摘要：在社会不断发展的背景下，对电力的节能要求逐渐提高，且电气设计的发展方向也转向节能化方向，而电力消耗的总体性能对电力电气控制阀的节能性能起到决定性，同时电气控制阀的电压、节能性能之间密切联系，因此科学的控制电力电气控制阀的电压，有利于节能目的实现。电力电气的节能化设计是当前电气发展的趋势，其中关键的节能构件就是电气控制阀，科学的节能控制方法将会带来更大的节能效果。本文将会分析电力电气控制阀的电压节能控制方法，为用电和电气发展提供建议。
关键词：电力电气；控制阀；电压节能；控制方法
引文
目前的电力电气控制阀在节能设计中，主要以控制阀门开关为主，通过智能化的数据显示来断定一定的使用场景，并进行开启、关闭操作，而达到节能目的。但这种方式对电压的运用不够合理，电压的波动会给控制阀带来干扰，长期使用会影响设备的寿命和控制阀的效率，会提高耗电量，达不到节能的效果。本文针对这个问题，探讨基于多层去噪神经网络电压调节的方式，从而提升当前电力电气控制阀节能设计水平，并提供一种新的设计理念。
1节能控制电力电压控制阀的电压参数
1.1最优组合法
电力电气控制阀中的电压如果有波动问题存在，那么就会增大各种关键控制信号中误差，其控制过程的精度方面的模糊性也会较大，最终导致过高的能源消耗问题出现。为了去除这种模糊性，对参数E设置，用来对控制阀电压的波动控制误差进行准确的描述，然后在电力电气控制系统中对该参数引入，设置e（t）为将阀电压波动的误差信号量控制，同时对Ec为电压波动率设置，另外设置K为可变控制系数。于是可以对Ec=Kec（t）和E=Ke（t）两个控制模型得到。当出现异常波动的电压时，可以使用U=βE+（1-β）Ec模型描述电压信号的控制规律。其中电压波动幅度系数表示为β，普遍将β的值设为1。若是有较大的电压波动出现时，可以有效的使用该种方法统计误差。同时在整个控制过程中都可以对控制阀电压波动下的电气控制使用来测试控制效果。
1.2寻优法
为了衡量量化效果，可以对量化函数设置来表示电力电气控制阀电压控制参数。其中在电力电气控制阀电压出现波动变化的情况下，用J表示测量其控制信号的准确度的结果，主要是对电气控制阀控制信号的信噪比、响应时间等衡量。在控制过程中为了使节能控制的目标实现，可以采取寻优组合ΔKd、ΔKi、ΔKp等参数的方法。在对这些参数合理调整时，对消除干扰的最优规范严格遵守，然后得出最优的节能组合值，科学的设置节能控制电压参数。另外为了有效消除电力电气系统能耗受到电力电气控制阀电压波动干扰，应当明确的设定相应的干扰消除规则，然后再组合这些参数，对实现最小的控制阀电压波动干扰提供保障。如在寻优时可以参照该规范。最终实现寻优控制电力电气控制阀电压波动参数的目的。促进电力电气控制阀电压节能控制的发展。
2基于多层神经网络的电力电气控制阀节能方法概念
在电力电气控制阀的节能设计中，电压是最为关键的部分，因为电压是不断波动的，它会使各关键控制信号出现较大误差，导致电气控制阀在电压控制时出现表达上的不准确，能耗也会较高。我国目前在这方面的设计水平较低，但也出现了一些新的设计方式，如：基于多层去噪神经网络的电压调节方法。这是一种智能化的电压控制方式，原理是通过设计电压信号去噪模型，来消除电压控制中的模糊性、波动性等问题，预设误差，及时处理，提高了控制精度，多层神经网络模型，实现了对电压的智能控制，能耗更低，节能效果更明显。
3具体参数
多层神经网络，指的是前向网络，因为电力电气控制阀的电压变化是一种非线性变化，而多层神经网络的输入与输出是一种线性变化，那么，电力电气控制阀电压在控制时的参数就可以作为输入层的数据，而将最优电压作为输出层的数据，隐含层则作为一种动态的变化学习过程，从而设定在电压波动下最优节能控制函数，达到节能设计。其模型如图1所示。
根据图中输入和输出模式，在不考虑电压损耗的情况下，最佳的电压输出结果为：
根据图标及公式，C为电压波动信号；K为数据分类中心；W为电压稳定控制矩阵；y为最优电压输出结果；‖•‖是约束规范使用的特殊符号；是电压波动的宽度范围。根据公式可知，这种方法的训练效率和控制率比较高，避免了因初始值设置不当而导致的局部最小值问题，电力电气控制阀的电压节能控制的精度和可靠度得到较大提升。
4实验结果
根据以上数据和公式，可进行模拟实验，主要是借助大型的电力设备来进行实验。选择电力设备的电压值为10~30V、51单片机核心处理器硬件以及高精度信号采集卡。实验中，确保电力设备电气控制阀的电压在可控的范围内，并通过核心处理器来收集数据。借助转换装置将电压转化为可用电压，并利用模型拷入单片机，实现对电压的控制和调节，让电压的变化在一个合理的区域内，确保对电力设备节能的控制，最后将参数变化和最终数据导入计算机中进行计算和分析。经统计分析，最终的实验结果如表1。电力设备的电压控制参数如表2所示。
根据表1的数据结果，该模型对电力电气控制阀输入电压的控制参数结果均在合理可控的范围内，避免了电压波动带来的高能耗和控制效率低下的问题。
根据表2数据可知，模拟电力设备的输入电流在不同参数变化时，其波动范围也随之改变，而电压控制的时间的波动范围没有发生较大的变化，即使在超调范围下，电压控制参数的波动范围也未发生较大的变化，说明该模型电压控制的效果是良好的，保证了控制误差在较小的范围内，对电力运行中的电气控制阀电压的波动能进行高效的调节和控制，确保电气设备处于稳定的运行状态中，而不消耗过多的电能。根据以上的数据分析可以看出，基于多层的神经网络的电压调节方式，通过去噪设计，完善了电压控制过程中的模糊性和不准确性的缺点。通过预设的误差范围，将电力电气控制阀电压可能产生的误差和计算失误都控制在合理范围内，并通过智能调节手段对电压进行控制，降低能耗，达到节能的目的。
5结语
我国在电力电气节能研究和产品设计中的水平较低，但是电力的节能发展趋势不可阻挡。一种新型的基于多层神经网络的电压调节控制方法成为当前研究重点，去噪设计和预设电压波动的理念可实现有效电压控制，进而达到节能效果，这一方法在未来有很大的发展前景。
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论文作者:李彬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/16
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