“智能电网+”(Smart Grid Plus)专题征稿启事

正人工智能的快速发展为智能电网的发展提供了重要机遇和强大动力,智能电网将向更高层次的深度智能发展。《电力自动化设备》邀请河海大学鞠平教授担任特约主编,策划"智能电网+"专题,集中展现该领域最新研究进展。诚邀广大专家学者踊跃投稿!一、专题目的人工智能AI(Artificial Intelligence)是经济社会发展的大趋势和大需求,国内外相关学术研究与     

言论

正人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能与人类智能相似的方式作出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。     

基于物联网的智能高压开关柜设计

设计了一种基于物联网技术的智能开关柜。智能开关柜IED采用DSP+ARM双CPU的结构,通过CAN总线、RS-485总线、ZigBee技术等接收智能监测单元监测到的信息,按照IEC61850协议与站控层服务中心进行通信,实现远程监控功能。智能控制单元对柜内开关量、温度、湿度等进行监测,并通过液晶屏、高亮指示条和指示灯显示开关柜状态,同时负责实现开关柜电动操作控制。智能识别单元将设备信息以电子标签的形式预埋在设备中,通过无线射频识别(RFID)技术直接将设备信息传递给智能开关柜IED,由开关柜上传到一体化信息平台,对设备进行准确定位、跟踪。所设计的智能开关柜已成功应用于唐山虹桥变电站,现场工作正常。     

智能高压开关柜IED设计

随着智能变电站的提出,变电站各类一次设备运行信息均需要遵循IEC61850协议上传至信息一体化平台。设计了一种应用于变电站高压开关柜中的智能电子设备(IED)。开关柜IED适应开关柜内各种不同的监测单元,符合IEC61850协议和智能开关柜的要求,便于监控中心远程处理数据。它把多种通信方式整合到一起,实现各个监测单元与IED之间的数据通信和控制。IED采用DSP+ARM双CPU结构,具有保护、测量、处理、通信等功能,功能集成度高,满足智能开关柜通信实时性和高速性的需求。     

面向开关柜状态监测的多感知集成智能传感终端设计与实现

针对开关柜绝缘状态感知能力不足、人机交互能力弱的问题,设计了面向开关柜状态监测的多感知集成智能传感终端.文中介绍了不同智能传感终端感知、数据传输和可视化展示原理,实现智能传感终端不同放电原理的多感知能力.为了实现模块的通用,采用了模块化的设计方式,包括传感器模块、无线通信模块、调理采集模块和控制与电源模块,在功能模块化拼装的基础上,实现了硬件模块的即插即用,提出了开关柜绝缘状态评估策略,实现放电程度和发展趋势的精确判断.基于该智能传感终端进行了开关柜状态可视化展示设计,更能直观显示开关柜运行状态.     

基于ARM的开关柜智能监控装置研究

针对配电网络中开关柜的安全现状,在普通开关柜操控装置基础上,提出一种集成了开关状态显示、柜内温湿度控制、无线测温等功能的新型开关柜智能监控装置。该装置以ARM微控制器为核心,设计了凝露控制模块、无线测温模块、人机交互模块等外围电路,同时在嵌入式操作系统平台上开发了各功能模块的应用程序。该装置实现了对开关柜的一体化检测、监视和控制,提高了系统的可靠性和集成度,降低了维护成本,为实现中低压变配电所的远程监控,提升开关柜智能化水平以及配网安全稳定运行提供了条件。     

智能开关柜在变电站工程设计中的应用

智能开关柜是智能电网及智能变电站的基本组成单元,是集中机械与电子技术、传感器技术、信息处理技术和计算机技术等结合的多种技术综合技术成果。主要介绍了智能电网及智能开关柜的主要功能及特点,对目前智能开关柜所遇到的一些问题进行了探讨,并结合实际工程应用,提出一种智能开关柜功能及配置方案,可以方便及更好的实现保护、控制、在线智能监测功能。     

