智能配电控制系统的设计思路

鉴于电力行业日新月异的发展变化,传统的配电控制架构已难以适应现代电网日益增长的复杂形势。因此,智能配电控制系统的诞生尤为必要。文章深入探讨了智能配电控制系统的设计思路,在系统通信方案上,采用先进的EPON光纤通信技术,以确保数据传输的高效和稳定。同时,系统也支持其他多种通信方式接入,如GPRS通信、图像传输等,以适应不同场景的需求。此外,系统还兼容RS485、Canbus等现场总线标准,方便智能传感器的接入和扩展。对于需要更高带宽和稳定性的应用,系统还支持以太网接入技术,以满足更加复杂和多样化的网络通信需求。

玉米免耕播种自动调偏系统设计与试验

为适应新疆滴灌区宽窄行免耕种植模式,解决传统大型玉米免耕播种机播种过程中触碰根茬、无法精确约束路径、玉米粒距合格率低等问题,结合免耕播种农艺要求,在采用导航定位技术获取播种机当前位置与目标路径间偏差的基础上,设计一种玉米免耕播种自动调偏系统。该系统主要包括避茬装置、液压执行系统和控制系统,通过建立整机力学模型,对避茬装置和液压执行系统进行运动和受力分析,确定避茬装置和液压执行系统关键结构参数,获取避茬装置最佳挂接长度和液压执行系统最大驱动力。进一步优化控制系统,实现避茬装置自动调偏及接收反馈信息功能。对免耕播种避茬装置自动调偏系统进行性能试验,试验结果表明,神经网络PID的期望调偏角最大稳态误差为0.932°,超调量全部小于1%,平均响应稳态误差小于0.9°,满足预期。田间试验结果表明,当拖拉机作业速度不大于1.0 m/s、行间秸秆覆盖量不大于1.0 kg/m^(2)时,避茬率不小于85%,纵向调整距离不大于8.6 m,玉米粒距变异系数不大于21.63%。此时播种机调偏避茬效果最佳,满足玉米免耕播种机农艺指标要求。

机载LiDAR姿态角稳定装置的神经网络逆系统解耦控制研究

机载激光雷达(LiDAR)工作过程中,机载平台姿态角波动会造成激光扫描点云的密度分布不均匀,导致后续数字表面模型重建时精度降低,因此设计了一种推转式姿态角稳定装置,可实现机载平台姿态角波动的实时补偿。设计的姿态角稳定装置具有非线性和强耦合的运动控制特点,为消除其运动耦合关系、提高运动控制精度,基于神经网络逆系统解耦控制策略对姿态角稳定装置进行解耦处理,取得了满意的控制效果。首先,建立了姿态角稳定装置动力学系统的多变量神经网络逆系统模型;其次,采用PID闭环反馈控制器与神经网络逆系统前馈补偿器组合的前馈-反馈复合控制器,实现控制系统的实时解耦,改善动态控制性能;最后,进行了实验验证。结果表明,设计的神经网络逆系统解耦控制方法可有效提高姿态角稳定装置控制精度,并对误差干扰具有优良鲁棒性。

基于Controller Link的OMRON多PLC网络系统设计

结合东风汽车公司某工厂生产实际要求,针对该公司的涂装车间的PLC控制提出基于Con-trol-Link的OMRON多PLC网络通讯及设备控制设计。本论文阐述系统的结构和功能,系统利用Control-ler Link网完成PLC与PLC的链接,并完成数据传输。PLC根据数据完成对汽车车身油漆生产全过程的自动控制,对过程中的每一辆车身进行跟踪,记录和分析。实际运行情况表明,该系统大大提高了生产效率,优化了控制。

