浅谈电力电气控制阀的电压节能控制方法蒙汝均

浅谈电力电气控制阀的电压节能控制方法蒙汝均

蒙汝均

（黑龙江工业学院电气与信息工程系）

摘要：在电力电气控制阀设计过程中，一般采用传统方法，以致电气控制阀的工作电压运用存在很多不合理之处，电力、电气方面耗能较大。对于电力电气控制阀电压控制过程中存在的诸多弊端问题，应通过多层低误差神经网络电压调节方法进行处理，从而准确控制电气控制阀的电压幅度，实现预期的节能目的。通过实验证实发现，此模型可以高精度控制电力电气控制阀电压，在电力节能方面获得了很好效果，值得广泛推广使用。

关键词：电力电气控制阀；电压节能；控制方法

前言

随着社会经济的快速发展，对电力节能的要求也变得越来越高，电气设计开始面向节能方向发展，电力电气控制阀的节能效果很大程度上决定着电力消耗性能，节能性能与电气控制阀电压存在较大联系，对此，在节能控制方面，选择合适方法合理控制电力电气控制阀工作电压具备十分重要的作用。目前，多数电力电气控制阀均以电压为基本单元，合理控制电力电气设备电压是有效控制电力节能的关键所在，我国在此方面的研究依然处于起步阶段，但随着节能研究的不断深入，社会各界也必将越来越关注各种节能技术与方法。目前在电力的电气控制阀节能研究过程中，其主要采用阀门开关，智能判断特殊场景，并进行开启与关闭动作，完成电力节能控制工作。电力电气控制阀具备十分复杂的组成结构，受电压波动影响较大，电压无法有效供给，以致设备长期处于波动电压控制下，影响了设备的使用寿命，在能耗方面也产生了较大副作用。

基于此，多层去噪音神经网络电压调节方法开始被提出，将此方法应用至电气控制阀节能控制过程中，利用电压信号去噪模型消除电压控制期间存在的模糊控制问题。且其还可以设定误差，确保了精确度，而通过多层神经网络结构可以智能控制电压，准确调节了电压强度，实现了节能效果。

1.多层神经网络电力电气控制阀节能概述

电压属于电力电气控制阀节能设计过程中最为关键的组成部分，这主要是因为电压始终处于不断波动状态，会使得关键控制信号出现较大误差，以致电气控制阀在控制电压过程中出现不准确表达，增大了能耗量。目前我国此方面的的设计水平较低，但也出现了新的设计方法，比如多层去噪神经网络电压控制方法，其可以智能控制电压，通过设计电压信号去噪模型消除电压控制的模糊性与波动性，这种通过预设误差的方法可以提升控制精确度，降低了能耗，获得了预期的节能效果。

2.电力电气控制阀电压参数最优组合

电力电气控制阀中的电压若存在波动问题，则会增大关键控制信号误差，且其在控制过程中也会出现模糊问题，无法确保精确度，最终出现能源消耗过高的问题。为了有效去除这种模糊性，应该通过设置参数E的方法准确描述控制阀电压波动控制误差，之后在电力电气控制系统中引入此参数，设为e(t)作为控制阀电压波动的误差信号，且电压波动率为Ec，K为可变控制系数，由此控制模型为Ec=Kec(t)和E=Ke(t)。当出现异常波动电压时，描述电压信号控制规律的模型为U=βE+(1-β)Ec，其中β为电压波动幅度系数，一般将β设为1。当出现较大幅度电压波动时，可以利用此种方法统计误差。在整个控制模式下，控制效果可以利用控制阀电压波动下的电气控制进行测量，但当电压处于波动状态时，电压与控制误差存在不稳定关系。当存在较多控制数据时，应做好数据的采集工作，且在控制电压过程中，对于出现的波动可以利用ΔKd、ΔKi、ΔKp等表示，且这些参数变化均处于(-1，1)区间范围内，之后采取假设模糊子集方法，设置变化模糊标准，明确电压控制参数ΔKd等变化情况后，利用最优化关联控制方法控制参数，消除电气控制阀波动干扰问题。

3.多层神经网络控制方法

3.1建立模型

在智能调节控制阀电压时，可以采用多层次神经网络模型方法，多层次神经网络属于前向网络形式，电力电气控制阀电压表现的基本特征便是非线性，神经网络输入层及输出层的特征才是线性，此系统输入层数据可以作为电力电气控制阀电压控制过程参数，输出层则选择最优电压参数，多层神经网络隐含层负责电力电气控制阀电压动态变化。

在此模型中得出的参数可以确定神经网络输出层的最优节能电压值，且使用此种控制方法可以得到最高的训练效率，不会出现不恰当设置初始值造成的局部电压最小问题，提升了电压节能控制精确度。

3.2进行仿真实验

在提出多层神经网络电力电气控制阀电压控制模型后，还应验证其可行性，于是采用仿真实验方法，大型电力设备作为节能控制对象，选择10至30伏电压作为能量源，利用高精度信号采集卡设备收集信号，整个实验过程，电压均保持在安全范围内，之后利用转换装置使其变为电气设备的可用定压，合理调节控制确保其在高精度范围内变化，最后在计算机中输入参数变化结果，并进行仿真实验。得到仿真结果后，分析模型，观察实际的节能效果以及电压的波动情况。

4.实验结果分析

本文采用仿真实验方法有效验证电力电气控制阀电压调节模型的节能效果，实验过程中节能对象是大型电力设备，实验环境设置为电力系统电气控制阀长期处于工作状态模式，且中间不经过停顿过程。之后，工作人员有效采集电力设备电气控制阀的工作实际能耗，设定采集信号，假设信号相位为450，幅值为2，通过Ec=Kec(t)和E=Ke(t)两个控制模型计算波动变化情况下参数原始值kp=1.232，ki=0.232，kd=0.342。之后对比优化前后电气控制阀的节能效果，完成实验对比。

此模型在电力电气控制阀电压优化调节前后出现了节能变化，这表明此模型可以有效控制电力运行过程中电气控制阀的电压波动问题，且控制误差也可以被控制在较小范围内，这也表明，此模型也可以有效控制大范围的电力电气控制阀电压波动。在整个控制过程中，电力设备的控制参数均良好。分析表1可以得知，通过此模型可以将电力电气控制阀输入电压的参数合理控制在一定范围内，很好的解决了控制阀电压波动产生的能耗较大且控制不精准等问题，有利于电力设备智能化以及电气节能化发展。

结束语

本文指出了一种基于多层去噪神经网络的电压调节方法，并应用至电力电气控制阀节能工作中。首先，设计去噪模型可以有效消除电力电气控制阀电压波动误差范围，保证了精确度，且设计多层蛇精网络模型也可以有效控制控制阀电压，实现了精确控制目的，实验结果表明，此种方法可以智能控制电气控制阀，在节能方面也可以达到预期效果。

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作者简介：

蒙汝均，黑龙江工业学院，电气与信息工程系，电气工程及其自动化专业，2014级在校学生