專利名稱：一種電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗平臺，屬于電能質量控制、改善 設備的實驗方法及實驗平臺領域。
背景技術：
電能質量是一個系統(tǒng)問題，不僅與負荷有關，而且與系統(tǒng)的網絡結構、系統(tǒng)參數(shù)和 運行方式等有關，因此，考核電能質量設備不僅需要測試設備的各種電氣參數(shù)和性能，更重 要的一點是將設備置于電力系統(tǒng)中，綜合衡量設備的運行功能及各項性能指標。因此需要 將電能質量設備的考核建立在基于電力系統(tǒng)的實時仿真模擬平臺上，并應提供具有高電 壓、大電流的實驗能力。隨著電能質量控制設備和各種電力節(jié)能設備在電力系統(tǒng)中大量推廣應用，傳統(tǒng)的 僅從設備制造角度對設備的考核方法已不能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。如何從電力系 統(tǒng)的角度把握這類設備的運行與控制，對這類設備的功能作用進行評價至關重要。例如，無 功補償設備的投運給某電網的電壓穩(wěn)定控制和降低網損等具有明顯效益，需要考核與評估 的問題很多，除了設備的安全、可靠指標外，關系到電力系統(tǒng)運行與控制方面的問題有⑴ 如何定量標定對電網電壓改善效果；(2)如何定量降低網損的大小及其節(jié)能效益；(3)設備 投入電網后，與電網的參數(shù)是否適配，是否存在諧波放大或諧振等問題；(4)設備投運后對 電網繼電保護的影響等。又如，對電能質量治理設備的試驗分為型式試驗、出廠試驗和現(xiàn)場 試驗，由于考核方法和設備的限制，許多試驗無法進行。總之在產品設計階段難以進行評估 的試驗項目很多，如諧波抑制效果試驗，由于缺乏大功率諧波源難以進行，即使具備大功率 諧波源，但無法針對實際系統(tǒng)注入諧波，因而考核的標準或過嚴、或偏松，因此導致很多電 能質量設備的標準難以制定，或標準的可操作性差，導致標準缺乏約束力。對節(jié)能類電氣設 備考核通常需要直接帶載運行，這類電氣設備產生的節(jié)能效果大多來自負載本身，如風機 水泵類的管網系統(tǒng)、照明光學系統(tǒng)等，對這類設備的考核需要模擬各類負載特性。建立電能質量及節(jié)能設備綜合實驗平臺需要解決如下問題，其一如何為被考核設 備提供一種符合實際運行條件的電網環(huán)境，將被考核設備置于虛擬電力系統(tǒng)中，進行各種 接近實際工況的運行考核；被考核設備的各種運行狀態(tài)反饋到虛擬電力系統(tǒng)中，實時考核 和評價被考核設備在電力系統(tǒng)的運行及控制情況，并根據(jù)其結果進行效益評估。其二是如 何構建數(shù)字式大功率電子負載，用于模擬任意負載特性。因此需要解決以下問題1)如何構建所需的虛擬數(shù)字電力系統(tǒng)環(huán)境；構建電能質量及節(jié)能設備綜合實驗平臺的核心問題之一是構建虛擬數(shù)字電力系 統(tǒng)。通過構建一種實時仿真的輸入、輸出信號與被考核設備的接口，使被考核電氣設備在 虛擬數(shù)字電力系統(tǒng)中表現(xiàn)為一種元件的約束關系(電壓、電流的伏安特性/微分-代數(shù)模型)參與到實時仿真計算中，按照實時計算的節(jié)點電壓、電流代數(shù)方程，通過電力電子系統(tǒng) 的快速可控性，提供被考核設備運行時所需的能量流動與交換。一方面，被考核設備節(jié)點電 壓與支路電流通過電壓/電流互感器、模數(shù)轉換器A/D及光電隔離(光隔)等環(huán)節(jié)，轉換為 弱電信號輸入給虛擬數(shù)字電力系統(tǒng)，用于控制輸入量，形成實時數(shù)字計算的邊界條件。另一 方面，虛擬數(shù)字電力系統(tǒng)各節(jié)點電壓信號由端口輸出，通過大功率電力電子接口裝置進行 功率放大，為被考核設備供電，形成被考核電氣設備所需電力系統(tǒng)環(huán)境。2)如何為實驗平臺提供高電壓、大功率電力電子接口裝置；在電能質量綜合試驗平臺中，大功率電力電子接口裝置受控于虛擬數(shù)字電力系 統(tǒng)，為被考核電氣設備所需的電力系統(tǒng)環(huán)境提供能量并完成所需能量的輸入與回饋。為實 現(xiàn)電能質量設備考核目標，綜合實驗平臺所需的大功率電力電子電源要求具有快速響應、 能提供任意波形等特點。3)如何為實驗平臺提供高電壓、大功率非線性電力電子負荷；實驗平臺的另一關鍵部件是大功率非線性負荷，該負荷應能受控于實時計算系 統(tǒng)，并可模擬各類負載特性，為實驗平臺提供負載環(huán)境。無論是電力系統(tǒng)環(huán)境還是負載模擬 環(huán)境，大功率電力電子接口裝置將實現(xiàn)能量交換與回饋，使整個實驗系統(tǒng)所需耗能最小。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對電能質量及節(jié)能設備的特點和難以實驗等問題，提出了一種電能質量 及節(jié)能設備的綜合實驗方法，它是基于人工智能機器人思想，采用大功率電力電子接口裝 置，取代傳統(tǒng)的功率放大器。