星载电子器件温控的系统多尺度分析

为提高星载电子器件热分析的模拟分辨率和精度以及被动热控装置的控温效果,本文建立系统多尺度模型获得不同尺度下卫星内部电子器件的温度场和热流信息.结果表明:系统多尺度模型在系统级尺度模拟精度与实际模型相对误差小于9%,并且可消耗较少的计算资源获得器件级尺度芯片微小结构的热信息.系统级模型可从宏观尺度评估星载被动热控材料的控温隔热性能,采用复合相变隔热材料可将载荷舱室温度波动幅值降至2.43 K,相比平台舱室温度波动幅值降低约69.43%,通过复合相变隔热材料隔热后的温度波动信号呈现向高频域部分转移的特征.基于多元回归分析选定需要进行重点隔热控温的舱室后,采用器件级简化模型得到不同热控装置布局下的温度场信息形成训练数据集,采用神经网络遗传算法在器件尺度预测被动热控装置的最佳安装位置,并得到减小器件最大温度波动的热控布局方案,最大温度波动降低2.74 K.

配电网保护装置自适应迭代学习控制技术

针对复杂的配电网保护装置结构,现有的控制技术在控制结果收敛和误差控制方面存在限制的问题,提出了一种配电网保护装置自适应迭代学习控制技术。使用图论原理对配电网络进行分析和优化设计,通过分解复杂的配电网结构,将其简化为更简单的形式。结合迭代学习控制和自适应控制理论,对配电网保护装置进行改进和优化。利用k-means聚类方法将具有相似最优补偿能力的数据进行划分和整合,并进行补偿容量调整,以满足最大投切次数约束。根据自适应迭代学习控制收敛性证明函数构建控制模型,实现配电网保护装置的渐进跟踪。实验结果表明,该技术误差小,能够对加密功能、保护功能和拓扑自适应测点进行有效迭代学习控制。

消谐失效引发供水系统短时失电机制研究

配电系统中铁磁谐振成因复杂,单一的消谐装置难以满足消谐需求,因此将一次消谐和二次消谐结合起来,提出了一种新型微机消谐装置。该装置在铁磁谐振产生时对于谐振抑制确有效果,由于类型较新,相关运维指导较少,在实际运行使用中出现了较多问题。针对某水厂一起新型微机消谐装置失效引起的失电事件进行研究,分析了造成失电的原因。对于该厂配电网谐振情况以及装置动作情况进行研究,探究系统过电压情况和消谐装置误动作原因,新型消弧消谐装置电压整定和参数配合方案对装置的运行维护具有指导意义。

基于改进孪生神经网络的低频低压减载装置在线解耦控制方法

低频低压减载装置的过度应用导致装置系统出现负荷大的问题,降低了低频低压减载装置的实用性。为此,提出了基于改进孪生神经网络的低频低压减载装置在线解耦控制方法。该方法通过分析低频低压减载装置频率特性,为低频低压减载装置在线解耦控制提供了重要信息基础;在此基础上构建低频低压减载装置混合模型,从该模型中生成可训练的数据集,并依据潮流雅可比矩阵的减载特征最小值灵敏度,确定低频低压减载装置系统减载量;为提升系统的控制精度,将获取结果输入至改进孪生神经网络中,训练出最佳减载量,并将其分配到装置系统减载节点中,达到切除负荷的目的,实现低频低压减载装置在线解耦控制。通过对该方法开展减载效率对比测试、控制性能对比测试,实验结果验证了该方法具有较强的实用性。

大型变电站巡检作业平台高精度移动控制装置的研制

为提高电网智能运检水平,国内绝大多数大型变电站配置的智能巡检机器人具备自主导航功能,能够实现带电检测、红外测温和拍摄图像视频等基础巡检任务。然而,由于巡检机器人接口封闭而无法直接集成运用局部放电检测等功能,这需要有高精度移动控制技术的巡检作业平台提供支撑。为此,研制了一款具有传感器功能扩展、接口通用、成本较低的高精度移动控制装置,将该装置安装至现有成熟的机器人底盘后,可为巡检机器人前沿带电检测技术落地应用提供支撑。

