控能力。

四、智能化節(jié)能控制改進(jìn)結(jié)果分析

對(duì)節(jié)能控制的模型構(gòu)建完成、目標(biāo)函數(shù)確定、控制算法優(yōu)化之后，即低壓配電系統(tǒng)模型中環(huán)境和相關(guān)參數(shù)設(shè)定好之后，我們就可以對(duì)低壓配電系統(tǒng)實(shí)施更加嚴(yán)謹(jǐn)、更加科學(xué)、更加合理的智能化節(jié)能控制。通過低壓配電系統(tǒng)模型中總節(jié)能控制系統(tǒng)的直接技能控制，以及低壓配電系統(tǒng)中記錄的不同樣本的數(shù)據(jù)，從而對(duì)低壓配電系統(tǒng)中兩個(gè)通道的輸出電壓有一個(gè)更加明確、清晰的了解和掌握。通過低壓配電系統(tǒng)模型中的控制算法對(duì)低壓配電系統(tǒng)的控制輸出進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，相關(guān)的工作人員能夠及時(shí)的采取對(duì)應(yīng)的措施對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而降低低壓配電系統(tǒng)在運(yùn)行中的能量損耗，提高低壓配電系統(tǒng)的電力輸出效率。為了能夠進(jìn)一步增強(qiáng)節(jié)能控制的效果，科研人員往往會(huì)根據(jù)相應(yīng)的建模對(duì)傳統(tǒng)方法和該方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的比較，從而得到具體的性能數(shù)據(jù)，根據(jù)這些最佳的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制。

結(jié)束語

綜上所述，為了能夠?qū)Φ蛪号潆娤到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)更好的智能化節(jié)能控制，需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的建模，制定合適的目標(biāo)函數(shù)，最后對(duì)其控制算法進(jìn)行優(yōu)化。通過建模，對(duì)智能化節(jié)能控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的改進(jìn)。從而降低低壓配電過程中的電力能量損耗，提高電力使用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]拉巴次仁.試論低壓配電系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制方法[J].中國(guó)高新科技，2018（04）：25-28.

[2]呂凱，姜芊宇，王琦，陳新春.低壓配電系統(tǒng)的智能化節(jié)能控制方法研究[J].科技通報(bào)，2016，32（07）：184-187+201.