本發(fā)明涉及高壓節(jié)能，尤其涉及一種高壓電磁平衡節(jié)電裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著電力工業(yè)的發(fā)展和國家對農(nóng)業(yè)電網(wǎng)改造工程的完善，使原來電網(wǎng)末端電壓偏低的現(xiàn)象得到了普遍的改善。但是，隨之帶來的問題是電網(wǎng)電壓普遍偏高，根據(jù)兩個月浙江省某地區(qū)的10個d類電壓監(jiān)測點記錄的數(shù)據(jù)顯示：電壓超高時間50.5％，超低時間1.4％，合格的時間48.1％，特別是在用電負(fù)載低谷時380v電壓升至420v也是常見現(xiàn)象，造成電網(wǎng)中損耗增加和供電質(zhì)量合格率低；企業(yè)用電變壓器直至所有設(shè)備的電耗增加和經(jīng)常會燒壞電機(jī)、減少設(shè)備使用壽命、增加維護(hù)、維修費用。目前市場上用于高壓線路的開關(guān)柜或者配電柜沒有節(jié)電裝置，其功能單一，且不具備電磁平衡和有載穩(wěn)壓功能，無法解決電網(wǎng)線路中的電壓波動和電能的浪費問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種高壓電磁平衡節(jié)電裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種高壓電磁平衡節(jié)電裝置以解決背景技術(shù)中所提出的問題：

2、目前市場上用于高壓線路的開關(guān)柜或者配電柜沒有節(jié)電裝置，其功能單一，且不具備電磁平衡和有載穩(wěn)壓功能，無法解決電網(wǎng)線路中電壓波動和電能浪費的問題。

3、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

4、一種高壓電磁平衡節(jié)電裝置，包括：立體卷鐵芯可調(diào)電抗器、安全保護(hù)自動控制模塊、檢測控制模塊、電能質(zhì)量管理模塊和運行優(yōu)化管理模塊；

5、所述立體卷鐵芯可調(diào)電抗器包括三個相同的單框圓角矩形立體卷鐵芯和三組電抗線圈，所述電抗線圈包括串聯(lián)在主回路的三組主繞組電抗線圈，和用于并連感應(yīng)的三組自耦線圈繞組，所述立體卷鐵芯可調(diào)電抗器還通過自耦線圈繞組的抽頭調(diào)整輸出電壓的高低；

6、所述安全保護(hù)自動控制模塊采用微電腦控制，實時監(jiān)控供電線路運行情況，還通過智能安全用電防火報警保護(hù)器啟動相應(yīng)的保護(hù)程序，并發(fā)出指令控制組合旁路刀閘切換到旁路供電線路，同時進(jìn)行聲光報警；

7、所述檢測控制模塊用于采集全電量數(shù)據(jù)、非電量信號和工作日志信息，并進(jìn)行匯總整合；

8、所述電能質(zhì)量管理模塊用于監(jiān)視電網(wǎng)供電質(zhì)量；

9、所述運行優(yōu)化管理模塊用于提供大型電氣設(shè)備連續(xù)運行趨勢記錄、運行狀態(tài)記錄、開機(jī)啟動電壓電流記錄、事故記錄，絕緣監(jiān)視記錄，并通過匯總記錄信息優(yōu)化系統(tǒng)運行方式，優(yōu)化變壓器、電纜、開關(guān)、電動機(jī)設(shè)計容量和運行安排；

10、三組所述主回路電抗線圈的第一端分別與高壓線路的三相輸入端相連，且三組所述主回路電抗線圈的第二端與所述高壓線路的三相輸出端相連；三組所述自耦線圈繞組的第一端分別與三組所述主回路電抗線圈的第二端相連；三組所述自耦線圈繞組均具有一個中線抽頭，所述中線抽頭連接調(diào)壓器不同的檔位點以調(diào)整輸出電壓的高低。

11、優(yōu)選地，所述立體卷鐵芯采用非晶合材料，其橫截面為多邊形結(jié)構(gòu)。

12、優(yōu)選地，所述檢測控制模塊由智能控制儀器進(jìn)行控制，所述智能控制儀器包括電壓信號反饋電路、電流信號反饋電路、a/d模塊、cpu、顯示部分、通信接口、遙控輸入和遙控輸出；所述電壓信號反饋電路和電流信號反饋電路分別與a/d模塊連接，cpu分別與a/d模塊、顯示部分、通信接口、遙控輸入和遙控輸出端連接。

13、優(yōu)選地，所述cpu基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信號進(jìn)行增強(qiáng)處理，所述卷積神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)的輸入層提取通信網(wǎng)絡(luò)信號特征，具體如下：

