水利机电设备过负荷运行状态自动辨识方法

水利机电设备过负荷运行状态自动辨识方法

刘昇鑫

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摘要：科学水平日益进步，设备的功能发展也逐渐走向前端。水利机电设备的功能维度是水电工程运营过程中最基本的要素，而影响水电设备运行最大的是电荷的负载问题。机电设备在运行中容易受到过负荷电流的干扰，由此带来水电工程生产过程中的效率低下。对水利机电设备进行有目的的检测，能够确保水电工程基础设施在正常运行的前提下，为水利单位谋得更多效益。

关键词：水利机电；电荷负载；高效辨识

引言：

水利设备自受到新科技手段冲击以来，尤其是前沿科技机械化、自动化技术的广泛引进，使得水利行业取得了蓬勃长远的发展，这些技术的投入使用为水利产业带来了高效生产、巨额效益回收等显性特点。现阶段水利科技设备已逐渐普及水道建筑工程及城市用水的大小区域，并且向全国范围下蔓延。而水利产业因为本身的广泛应用，其在为国家为城市输送能源的同时，本身也存在严重的设备过负荷问题，严重者影响企业单位的生产效率，进而降低企业的生产效益。自动辨识操作是解决相关隐患的有效途径，其通过信息电子技术的稳定查别，可以用具体实践的辨识方法准确预测机电设备在运行过程中可能出现的隐患，并及时处理不良问题。高效的自动辨识方法，能够使设备得到一个长久的运行。

一、自动辨识过负荷主营项目

（一）信息分析

机电设备最常见的诟病是过负荷的低运行时刻，长期过负荷运行容易导致企业的生产效率低下，降低水利产业的产品生产速度。为解决这一途径，在相关的技术引进之后，可以选择采用现阶段解决水利设备过负荷运行的最普遍方法自动辨识技术。自动辨识存在的基本功能是对设备中即将出现或已经运行的不良运行状态进行有效辨识、积极识别，从而根据相应的问题找到相应的解决方法。自动辨识能够将当前运行的设备中基础信息进行高效搜集并整理，从而具体分析设备在运行过程中的基础状态。并以此来对过负荷故障时的阀值做出管制，从而实现二十小时不停的信息分析。

（二）设备检测

设备是维持水利工程基本运营的主体设施，设备的好坏直接影响着水利产业是否能够完成当前的资源创造。而设备的运行状态，直接取决于内部的各项运行数据是否合理。自动辨识系统能够对这些信息进行完全读取，并通过分析对于设备内部存在的敏感类信息进行检测，对特定的几类信号保持高度警惕。例如设备在运行过程中可能出现的高温问题、各组件之间的零件高频率的振动问题、电参数的变化等等。自动辨识系统根据这些信息判断设备各阶段的运行状态，通过对设备检测，来保证设备的基础运行，给设备一个基本性运行保障，以此来对设备中出现的过负荷问题进行明确性针对计策。

（三）故障诊断

故障诊断是自动辨识内容中所必不可缺少的一部分，对机电设备进行故障诊断，是自动辨识履行的基本义务。自动辨识系统通过将设备当前运行状态下的所有类数据进行整合，可以得到设备的某个位置可能出现的参数变化，或大或小，明确得到与正常运行状态下的数据不符。据此可以判定该位置是出现过负荷问题的第一位置，随后对故障位置进行精确性处理，从而实现机电设备的正常运行。

（四）网络控制

网络控制也就是机电设备常说的通过信息技术进行远程控制。自动辨识最终的走向是要保证设备在监测下能够实行一定基本义务，带来生产上的效率。这一过程的实现需要通过处理设备运行状态下出现的过负荷问题，通过对某一过负荷位置的解决，来将处于障碍性问题的设备调理回正常使用状态，从而保证设备能够源源不竭地提供输出。基于此，自动辨识需要在对过负荷单位进行精确分析并发现后，通过网络信息技术进行信号传递，即是利用现阶段盛行的计算机传输电子信号，将辨识过程中出现的故障隐患信息向外传递。随后通过计算机基本分析并整理出治理疗效，借助网络信号传递对相关设备部位进行远程处理，以此来避免不安全因素的存在。