在提高接口電氣參數(shù)的同時，實現(xiàn)較大容量功率的吞吐，解決 了數(shù)字-物理混合仿真中功率放大器的性能限制問題。將實驗平臺視為智能機器人，按照 機器人的感知單元、規(guī)劃單元、執(zhí)行單元三部分對實驗平臺結構和功能進行劃分。實驗平臺 機器人根據(jù)感觀到的系統(tǒng)信息，規(guī)劃下一步的運行，并通過執(zhí)行單元付諸實現(xiàn)。利用實驗過 程的可重復性及實驗平臺機器人的自學能力，通過多次實驗逐步逼近的方法，使實驗過程 最終到達所要求的運行條件。最終實驗平臺根據(jù)符合實驗要求的參數(shù)，分析電能質量設備 的性能，完成實驗過程。本發(fā)明的技術方案是一種電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗方法，其特征在于 利用試驗過程的可重復性及實驗平臺機器人的自學習能力，通過多次試驗逐步逼近的方式 完成電能質量及節(jié)能設備的測試任務；所述的實驗平臺包括實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)和動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)，其中，動態(tài)物 理模擬子系統(tǒng)中有大功率電力電子接口裝置和被考核設備，大功率電力電子接口裝置是實 時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)信號和被考核設備之間的接口 ；采用人工智能機器人體系結構劃分綜合實驗平臺，按功能分為感知單元、規(guī)劃單 元和執(zhí)行單元三部分；感知單元包括實時數(shù)字仿真、大功率電力電子接口裝置和被考核設 備的監(jiān)測，通過監(jiān)控設備A、B實現(xiàn)；規(guī)劃單元主要包括全局控制單元中的數(shù)據(jù)分析；執(zhí)行單 元主要包括接口控制單元；所述機器人的自學習能力體現(xiàn)在全局控制單元數(shù)據(jù)分析子單元內；全局控制的目 的是分析數(shù)據(jù)庫中已有的歷史數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的學習，對平臺當前運行參數(shù)進行修 正，修正接口裝置逆變電路的輸出；
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實施流程為a.首先對被考核設備4作必要的準備工作；b.實驗前對平臺進行第η次初始化(η = 1,2,3···)；c.第η(η = 1，2，3…)次運行后，需檢測各系統(tǒng)的狀態(tài)是否符合實驗條件；d.若不符合，進一步判斷是否進行過第η次全局控制，沒有，則進行第η次全局控 制干預，即調整相應單元的參數(shù)，并記錄下第η次運行情況，η = 1時全局控制不介入；e.若已進行過第η次全局控制，則分析第η次運行狀況，得出第η+1次的控制參 數(shù)，指導第η+1次運行控制；f.開始進入下一次循環(huán)(第η+1次)；g.重復b f的步驟，在檢測到運行參數(shù)滿足實驗條件及要求時結束實驗，通過對 最后一次滿足實驗條件及要求的運行結果進行分析，完成對被考核設備4的考核評估。如上所述的電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗平臺，其特征在于綜合實驗平臺機 器人具有無導師指導情況下的自學習能力。本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明的動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)在實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的控 制下，在其網絡端口形成相應的模擬電壓、電流信號；大功率電力電子接口裝置將該信號放 大到被考核設備現(xiàn)場的運行水平。實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)構成的虛擬電力系統(tǒng)的運行參數(shù)發(fā) 送給動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)，并對系統(tǒng)各元件的運行狀態(tài)進行實時參數(shù)辨識，在每個仿真步 長取動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)交界點的電流作為節(jié)點注入電流，將其運行狀態(tài)加入到實時數(shù)字 仿真子系統(tǒng)的仿真計算中，實現(xiàn)實驗室條件下對電能質量及節(jié)能設備進行測試考核實驗。 