中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与控制技术综述

柔性互联技术可以实现配电网潮流灵活控制,是新型配电网实现坚强架构的重要技术手段。对中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与控制技术进行了综述。首先,分析了可应用于中压配电网柔性互联设备的系统结构,包括应用场景与设备组成部分。然后,对中压配电网柔性互联的电路拓扑进行了对比分析,包括模块化多电平高压型和变压器降压型两类,并对技术发展进行了展望。最后,对中压配电网柔性互联设备的跟网型和构网型控制技术进行了综述,指出了虚拟同步发电机控制策略应用于柔性互联设备时所需面对的挑战。

无线Device Net控制系统在移载车中的应用

根据以往运输线设计理念和使用效果,设计人员综合客户和创新设计要求,将铅阳极板运输线的运输小车采用无线Device Net网络与PLC之间的通讯方式,一改传统的有线网络模式,避免了有线网络的诸多弊端,此方案设计新颖,通讯快速灵敏,维护简洁方便。

异构蜂窝网络中基于SWIPT的D2D资源分配算法研究

为了解决异构蜂窝网络中D2D(Device-to-Device)通信干扰导致系统能量效率下降的问题,提出一种基于SWIPT的D2D通信资源分配策略,以实现D2D链路的能量效率最大化。该策略对系统中多种干扰进行建模,构建干扰图和伙伴候选集合;将优化问题转化为功率控制和信道分配两个子问题,运用KKT条件和拉格朗日乘子法,求解D2D链路复用候选集中子信道的最优发射功率和功率分割比。仿真结果表明,所提出的分配策略能明显提升系统的能量效率,在保证服务质量的前提下能有效提高D2D用户接入率。

矿井风流调控装置自适应智能调控方法

针对矿井巷道风流分布不合理、瓦斯粉尘易积聚等安全问题,基于数字孪生和遗传神经网络(GA-BP)技术,提出一种风筒出风口参数能动态跟随瓦斯粉尘浓度变化而自适应调节的智能调控方法。首先,根据矿井巷道真实环境和物理调控装置建立数字孪生虚拟模型,实现物理装置和虚拟模型的双向实时映射和同步。其次,构建基于遗传算法(GA)改进的BP神经网络,得到最佳权值和阈值。最后,将GA-BP神经网络模型封装在数字孪生虚拟模型中,实现虚拟模型远程对物理调控装置的同步可视化智能调控,为矿井通风智能化提供一种有效方法和思路。

基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案

新型电力系统下分布式新能源、分布式发电、电动汽车等新型元素大规模发展,配电网电压控制将面临控制对象特性异构、模型复杂、场景多变等挑战。在此背景下,文中提出一种基于无模型自适应控制的配电网电压控制方案。该方案在配电网电压控制分区及主导节点选取的基础上,利用主导节点电压、分布式电源以及储能装置出力等数据建立实时动态线性化数据滚动池,基于特征模型理论和数据驱动,将复杂系统电压控制特性通过控制器特征参数进行时变修正,在不损失系统模型信息的基础上降低了控制模型复杂程度。最后,通过改进的IEEE 33节点配电网系统算例进行仿真分析和对比,结果证明了所提控制方案的有效性。相较于传统的基于模型的控制方法,所提控制方案能够更快速地响应扰动带来的电压波动问题,应用前景良好。

基于流量分类的工控联网设备识别

为发展工控网络智能化管理,研究工控网络中设备类型的自动识别技术,提出一种基于流量分类的设备类型识别方法,综合报文首部特征以及有效载荷隐含特征。利用随机森林模型,筛选报文首部字段中工控网络流量分类的关键特征;利用一维卷积神经网络,提取流量有效载荷的隐含特征;两种特征融合完成流量分类,基于流量分类结果实现设备类型识别。实验结果表明,由该方法训练的模型可高效完成设备流量分类,准确识别工控设备类型。