二、自动辨识架构方法

现阶段水利工程项目中主要存在的自动辨识方法为通过建立静态模型结构，进而确立动态模型结构，在此过程中辨识过负荷参数，以此确立自动辨识模型。

（一）建立静态负荷模型

自动辨识模型确立的第一步，是建立静态模型。静态模型是所有模型建立的基石，所有动态模型的建立都立足于静态模型的建立。从概念上讲，静态模型是一个在辨识中无法整体并分析的模型结构，它对所有位置的过负荷问题不具任何记忆。一般水电工程中，在电力系统设备检测中通常用于水潮的计算以及基础设备电压的计算，是现今所有水利工程中使用的最简单的模型类型，应用广泛。

在自动辨识的过程中，一般电力系统的电压趋于稳定，且日常变化不突出，在进行设备的运行过程中日常变化值围绕一个电压范围上下变动，无较大差值，则采用最多的是静态负荷模型建构的方法。此类水电系统因为电压的稳定，负荷节点不够敏感，因此容易被静态负荷模型察觉到，从而有效地进行解决。静态负荷模型在水电工程中应用最多的是两种模型，一为包含多个类别的多因式模型和无限上升的幂因数，二者都是区域输出类模型。在两者的模型建构上，具体可以通过一定频率维度、电压的相互结合，来实现该有的应用精确性。

例如：水电系统中最常见的幂因数输出类型，其公式为：

P=P0(U/U0)pu(f/f0)pf

Q=Q0(U/U0)qu(f/f0)qf

其中式子的表达为在额定电压前提下，可用此公式推测出负荷节点现阶段的有用功率与无用功率，通过有用功率与无用功率的比对，来判定自动辨识的应用效果，分析功率所表达的信息。通过此模型，可以明白不同类型负荷在不同水电设备运行时候各自组合后的特点，以此来得出静态模式下的模型。

（二）建立动态负荷模型

动态模型的建立是基于几类模型作为比较的模型，通过对水电工程中设备的负荷情况构造动态模型，进行充分对比，可以从设备运行过程中有功功率与无功功率的精度对比、各设备在运行时候的稳定性、设备的参数的辨识、各功率的高低来进行比较。以此来确定在水利工程过程中是否可以动态模型进行过负荷辨识的方法。这类方法主要的应用是基于静态模型的基础上，对一些设备的运行功率等问题进行比较。

动态模型的辨识模型方法相较于静态模型而言，能够广度地辨识负荷现象，它不向静态模型辨识只使用于电压稳定且变化不大的水电设备中。它兼有辨识范围大、所有的参数功率及设备能够体现的物理信息都能够分析建构的特点。其最显著的用处是能够在机电设备运行过程中产生的过负荷现象中，将不同类型、不同位置且运行状态不尽相同的负荷动作进行高效监测，以此帮助水利设备在实际使用过程中体现出更好的价值。动态模型通过对几类水电设备的精度、功率的辨识来确定负荷现象。

（三）建立参数辨识模型

此外，现阶段最常见的参数辨识分析模型，具备广泛的应用前景。参数辨识模型分析方法将静态、动态模型相互结合，建立参数辨识模型结构，该负荷模型可以利用序列二次规划算法，建立非线性数段与数值规划，具备强大非线性处理能力和良好的数字稳定，在一些较难处理的负荷问题上具有显著疗效。该辨识方法通过对非线性问题的求解，来取得负荷问题的最优化，对于一些基本问题的处理上比动态模型辨识方法更加精确且高效。

三、结语

水利工程基础设备出现的最多问题是过负荷行为，这一行为的产生直接给产业的资源生产带来影响。一些较为严重的过负荷问题容易是机电设备在运行过程中不能够实际投入使用，且性能下降。因此建立静态模型、动态模型、参数模型辨识等模型，可以有效解决这一过负荷问题，并增强机电设备的使用效率。

参考文献：

[1]李晨.水利工程机电设备运行异常问题及处理分析[J].河南科技，2020（19）：84-85.

[2]代丽.关于水利发电设备运行状态检修的研究经验分析[J].科技风，2019（04）：164.