浅谈智能低压控制系统

本文基于电力电子技术与工业智能控制技术的发展,根据目前电力系统供电需求,详细介绍智能低压系统开关柜的结构特点以及由智能可编程逻辑控制器、智能器件(电动机保护器、智能I/O、变频器、软起动器等)、触摸屏等组成的网络监控系统。     

“智能电网+”研究综述

智能电网SG(Smart Grid)是电力系统发展的必然趋势,其核心要义便是"智能",但目前智能水平还很低。而人工智能AI(Artificial Intelligence)技术取得了突破性进展,为SG的发展提供了重大机遇和强大支撑。为此,提出"智能电网+(Smart Grid Plus,SG+)"的概念,涵义是借助AI技术实现SG的升级版,使电网具有更高级、更深层的人工智能,从而进一步提升电网运行的安全性、经济性、可持续性。首先综述AI的研究进展,指出AI并非万能、也非无能;然后综述SG的研究进展,指出SG发展中"三高"(高比例新能源并网、高比例电力电子装置、高比例新负荷接入)和"三多"(多种能源相结合、多种网络相结合、多种主体相结合)的趋势。在回顾AI在电力行业应用的基础上,结合以深度学习为代表的第三代AI技术的发展,对深度学习等AI技术在SG适用的相关领域进行分析和展望。     

高压开关柜在线监测系统的设计与研究

智能高压开关柜是智能电网的重要组成,是电力系统核心的保护和控制设备。原始的高压开关柜结构简单,需要人工巡检和控制,尤其是电流测量精确度较低,且接口兼容性较差,难以与快速发展的智能电网相适应。因此,需要一种新型的高压开关柜在线监测系统对开关柜进行有效地在线监测和控制。本文针对高压开关柜的应用需求,从软件和硬件入手研究了一套高压柜在线监控系统,具有一定的应用价值。     

基于MC9S08AW32芯片的开关柜智能测控装置的设计及应用

电力系统中高压开关柜的一次开关设备工作状态、温湿度控制、高压带电指示等功能一般是由信号灯和独立的电气元件实现的,这势必会带来集成度低、配线复杂、可靠性差的缺点。介绍了一种开关柜智能测控装置,适用于3-35kV户内高压开关柜,用于一次开关设备状态模拟显示、高压带电指示、防凝露温湿度控制、电参数测量等,大大提高了开关柜操控和测显的集成度和智能化程度。     

一种开关柜智能操控装置的设计与实现

目前,电力系统中高压开关柜的一次系统图动态指示、温湿度控制、高压带电指示及验电、防误操作和智能化操控是由几个独立的电子装置分别实现的,由于柜体上安装了不同厂家的多个元件,势必会带来集成度低、配线复杂、可靠性差的缺点,影响了开关柜智能操控的功能。笔者在分析智能操控装置应具有的基本功能的基础上,给出了它的原理设计及几项关键技术。所设计开发的这款装置不仅能够实现一次图模拟显示、高压带电显示及闭锁、断路器分合状态指示、储能指示、接地开关指示、手车位置指示、分合闸回路指示、远方/本地操作,还能够进行温湿度智能控制和语音防误操作提示,可以大大提高开关柜操控的集成度和智能化程度。     

基于ZigBee的智能消防系统

本文提出了一种基于ZigBee智能消防系统的方案。本系统主要分为两部分,分别为无线收发部分和智能控制部分。对于无线收发部分,采用 ZigBee 定位技术,利用节点与移动节点之间相对位置,通过相关公式,利用传回RSSI数据算出各个移动节点相应位置,通过无线组网技术将处理后节点坐标传回总控制板,在总控制板中完成数据处理,通过串口将对应节点坐标显示在屏幕上。另一部分是烟雾报警系统,该部分采用成品烟雾报警器,当烟雾传来时,报警器报警,同时向相应报警器处理芯片发送报警信息,之后在芯片内为相应位置的烟雾报警器编号,并将数据信息通过CAN总线传回总控制板,在总控制板内完成传回烟雾报警信息的处理,发出对应指令,通过无线模块控制继电器开闭,从而控制相应位置电源关闭、门锁打开、排风扇转动等。利用这些设备,完成了对智能消防系统进行组网联动功能,证明了这一系统的可行性。     