通過大功率電力電子接口裝置在實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)信號與被考核設備 之間的對接，使被考核設備在虛擬數(shù)字電力系統(tǒng)中表現(xiàn)為一種元件的約束關系(電壓電流 的伏安特性/微分_代數(shù)模型)參與實時仿真的計算，按照實時計算的節(jié)點電壓電流代數(shù) 方程，通過大功率電力電子接口裝置的快速可控性提供被考核設備運行時所需的能量流動 與交換。綜合實驗平臺的理論基礎為替代定理，即用電壓源或電流源來代替一條支路或者 電路的某一部分。實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的邊界條件在已知端口電流或電壓的條件下，由動 態(tài)刷新的電流源或電壓源代替。實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)用于建立被考核設備的電力系統(tǒng)實時 仿真模型；被考核設備中的控制環(huán)節(jié)分析來自監(jiān)控系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，指導基本電路運行，基 本電路與大功率電力電子接口裝置相連。全局控制單元配合監(jiān)控設備對平臺的運行狀態(tài)進 行監(jiān)控，消除大功率電力電子接口裝置時滯和放大誤差，達到測試實驗要求的水平。實時數(shù) 字仿真子系統(tǒng)輸入和輸出信號均為數(shù)字或弱電模擬信號，輸入、輸出信號通道通過模數(shù)轉 換器A/D和光隔，能有效避免外部干擾信號對實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的影響，能提供穩(wěn)定的 直流電源。本發(fā)明采用大功率電力電子接口裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)混合仿真中的功率放大器，其本質 上是背靠背變流器；變流器受控于實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)輸出的邊界電壓數(shù)字信號，在該信 號的控制下可輸出任意波形。大功率電力電子接口裝置的能量取自電網，根據(jù)被考核設備 額定電壓、功率的大小可任意調節(jié)，所以大功率電力電子接口裝置的電氣參數(shù)可達到被考 核設備現(xiàn)場運行的水平，并能夠根據(jù)實際情況與動態(tài)物理子系統(tǒng)進行四象限的有功、無功 交換，實現(xiàn)現(xiàn)場運行環(huán)境的構建及模擬。由于大功率電力電子接口裝置采用變流器結構，整流和逆變電路可隨意控制互為轉換，因此大功率電力電子接口裝置可兼作大功率非線性負 荷，非線性負荷由被測設備驅動，而負荷的性質、參數(shù)則由實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)控制，該負 荷在實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的控制下，可模擬各類負載特性，為實驗平臺提供負載環(huán)境。其 中，整流電路采用獨立控制方式；考慮直流側負荷變化的影響，盡可能減小注入電網的諧 波。逆變電路要求能快速跟蹤端口信號，采用響應速度極快的無差拍控制技術，并與平臺全 局控制單元相結合，實現(xiàn)端口信號的精確跟蹤。本發(fā)明采用連續(xù)-離散模型分離法(continuous-discontinuous model separation, CDMS)，解決高頻開關引起的模型時變性、計算復雜度高及計算誤差大等問題。 將電路模型中的開關器件用理想電流源替代，然后用開關模型G(Vsw)描述開關器件的電壓 電流關系，從而將開關器件從整個電路模型中分離出來。方程G(VSW)計算開關電流，然后作 為輸入，注入到電路模型方程F (VSKC，Isec, Isff, X)中；電路模型方程F(VSK，Isec, Isff, X)計算 出開關上的電壓，作為輸入注入到開關模型G(VSW)中。因此對于大規(guī)模電路模型方程F中 不再含有開關器件，不受開關動作的影響。開關動作時，只需要對G(Vsw)進行更新，減少了 計算量。
“V “本發(fā)明在功能上采用人工智能機器人體系結構，配合全局控制單元，對實驗平臺 運行進行全局監(jiān)控，消除大功率電力電子接口裝置的時滯和放大誤差，以達到測試考核實 驗要求的水平。作為機器人的信息來源，感知單元是基礎；規(guī)劃單元通過一定規(guī)則處理由 感知單元得到的信息，指導執(zhí)行單元的操作；執(zhí)行單元一方面根據(jù)感知信息和預先設定的 程序動作，另一方面接受來自規(guī)劃單元的指導，規(guī)劃單元通過建立獨立全局控制單元實現(xiàn)。 