14、采用抽樣的方式，對檢測到的通信網(wǎng)絡(luò)信號x(k)進(jìn)行抽樣，得到信號瞬時幅度序列r(k)：

15、

16、其中，a(k)為通過抽樣頻率抽樣得到的信號幅度序列；k表示瞬時幅度序列長度；

17、得到信號瞬時幅度最大值fmax和信號瞬時幅度絕對值的標(biāo)準(zhǔn)差σ兩個特征參數(shù)，其計算公式如下：

18、

19、其中，表示離散福利院變換過程；k表示信號采樣點數(shù)；

20、卷積層的卷積操作如下：

21、

22、其中，y(i,j,l)為輸出；x(i,j,l)為輸入；d為步長；n、m和s分別為不同維度的長度范圍；(i,j,l)對應(yīng)多維坐標(biāo)索引；(h,w,r)用于遍歷濾波器的不同維度；為第l個濾波器的權(quán)重參數(shù)；bl為第l個濾波器的偏置；ε為擴(kuò)張因子；f(·)為激活函數(shù)；

23、使用卷積核大小為1×1、1×3、……1×2n+1的多尺度擴(kuò)張卷積算子將不同尺度的特征信號進(jìn)行連接，并采用零填充卷積算子保持輸出特征和輸入特征大小相同；

24、所述卷積神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)還融入注意力機(jī)制，具體如下：

25、yout(g)＝ty[y(g)×imx(g)×imy(g)×imz(g)+y(g)]

26、其中，yout(g)為注意力層的輸出；y(g)為卷積層輸出；ty表示沿y方向的池化操作；imx(g)、imy(g)和imz(g)分別表示不同方向的重要程度。

27、優(yōu)選地，所述安全保護(hù)自動控制模塊還將供電線路運行情況數(shù)據(jù)作為輸入，基于所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障預(yù)測和電壓調(diào)節(jié)。

28、優(yōu)選地，所述安全保護(hù)自動控制模塊還設(shè)置有防雷功能。

29、優(yōu)選地，所述電能質(zhì)量管理模塊監(jiān)控的供電質(zhì)量數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)電壓缺相、電壓不平衡、諧波測量和越線、諧波畸變率、電壓上沖下陷、電壓波動、頻率異常波動數(shù)據(jù)。

30、優(yōu)選地，所述運行優(yōu)化管理模塊綜合采集的大型電氣設(shè)備連續(xù)運行趨勢記錄、運行狀態(tài)記錄、開機(jī)啟動電壓電流記錄、事故記錄，絕緣監(jiān)視記錄數(shù)據(jù)，基于改進(jìn)和聲優(yōu)化策略進(jìn)行系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化，所述改進(jìn)和聲優(yōu)化策略具體如下：

31、將節(jié)能量p＝{p1,p2,λ,pq}作為優(yōu)化目標(biāo)，q為各設(shè)備的運行安排組合總數(shù)，初始化相關(guān)參數(shù)；

32、puv＝pmin+(pmax-pmin)×r1

33、其中，puv為初始化第u個設(shè)備與第v個設(shè)備的運行安排向量；pmax和pmin為解的上限和下限；r1為(0,1)之間的隨機(jī)數(shù)；

34、初始化運行安排組合庫gm，通過上式在搜索域中隨機(jī)生成q個運行安排向量，并將其加入通過矩陣所示的運行安排組合庫gm中：

35、

36、其中，fl[·]為節(jié)能量度量函數(shù)；

37、對第e次迭代更新前的運行安排向量puv(e)進(jìn)行如下更新：

38、

39、其中，r2、r3、r4和r5均為(0,1)之間的隨機(jī)數(shù)；pnew,uv(e)為第e次迭代更新后的運行安排向量；α為迭代因子；e為最大迭代次數(shù)；bw為第e次迭代的運行安排組合限度；p1為運行安排組合庫存儲概率；p2(e)為第e次迭代的運行安排微調(diào)概率，p2max和p2min分別為運行安排微調(diào)概率的最大值和最小值；

40、將更新的運行安排向量pnew,uv(e)和初始運行安排組合記憶庫gm中的最差和聲向量pworst的和聲度量函數(shù)值進(jìn)行比較，如果pnew,uv(e)的度量函數(shù)值小于pworst的度量函數(shù)值，則用pnew,uv(e)替換pworst；否則，gm中的運行安排向量保持不變；

41、檢查是否達(dá)到算法終止條件；若達(dá)到，則輸出全局最優(yōu)解，算法結(jié)束；否則，返回繼續(xù)更新運行安排向量。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種高壓電磁平衡節(jié)電裝置，具備以下有益效果：

43、本發(fā)明在高壓供電企業(yè)的進(jìn)線配電柜、開關(guān)柜中增加了高壓節(jié)電裝置，在配電系統(tǒng)中增加了智能保護(hù)、穩(wěn)定電壓、凈化電網(wǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、節(jié)電運行等功能；能夠?qū)崿F(xiàn)可延長變電所供電半徑適合農(nóng)村電網(wǎng)的長距離送電、保證整條線路電壓合格率，有效地降低線路損耗及配變損耗，且在調(diào)壓器投入或退出時持續(xù)運行不必停電，還可根據(jù)線路負(fù)荷大小自動、手動或遠(yuǎn)動調(diào)節(jié)電壓，使整個電網(wǎng)始終工作在安全、經(jīng)濟(jì)、高效運行狀態(tài)。