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電氣一次設備智能化評估模型研究

2023-03-24 17:20候先鋒
消費電子 2023年11期
關鍵詞:選型電氣智能化

候先鋒

電氣一次設備作為電力系統(tǒng)的基礎設施,對電能的分配和保護起著重要的作用。隨著信息技術的迅猛發(fā)展與應用,電氣一次設備逐漸向智能化方向發(fā)展。然而,當前對電氣一次設備智能化水平的評估仍存在一些問題,如缺乏一套完整的評估模型,使得評估結果難以客觀、準確地反映設備的智能化水平。因此,有必要進行深入研究,構建一個全面、可靠的評估模型,以指導電氣一次設備的智能化改造和發(fā)展。

一、電氣一次設備智能化評估技術的相關概述

(一)電氣一次設備智能化評估技術的概念

電氣一次設備智能化評估技術是指對電氣系統(tǒng)中的一次設備,如變壓器、斷路器、保護裝置等進行評估和分析的技術手段,目的是評估設備的智能化水平,并提出相應的改進方案和優(yōu)化策略,以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對自動化、智能化等方面的要求。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,一次設備主要采用機械和電氣傳動控制技術,運行狀態(tài)需要人工監(jiān)測和手動操作,隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和智能化的需求,電氣設備需要具備更高的自動化、可靠性和智能化水平,以提升電力系統(tǒng)的運行效率和安全性[1]。電氣一次設備智能化評估技術主要通過以下方式來評估和分析設備的智能化程度:首先,對設備的硬件結構、組成部件和質量進行評估,包括設備的結構設計、材料選擇、緊固件焊接等方面,用于判斷設備的可靠性、可維護性和升級改造的可能性。其次,評估設備的功能特性,包括設備的操作方式、保護功能、自動化程度等,以及設備的性能指標,包括響應速度、抗干擾能力、穩(wěn)定性等方面,以此判斷設備是否符合現(xiàn)代電力系統(tǒng)對自動化、智能化運行的要求。此外,還應根據(jù)電力系統(tǒng)的智能化程度和發(fā)展需求,評估設備是否能夠適應自動化、智能化運行的要求,為設備的改進與優(yōu)化提供方向和策略。在評估的基礎上,可以提出相應的改進措施和優(yōu)化方案,以實現(xiàn)電氣設備的智能化升級,提升設備的自動化水平、可靠性和安全性。

(二)電氣一次設備智能化評估技術的特點

電氣一次設備智能化評估技術綜合考慮了設備的硬件、功能、性能等方面,全面評估設備的智能化水平,通過多項指標的綜合評估,可以得出全面準確的評估結果,并提供科學的改進方案。首先,通過建立完備的評估體系和評估方法,確保評估過程的系統(tǒng)性,而評估體系包括硬件評估、功能評估、性能評估等多個方面,評估方法包括實地檢查、數(shù)據(jù)分析、實驗仿真等多種手段。其次,評估技術應用的目標是確定設備的智能化程度,并提出改進方案,指導電力系統(tǒng)運營單位制定智能化改造計劃,優(yōu)化設備運行策略,提高電力系統(tǒng)的運行效率和可靠性[2]。此外,電氣一次設備智能化評估技術還可以定期評估設備的運行狀態(tài),保持設備的智能化水平與時俱進,且隨著電力系統(tǒng)發(fā)展的需求變化,對一次設備的智能化要求也會不斷提升,通過持續(xù)評估,可以及時發(fā)現(xiàn)設備的短板,并采取措施進行改進和升級。最后,該評估技術融合了一系列實踐經(jīng)驗和技術手段,可行性較高,并能提供具體的改進建議,且評估結果和改進方案是針對具體設備和實際情況而制定的,具有一定的可操作性和實際應用價值??傊?,電氣一次設備智能化評估技術具有綜合性、系統(tǒng)化、目標導向、持續(xù)性和實用性等特點,通過評估和改進設備的智能化水平,可有效提高電力系統(tǒng)的運行效率和可靠性。

二、電氣一次設備智能化評估模型的建設策略

(一)確定評估指標

在建設電氣一次設備智能化評估模型時,首先應參考國家和行業(yè)標準、規(guī)范,如電力設備智能化評估標準、電氣系統(tǒng)自動化標準等,并查閱已有的相關研究成果和文獻,尤其是有關電氣設備智能化評估的學術論文、研究報告等,借鑒和參考已有的評估指標,在節(jié)省時間和資源的同時,還可確保評估的全面性和科學性。其次,與相關領域的專家進行咨詢和討論,聽取他們的意見和建議,專家可根據(jù)自身的經(jīng)驗和知識,提供寶貴的評估指標候選項,并指出一些常被忽視但非常重要的指標。此外,還應綜合考慮電力系統(tǒng)的實際需求和智能化目標,確定針對一次設備智能化評估的關鍵指標,如依據(jù)智能化要求,確定設備是否具備遠程監(jiān)控、自動故障診斷、數(shù)據(jù)交互等功能。最后,需確保評估指標的綜合性和全面性,評估指標應覆蓋設備的硬件、功能、性能等方面,既能反映設備的智能化水平,又能為方案改進和策略優(yōu)化提供參考。在確定評估指標時,可綜合考慮上述方法和原則,靈活運用不同的方法進行指標的篩選、組合和優(yōu)化,以建立符合實際情況的評估指標體系,并充分考慮設備類型、行業(yè)特點和先進技術的發(fā)展動態(tài),與時俱進。