配电网用户侧异构电力物联设备运行安全管控分析

随着配电网用户侧异构电力物联设备(UPID)接入电力系统的规模进一步扩大,给电力系统带来了一种新型的安全威胁——需求侧操控攻击。在此背景下,电力系统有必要对配电网UPID进行运行安全管控。为此,将软件定义网络(SDN)融入电力信息物理系统,提出一种针对配电网UPID控制指令的动态路由策略。首先,针对海量的设备数据,在各变电站部署边缘计算服务器;其次,考虑控制指令关联运行功率、动态信用以及电力系统网架结构等因素,构建一种三阶段的动态路由策略;最后,利用SDN控制器对控制指令实现就地控制。仿真结果表明,所提基于SDN的动态路由策略通过拒绝转发低信用的控制指令可有效避免大规模配电网UPID异常动作给电力系统带来的恶意影响,为电力系统抵御需求侧操控攻击提供一种解决思路和实施方案。

基于卷积神经网络的汇控柜智能降温装置的研制

汇控柜内温度过高可能导致柜内设备出现装置故障、绝缘损坏等问题。为实现对汇控柜内整体温度的精准把控和局部发热异常的快速消除,基于卷积神经网络研制了汇控柜智能降温装置,通过红外传感器扫描获得汇控柜内温度图像数据,控制芯片基于卷积神经网络模型分析定位发热位置,并控制散热模块对发热部位进行有效降温。现场试验结果表明,本装置可有效降低汇控内平均温度值和最高温度值,提高了智能设备的运行可靠性。

基于主动型接地装置消弧控制不同电压反馈方法建模与分析

针对配电网传统主动型接地装置的有源消弧控制缺乏详细建模与全面分析,提出3种反馈电压控制实现方法并从多角度进行比较。首先,在传统有源消弧原理的基础上提出3种反馈控制的实现方法,并且建立控制系统的传递函数模型,得到故障电压表达式;其次,针对接地故障的两种极端情况对控制系统进行简化分析,并在此基础上从消弧补偿效果、控制系统稳定性、控制参数影响以及实现难易度4个方面,分析并对比3种反馈方式;最后,仿真结果和低压平台实验表明,提出的建模方法和分析完全符合电压型消弧控制。同时也表明,反馈故障相对地电压的方式较其他反馈方法具有明显的优势。

基于工控通信模式的层次识别方法

工控资产探测可以为工控网络安全监控、工控威胁态势感知提供系统认知基础,在提高入侵检测系统的效率、安全威胁分析等方面也起到重要作用。作为工控资产探测的关键一步,设备层次识别能够有效构建控制系统层次结构,对后续识别设备的厂商、型号、版本等详细信息起着至关重要的作用。鉴于工业控制系统中控制通信数据流的持续性以及工控设备之间通信模式的稳定性等特点,提出一种基于工控设备间通信模式的层次识别方法,通过过滤出使用工控协议端口作为目的端口的网络流量,提取工控设备间的交互关系,提高设备层次识别的准确性。最后在4个公开数据集上进行实验,验证该方法能够有效地对典型工控系统中的设备进行层次划分,并且具有通用性。

电液复合式二层台排管装置电控系统研制

为满足油田现场对自动化设备在效率、安全、环保等方面不断提升的要求,研制了一套二层台排管装置电控系统。该系统采用以太网将PLC、伺服、视频监控、司钻终端进行互联,实现数据传输与访问;将运动控制系统和伺服驱动系统进行分离设计,以保证系统在良好散热的基础上安全运行;基于钻井工艺,通过TIA平台,用模块化编程方法开发了运动控制软件。现场应用结果表明:电控系统硬件设计合理,在司钻操作、信息显示、故障追踪及安全保护等方面功能完善;系统响应时间短于1 s,定位精度小于1 mm,排管手从待命位到达井口完成管柱交接并返回,用时不超过34 s。配套该电控系统的二层台排管装置,可满足油田现场起、下钻使用要求,适用于二层台无人化、自动化作业。