綜合實驗平臺機器人具有無導師指導情況下的自學習能力，通過對感知的外界信息進行分 析、處理，對平臺仿真控制參數(shù)進行調整；通過多次實驗、學習、修正，逐漸達到實驗所要求 的運行狀態(tài)及參數(shù)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用了物理仿真法具有的形象直觀、物理概念清晰、 可以用原型機(實際裝置)進行仿真等優(yōu)勢，同時利用數(shù)字仿真系統(tǒng)能夠靈活方便地更改 設置參數(shù)，具有較強的通用性，模擬規(guī)模較大等優(yōu)勢。將物理模擬與數(shù)字仿真相結合，充分 發(fā)揮了兩種仿真系統(tǒng)的優(yōu)勢，并與大功率電力電子技術結合，在提高接口電氣參數(shù)的同時， 實現(xiàn)較大容量功率的吞吐，解決了數(shù)字_物理混合仿真中功率放大器的性能限制及大功率 非線性負荷等問題。將綜合實驗平臺視為人工智能機器人，按照機器人的感知、規(guī)劃、執(zhí)行 三單元對平臺結構和功能進行劃分；利用實驗的可重復性及平臺機器人的自學能力，通過 多次實驗逐步逼近的方法，使實驗過程最終到達所要求的運行條件，實現(xiàn)了電能質量及節(jié) 能設備基本符合現(xiàn)場實際運行的測試考核環(huán)境，解決了這類設備檢測難題。


圖1，本發(fā)明實施例總體框圖。
圖2，圖1中的大功率電力電子接口裝置結構框圖。圖3，圖2中的接口控制單元原理框圖。圖4，本發(fā)明實施例人工智能機器人體系結構圖。圖5，圖1中的全局控制單元工作流程圖。圖6，本發(fā)明實施例實施流程框圖。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發(fā)明電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗平臺做詳細的 說明。圖1中的標記1-實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)，2-大功率電力電子接口裝置，3-動態(tài)物 理模擬子系統(tǒng)，4-被考核設備，5-控制環(huán)節(jié)，6-基本電路，7-全局控制單元，8-人機界面， 9_數(shù)據(jù)庫，10-數(shù)據(jù)分析，11_監(jiān)控設備々，12-監(jiān)控設備B，13-電壓/電流互感器，14-光隔， 15-模數(shù)轉換器A/D，16-數(shù)字等效受控源，17-輸出端口，18-數(shù)字仿真單元；圖2中的標記19-隔離變壓器，20-整流電路，21-逆變電路，22-接口控制單元， 23-交流系統(tǒng)；圖3中的標記24_主電路控制DSP，25-主電路控制FPGA，26-光隔FPGA ；圖4中的標記27_感知單元，28-實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)監(jiān)測，29-被考核設備監(jiān) 測，30-大功率電力電子接口裝置監(jiān)測，31-規(guī)劃單元，32-執(zhí)行單元；圖5中的標記33_數(shù)據(jù)總線。本發(fā)明實施例總體框圖如圖1所示，電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗平臺，其特 征在于包括實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1和動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)3，其中，動態(tài)物理模擬子系統(tǒng) 3中有大功率電力電子接口裝置2和被考核設備4，大功率電力電子接口裝置2是實時數(shù)字 仿真子系統(tǒng)1的輸入、輸出數(shù)據(jù)信號和被考核設備4之間的硬件接口。在本實施例中還包括了全局控制單元7 ；全局控制單元7主要分為人機界面8、數(shù) 據(jù)庫9和數(shù)據(jù)分析10三部分；動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)3中有大功率電力電子接口裝置2、被考核設備4和監(jiān)控設 備All，被考核設備4中控制環(huán)節(jié)5和基本電路6電連接，基本電路6又與大功率電力電子 接口裝置2電連接，監(jiān)控設備All分別與大功率電力電子接口裝置2、控制環(huán)節(jié)5、數(shù)據(jù)庫9 和數(shù)據(jù)分析10電連接；實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1包括監(jiān)控設備B12、數(shù)字等效受控源16、輸出端口 17、數(shù)字 仿真單元18 ；數(shù)字等效受控源16和輸出端口 17電連接，監(jiān)控設備B12分別與數(shù)據(jù)庫9、數(shù) 據(jù)分析10和數(shù)字仿真單元18電連接。