(二)構建智能化評估模型

首先,應確定評估模型的結構,即評估指標之間的關系以及權重的確定,可采用層次分析法(AHP)、模糊綜合評判法、灰色關聯(lián)度法等方法來構建模型,并根據(jù)評估指標之間的相關性和重要程度,構建一個層次結構,將指標分為不同的層次和子層次[3]。同時,使用AHP方法,通過專家訪談或問卷調查等方式,獲取不同層次指標之間的權重,用于后續(xù)計算和綜合評估,并根據(jù)專家的經(jīng)驗和知識,對不同指標進行兩兩比較并確定權重,最終得到層次結構中各個指標的權重。其次,對評估指標的數(shù)據(jù)進行歸一化處理,將不同單位和不同量級的指標統(tǒng)一化,便于后續(xù)的計算和比較。歸一化方法可采用線性變換、指數(shù)函數(shù)等方式,確保各個指標的取值范圍相近。此外,還應根據(jù)模型結構和權重,對歸一化后的評估指標進行計算和綜合評估,并采用加權求和、加權平均、模糊綜合評判等方法,得出設備的智能化水平得分或等級。最后,需對構建的模型進行驗證和優(yōu)化,確保模型的準確性和可靠性,可使用已有數(shù)據(jù)進行模型的驗證,比較模型評估結果與實際情況是否一致,并根據(jù)驗證結果,優(yōu)化模型的結構和權重,使其更加符合實際情況。

(三)加強數(shù)據(jù)分析和處理

在進行電氣一次設備智能化評估數(shù)據(jù)分析和處理的過程中,可通過設備的測試和監(jiān)測系統(tǒng),獲取設備的運行數(shù)據(jù),包括響應時間、電流電壓波形、溫度等參數(shù),并到實際現(xiàn)場對設備進行檢查,觀察設備的硬件結構、操作方式、運行狀態(tài)等,采集設備的功能特性數(shù)據(jù),包括設備的操作方式、保護功能、自動化程度等,用于評估設備的智能化程度和功能完備性。同時,收集設備的性能參數(shù)數(shù)據(jù),如響應時間、抗干擾能力、穩(wěn)定性等,用于評估設備的性能指標和智能化運行的適應性。其次,需對收集到的數(shù)據(jù)進行整理和清洗,包括數(shù)據(jù)的排序、去除異常數(shù)據(jù)、補充缺失數(shù)據(jù)等,確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性,并對不同單位和不同量級的數(shù)據(jù)進行歸一化處理,將其映射到統(tǒng)一的取值范圍,便于后續(xù)的分析和比較。此外,還應根據(jù)評估的目標和問題,選擇合適的數(shù)據(jù)分析方法,如統(tǒng)計分析、相關性分析、回歸分析、聚類分析等方法,并結合評估目標和問題,對得到的結果進行適當解釋和說明,進一步提出改進方案和優(yōu)化策略。在數(shù)據(jù)分析和處理的過程中,應注意數(shù)據(jù)的可靠性、合理性和保密性,確保分析結果的準確性和可信度,并根據(jù)具體情況選擇合適的分析方法和工具,確保分析過程的科學性和有效性。

(四)優(yōu)化智能終端設計

構建電氣一次設備智能化評估模型前,首先應了解用戶對智能終端的需求和期望,包括使用場景、功能要求、交互體驗等方面,通過用戶調研確定設計的方向和重點,確保設計的智能終端符合用戶的實際需求。同時,根據(jù)用戶需求和設備的實際情況,確定智能終端的功能模塊和核心功能,包括設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷、遠程控制與調試、數(shù)據(jù)采集與分析等,靈活選擇和設計各個功能模塊,并確保其相互配合,以提供全面的智能化服務。

其次,在設計智能終端的用戶界面時,注重用戶體驗和操作簡便性,界面設計應簡潔明了,符合用戶的使用習慣,提供直觀、友好的交互方式,并考慮不同設備類型和層次的用戶,提供靈活可調的界面風格和顯示方式。此外,還應優(yōu)化智能終端與設備之間的數(shù)據(jù)交互和通信方式,采用合適的通信協(xié)議和技術,確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和及時響應,并考慮設備的可擴展性和互聯(lián)互通,支持與其他設備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互和協(xié)同工作。在智能終端的設計過程中,需重視設備的安全性和數(shù)據(jù)的保護,可采用安全認證和加密技術,防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露,并考慮設備的可信度和抗干擾能力,保證其正常運行和穩(wěn)定性。