CAN总线技术在智能化开关柜中的应用

智能化开关柜对内部各智能化模块的通信网络的通信速度、通信距离、抗干扰性都有严格的要求。针对这一要求介绍了利用CAN(Controller Area Natwork)总线组建的多主分布式通信网络在智能化开关柜系统中的应用，并对CAN总线设计中的难点进行了有针对性的论述。     

工控组态软件CIMPLICITY及应用

阐述了工控组态软件的功能。工控组态软件为用户提供了一个实时的人机接口界面，它利用系统软件提供的工具，通过简单形象的组态工作，完成了上位机与下位机的通信、数据报警、历史趋势曲线绘制等用户所需的功能。然后以智能开关柜为例介绍了CIMPLICITY的应用。实践证明，CIMPLICITY实时性好，简化了编程，节约了开发成本。     

基于环网柜的智能型测控保护终端的开发研究

提出了一种全新的智能型环网柜测控保护终端(RMU)的设计思想和技术实现方案。它从满足配电自动化系统发展的需求出发,综合了更多的实用功能,能够以整个环网柜开闭所为目标,实现开闭所全面的测量、保护、监控以及电能质量分析的功能要求。同时,考虑了环网柜开闭所的现场工程应用特点。     

基于NC9S08AW32芯片的开关柜智能测控装置设计及应用

介绍了一种适用于3—35kV户内高压开关柜的智能测控装置,用于一次开关设备状态模拟显示、高压带电指示、防凝露温湿度控制、电参数测量等,大大提高了开关柜操控和测显的集成度和智能化程度。     

MNS 3.0系列智能型低压开关柜

介绍了ABB公司最新推出的MNS3．0系列智能型低压开关柜及其结构特点。在原有的基础上开发了第二代的INSUM2．0系统。介绍了该系统的构成、主要功能及特点。MNS3．0开关柜采用LonWorks现场总线,向用户提供了一个安全、可靠、快捷、智能的人机界面系统。     

Fuzzy logic and neural networks in power electronics and drives

Artificial intelligence (AI) techniques are finding increased applications in science and engineering. The application of AI techniques to household appliances, power systems, industrial and transport systems, medical equipment, etc., is increasing daily. AI techniques have made inroads to power electronics and drives to give more user-friendly, efficient, and improved dynamic performance, and robust and intelligent products. AI is basically embedding human intelligence into a machine so that it can think like a human being. AI is superior to human intelligence in some aspects. The computer with embedded AI techniques can process problems extremely fast compared to human beings; it can work continuously without tiring, and its problem-solving capability is not-affected by emotions and other human shortcomings. Advanced control based on artificial intelligence techniques is called intelligent control. Unlike classical control, intelligent control strategy may not need the mathematical model of the plant. Intelligent control can be visualized as a type of adaptive control. In this article, the application of fuzzy logic and neural network techniques to power electronics and electrical drives has been briefly described     

Optimal location and sizing of real power DG units to improve the voltage stability in the distribution system using ABC algorithm united with chaos

The introduction of a Distributed Generation (DG) unit in the distribution system improves the voltage profile and reduces the system losses. Optimal placement and sizing of DG units play a major role in reducing system losses and in improving voltage profile and voltage stability. This paper presents in determination of optimal location and sizing of DG units using multi objective performance index (MOPI) for enhancing the voltage stability of the radial distribution system. The different technical issues are combined using weighting coefficients and solved under various operating constraints using a Chaotic Artificial Bee Colony (CABC) algorithm. In this paper, real power DG units and constant power load model and other voltage dependent load models such as industrial, residential, and commercial are considered. The effectiveness of the proposed algorithm is validated by testing it on a 38-node and 69-node radial distribution system.