實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1中輸出端口 17的信號，通過模數(shù)轉換器A/D15和光隔14 傳輸給大功率電力電子接口裝置2 ；大功率電力電子接口裝置2根據(jù)實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1 傳來的端口信號及本地信號，控制接口運行，將端口信號放大到實際現(xiàn)場水平；其中，模數(shù) 轉換器A/D15、光隔14和大功率電力電子接口裝置2之間的順序電連接，形成硬件接口，即 動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)3在讀入信號的控制下，在其網絡端口上形成相應的模擬電壓與電流 信號；被考核設備4產生的補償信號通過電壓/電流互感器13、光隔14和模數(shù)轉換器A/D15傳到實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1，實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1將該補償信號作為數(shù)字等效受控 源16反饋到實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的輸出端口 17 ；其中，電壓/電流互感器13、光隔14、模 數(shù)轉換器A/D15和數(shù)字等效受控源17之間的順序電連接，形成軟件接口，即實時數(shù)字仿真 子系統(tǒng)1通過輸入邊界點的電壓、電流信號，經模數(shù)轉換器A/D15轉換后得到的數(shù)字量，形 成數(shù)字仿真子系統(tǒng)1的邊界條件。 同時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1、大功率電力電子接口裝置2、動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)3、被考 核設備4信號傳輸?shù)人斜匦璧南到y(tǒng)運行信號，通過監(jiān)控設備All、B12傳送至全局控制單 元7的數(shù)據(jù)庫9及數(shù)據(jù)分析10，供存儲、分析。圖1中的大功率電力電子接口裝置2結構框圖如圖2所示，大功率電力電子接口 裝置2主要由隔離變壓器19、整流電路20、逆變電路21及接口控制單元22組成；整流電路 20通過隔離變壓器19接交流系統(tǒng)23，逆變電路21接被考核設備4的基本電路6 ；接口控 制單元22接收來自實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)1的信號，并分別與整流電路20和逆變電路21連 接；當需要大功率非線性負荷時，將三相整流電路20與逆變電路21互換，三相整流電路20 和逆變電路21由續(xù)流二極管grl-gr6、gil_gi6構成。圖2中的接口控制單元22原理框圖如圖3所示，整流電路19與逆變電路20的控 制器均采用全控器件IGBT驅動單元和DSP (數(shù)字信號處理)+FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)結 構，分兩層。上層控制由主電路控制DSP24和主電路控制FPGA25兩塊板卡組成；上層控制 負責完成人機接口、開關量開入//開出控制、算法控制和檢測算法的實現(xiàn)、主電路控制信 號生成等功能。下層控制為光隔FPGA26板卡，通過光纖收發(fā)控制和主電路控制FPGA25卡 通訊，接收上層控制單元發(fā)出的控制信號，分配給大功率電力電子接口裝置2的各電力電 子開關器件，同時監(jiān)控大功率電力電子接口裝置2主電路的工作狀態(tài)，并上傳故障信息。本發(fā)明實施例人工智能機器人體系結構圖如圖4所示，實驗平臺的人工智能機器 人分為感知單元27、規(guī)劃單元31和執(zhí)行單元32三部分，規(guī)劃單元31和執(zhí)行單元32連接， 并都與感知單元27分別連接；感知單元27包括實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)監(jiān)測28，被考核設備 監(jiān)測29和大功率電力電子接口裝置監(jiān)測30，均可通過監(jiān)控設備A11、B12實現(xiàn)；規(guī)劃單元31 主要包括數(shù)據(jù)分析10，來指導執(zhí)行單元32 ；執(zhí)行單元32主要包括接口控制單元22，來對大 功率電力電子接口裝置2控制修正。圖1中的全局控制單元7工作流程圖如圖5所示，全局控制單元7由數(shù)據(jù)總線33、 人機界面8、數(shù)據(jù)庫9、數(shù)據(jù)分析10 (狀態(tài)監(jiān)控、學習控制)組成。來自監(jiān)控設備A11、B12的 系統(tǒng)運行參數(shù)通過數(shù)據(jù)總線33傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫9和數(shù)據(jù)分析10，數(shù)據(jù)分析10單元負責平臺 運行狀態(tài)的監(jiān)控和學習任務，人機界面8則為用戶提供必要的圖文信息，方便用戶及時了 解平臺的運行狀態(tài)。