最后,在設計智能終端時,還需考慮設備的可維護性和升級空間,可采用模塊化設計,方便對各個功能模塊進行維護和升級,并提供遠程診斷和固件升級的功能,減少現(xiàn)場維護的工作量和成本[4]。在智能化評估模型的運行過程中,還需定期收集用戶的反饋和意見,了解他們對智能終端的使用體驗和功能需求,并根據(jù)用戶反饋和市場變化,持續(xù)改進和優(yōu)化智能終端的設計,不斷提高其智能化水平。

(五)加強設備選型和校驗工作

加強設備選型和校驗工作是確保電氣一次設備智能化的關鍵步驟,在進行設備選型之前,需明確評估項目的需求和要求,包括設備的功能要求、性能指標、可靠性要求、安全性要求等,并根據(jù)需求明確設備選型的方向和重點,避免花費過多的資源和時間在不必要的選型和校驗工作上。在進行設備選型時,將各種因素綜合考慮,包括技術指標、性能參數(shù)、品牌信譽、售后服務等,并通過收集和比較不同廠家的資料和產(chǎn)品信息,對不同候選設備進行評估和篩選,選擇最符合項目需求和準入標準的設備。在設備選型后,進行設備的校驗實驗,通過實際測試和檢驗,驗證設備的性能指標和功能要求是否符合預期,并根據(jù)需要對設備的關鍵參數(shù)進行單獨測試和驗證,確保設備的性能和質量。其次,需建立和嚴格執(zhí)行設備選型和校驗的管理流程,明確各個環(huán)節(jié)的責任和流程要求,制定相應的操作規(guī)范和檢查標準,并確保設備選型和校驗的工作按照標準化、規(guī)范化的要求進行,減少錯誤和遺漏。最后,選型和校驗工作并不是一次性的,還需進行持續(xù)地監(jiān)測和改進,定期對已選型的設備進行跟蹤和監(jiān)測,檢查設備的可靠性和性能,及時處理設備的故障和問題,并根據(jù)實際運行情況,調整、改進選型和校驗流程,以提高設備的智能化水平和整體效能。加強設備選型和校驗工作需要充分了解項目需求,綜合考慮各種因素,并借助專業(yè)的實驗設備和工具進行實驗和驗證,同時強化管理流程,確保工作的嚴謹性和準確性。

三、電氣一次設備智能化評估模型構建所面臨的困境與挑戰(zhàn)

電氣一次設備智能化評估模型的構建,首先需要大量的數(shù)據(jù)支持,包括設備的技術參數(shù)、性能指標、歷史運行數(shù)據(jù)等,但由于數(shù)據(jù)收集和整理的難度,以及數(shù)據(jù)來源的不一致性,有時可能會面臨數(shù)據(jù)不完整和不準確的問題,從而影響模型的準確性和可靠性。其次,評估模型的設計需要選擇合適的評估指標,并為這些指標分配合理的權重,但在實際應用中,不同的需求和場景可能需要考慮的指標和權重不同,這使得指標選擇和權重確定成為一個相對主觀的過程,需要綜合考慮各方面的因素。再次,智能化評估模型往往需要綜合考慮多個目標,如設備性能、可靠性、安全性、經(jīng)濟性等,但這些目標之間可能存在沖突,即改善某一目標可能會對其他目標造成負面影響,在建立評估模型時,需要采用適當?shù)姆椒▉硖幚砗蜋嗪膺@些目標之間的沖突。此外,智能化評估模型的構建還需充分考慮當前的技術應用狀況,技術的變革和更新是不可避免的,新的技術可能會改變設備的性能、功能和智能化水平,因此評估模型需要具備一定的靈活性,能夠及時適應新技術的變化。最后,構建智能化評估模型需要相關人員具備一定的專業(yè)知識和技能,包括電氣工程、數(shù)據(jù)分析、模型構建等方面,并有專業(yè)的人才來負責模型的建立和維護,這對組織和企業(yè)來說可能是一個挑戰(zhàn)。

結語

綜上所述,本研究在深入分析電氣一次設備智能化評估的基礎上,構建了一個綜合性的評估模型,該模型綜合考慮了設備的技術指標、性能參數(shù)、可靠性要求、安全性要求等多個因素,并建立了合理的指標體系和權重分配方法。通過該模型,可對電氣一次設備的智能化程度進行量化評價,并為設備的改進和優(yōu)化提供指導,促進電氣設備智能化的可持續(xù)發(fā)展。

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