電力電氣控制閥的電壓節能控制方法分析

袁文婷

摘要：在設計電力電氣控制閥的過程中，傳統的控制方法缺乏對電壓的合理運用，直接造成電力電氣消耗的能源增多。電力電氣的節能化設計是當前電氣發展的趨勢，其中的電氣控制閥是關鍵的節能構件，科學的節能控制方法將會帶來更大的節能效果。本文將會對電力電氣控制閥的電壓節能控制方法進行分析，為用電和電氣發展提供建議。

關鍵詞：電力電氣；控制閥；電壓節能；控制方法

在社會不斷發展的背景下，逐漸提高了對電力的節能要求，且電氣設計的發展方向也轉向節能化方向，而電力消耗的總體性能決定了電力電氣控制閥的節能性能，同時電氣控制閥的電壓、節能性能之間聯系密切，因此對電力電氣控制閥的電壓進行科學的控制，有利于實現節能的目的。

一、電壓節能控制措施

在電壓節能控制中，現階段的節能控制措施主要可分為四個方面：

1、節省物資能耗。需要對電纜、導線、母線等相關導體材料的結構形式、材料以及界面進行合理選擇，以此降低電能損耗，減少碳排放量。同時，需要合理選用配電形式，減少配電環節。

2、節約資金占用量。在電壓配電系統中，需要降低運營成本，提升配電系統的經濟性。

3、提升能源系統效率。在電壓配電系統中，需要減少變配電和線路的損耗。

4、節約勞務量。在電壓配電系統中，需要降低配電系統安裝過程和維護過程的人力損耗，提升系統的自動化水平。

二、電壓系統智能化節能控制的必要性

在電壓配電系統中，通過優化系統設計的方法，可以降低電壓系統電能損耗。在系統設計過程中，通過節能控制方法可以減少材料使用量。同時，在不同配電系統中，設備的安裝和后期維護勞動力存在差異，具體表現于勞務費方面，而勞務費和能源消耗具有間接掛鉤的聯系。在傳統節能控制方法中，對電壓配電系統進行節能控制主要是利用經驗模態分解控制方法。如果有過載數據存在于低壓配電過程中，其控制效果就有可能受到影響。對此，需要對此方法進行改進設計，利用基于Lyapnove指數調節節能自動控制算法，利用不同磁通密度與頻率實現節能控制機制，有效降低電力負載，但是計銷代價相對較大。對此，本文利用基于低壓配電附加動量反轉調制系統來對其進行智能化節能控制，滿足節能控制目標。

三、基于多層神經網絡的電力電氣控制閥節能方法概念

在電力電氣控制閥的節能設計中，電壓是最為關鍵的部分，因為電壓是不斷波動的，它會使各關鍵控制信號出現較大誤差，導致電氣控制閥在電壓控制時出現表達上的不準確，能耗也會較高。我國目前在這方面的設計水平較低，但也出現了一些新的設計方式，如：基于多層去噪神經網絡的電壓調節方法。這是一種智能化的電壓控制方式，原理是通過設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，預設誤差，及時處理，提高了控制精度，多層神經網絡模型，實現了對電壓的智能控制，能耗更低，節能效果更明顯。

四、節能控制電力電壓控制閥的電壓參數

1、最優組合法

電力電氣控制閥中的電壓若是存在波動的問題，那么就會造成各種關鍵控制信號中誤差增大，其控制過程的精度方面也會出現較大的模糊性，最終導致出現過高的能源消耗問題。為了將這種模糊性有效的去除，設置參數E，用來對控制閥電壓的波動控制誤差進行準確的描述，然后在電力電氣控制系統中引入該參數，設置e（t）為控制閥電壓波動的誤差信號量，同時設置Ec為電壓波動率，另外設置K為可變控制系數。于是可以得到Ec=Kec（t）和E=Ke（t）兩個控制模型。當出現異常波動的電壓時，可以使用U=βE+（1-β）Ec模型描述電壓信號的控制規律。其中電壓波動幅度系數表示為β，普遍將β的值設為1。若是出現較大的電壓波動時，可以使用該種方法有效的統計誤差。同時在整個控制過程中都可以使用控制閥電壓波動下的電氣控制來測試控制效果，但是在電壓波動的狀態下，電壓、控制誤差之間具有不穩定的關系。

在控制數據較多的時候，對采集數據進行分析，控制法電壓在實際運行中出現的波動變化可以使用ΔKd、ΔKi、ΔKp來表示，并在（-1，1）區間內對這些變化參數進行歸化，并限制其電壓波動范圍。然后采取假設其模糊子集的方法，設置發生變化的模糊標準，另外在得懂電壓控制參數ΔKd等的變化規則之后，采取最優化的關聯控制方法控制這些參數，以便對消除電氣控制閥波動干擾提供保障。

2、多層神經網絡控制方法

（1）建立模型。智能化節能調節控制閥電壓時可以采取建立多層次神經網絡模型的方法，多層神經網絡的屬于前向網絡的一種形式，非線性是電力電氣控制閥中電壓變化所表現出的特征，而線性是神經網絡輸入層、輸出層的特征，將該系統輸入層的數據選為電力電氣控制閥電壓控制過程中的參數，而輸出層的數據選擇其最優電壓參數，同時電力電氣控制閥電壓動態變化有多層神經網絡的隱含層來負責。根據該模型可以得到的參數，可以對神經網絡輸出層的最優節能電壓值進行確定，同時使用這種方法得到的訓練效率最高，所以不恰當地設置初始值造成局部控制電壓出現最小值的問題是不存在的，使用該種方法有利于促進電壓節能控制精度的提高。

（2）仿真實驗。在提出該模型之后，為了驗證其可行性，于是提出對其進行仿真實驗的方法，節能控制對象使用大型電力設備，該設備的能量源選擇10v-30v的電壓，在信號采集時選擇高精度信號采集卡設備，且在實驗中保證控制電壓在安全的應用范圍內，對于數據的搜集使用核心處理器，然后在利用轉換裝置將其變為能夠應用到電氣設備中的可用電壓，然后合理調控電壓，使其始終能夠在合理的高精度范圍內變化，最后又計算機輸入參數變化結果，并仿真統計變化結果。在得到仿真結果之后，對該模型進行分析，根據仿真實驗可以了解到在優化調節電力電氣控制閥電壓的前后存在的明顯的變化，且節能效果顯著，由此可以證明該模型具有良好的節能控制效果，能夠有效的控制電力電氣控制閥的電壓波動。

綜上所述，通過對電力電氣控制閥的電壓節能控制方法深入研究，從中可以了解到為了促進電力電氣控制閥朝向節能化方向發展，可以采取對其電壓波動進行良好的控制的方法，從而保證且產生良好的節能效果，實現其能耗大幅度降低的目標。本文主要提出了節能控制電力電壓控制閥的電壓參數的最后組合法以及多層神經網絡控制方法，采取建立模型、仿真實驗的方式，為獲得最佳的電力電氣控制閥電壓節能控制方法提出了具有可行性的參考。

參考文獻：

[1]魏立明，陳漸春，靖輝.建筑電氣節能問題分析與應用研究[J].電氣應用，2014，02.

[2]郭秀欽，郭大慶，張永新，李衛東，張茂鵬. 配電網節能降損優化改造方案的研究[J]. 電力電容器與無功補償，2014，02.

[3]魏召剛，林世東，魏召強.基于小型PLC的電力自動化系統節能控制模型[J].華東電力，2014，12.

（作者單位：濟源職業技術學院）