本發(fā)明實施例實施流程框圖如圖6所示，機器人的自學習能力體現(xiàn)在全局控制單 元7的數(shù)據(jù)分析10子單元內。全局控制單元7的目的是分析數(shù)據(jù)庫9中已有的歷史數(shù)據(jù)， 通過對歷史數(shù)據(jù)的學習，對實驗平臺當前運行參數(shù)進行修正，修正大功率電力電子接口裝 置2逆變電路21的輸出。實施流程為h.首先對被考核設備4作必要的準備工作；i.實驗前對平臺進行第η次初始化(η = 1,2,3···)；j.第n(n = 1，2，3…)次運行 ，需檢測各系統(tǒng)的狀態(tài)是否符合實驗條件；
k.若不符合，進一步判斷是否進行過第n次全局控制，沒有，則進行第n次全局控 制干預，即調整相應單元的參數(shù)，并記錄下第n次運行情況，n = 1時全局控制不介入；1.若已進行過第n次全局控制，則分析第n次運行狀況，得出第n+1次的控制參 數(shù)，指導第n+1次運行控制；m.開始進入下一次循環(huán)(第n+1次)；n.重復b f的步驟，在檢測到運行參數(shù)滿足實驗條件及要求時結束實驗，通過對 最后一次滿足實驗條件及要求的運行結果進行分析，完成對被考核設備4的考核評估。
權利要求
一種電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗方法，其特征在于利用試驗過程的可重復性及實驗平臺機器人的自學習能力，通過多次試驗逐步逼近的方式完成電能質量及節(jié)能設備的測試任務；所述的實驗平臺包括實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)和動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)，其中，動態(tài)物理模擬子系統(tǒng)中有大功率電力電子接口裝置和被考核設備，大功率電力電子接口裝置是實時數(shù)字仿真子系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)信號和被考核設備之間的接口；采用人工智能機器人體系結構劃分綜合實驗平臺，按功能分為感知單元、規(guī)劃單元和執(zhí)行單元三部分；感知單元包括實時數(shù)字仿真、大功率電力電子接口裝置和被考核設備的監(jiān)測，通過監(jiān)控設備A、B實現(xiàn)；規(guī)劃單元主要包括全局控制單元中的數(shù)據(jù)分析；執(zhí)行單元主要包括接口控制單元；所述機器人的自學習能力體現(xiàn)在全局控制單元數(shù)據(jù)分析子單元內；全局控制的目的是分析數(shù)據(jù)庫中已有的歷史數(shù)據(jù)，通過對歷史數(shù)據(jù)的學習，對平臺當前運行參數(shù)進行修正，修正接口裝置逆變電路的輸出；實施流程為a.首先對被考核設備4作必要的準備工作；b.實驗前對平臺進行第n次初始化(n＝1，2，3…)；c.第n(n＝1，2，3…)次運行后，需檢測各系統(tǒng)的狀態(tài)是否符合實驗條件；d.若不符合，進一步判斷是否進行過第n次全局控制，沒有，則進行第n次全局控制干預，即調整相應單元的參數(shù)，并記錄下第n次運行情況，n＝1時全局控制不介入；e.若已進行過第n次全局控制，則分析第n次運行狀況，得出第n+1次的控制參數(shù)，指導第n+1次運行控制；f.開始進入下一次循環(huán)(第n+1次)；g.重復b～f的步驟，在檢測到運行參數(shù)滿足實驗條件及要求時結束實驗，通過對最后一次滿足實驗條件及要求的運行結果進行分析，完成對被考核設備4的考核評估。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于人工智能機器人思想的電能質量及節(jié)能設備的綜合實驗方法，它采用大功率電力電子接口裝置，取代傳統(tǒng)的功率放大器。在提高接口電氣參數(shù)的同時，實現(xiàn)較大容量功率的吞吐，解決了數(shù)字-物理混合仿真中功率放大器的性能限制問題。將平臺視為智能機器人，按照機器人的感知、規(guī)劃、執(zhí)行單元三部分對平臺結構和功能進行劃分。平臺機器人根據(jù)感觀到的系統(tǒng)信息，規(guī)劃下一步的運行，并通過執(zhí)行單元付諸實現(xiàn)。利用實驗過程的可重復性及平臺機器人的自學能力，通過多次實驗逐步逼近的方法，使實驗過程最終到達所要求的運行條件。最終綜合實驗平臺根據(jù)符合實驗要求的參數(shù)，分析電能質量設備的性能，完成實驗過程。
文檔編號G09B23/18GK101975901SQ201010501099
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權日2010年10月9日
發(fā)明者左文霞, 李尚勝, 李澍森, 查曉明, 桂朋林, 石延輝, 程軍照 申請人:國網電力科學研究院