智能低壓配電在現(xiàn)代化地鐵建設(shè)中的運(yùn)用探析

李 萌

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102627）

近年來，我國城市化建設(shè)速度不斷加快，越來越多的城市開始加大對(duì)地鐵軌道交通的建設(shè)力度，滿足城市居民們?nèi)諠u增長的實(shí)際出行需求。隨著人們對(duì)交通出行舒適度、安全性的不斷提升，在現(xiàn)代地鐵建設(shè)過程中需要不斷提升自身的自動(dòng)化水平，強(qiáng)化對(duì)智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用力度，增強(qiáng)地鐵運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性，對(duì)我國地鐵行業(yè)的迅速發(fā)展有重要意義。

1 智能低壓配電系統(tǒng)概述

智能低壓配電系統(tǒng)指可對(duì)地鐵工程中所有用電設(shè)備提供源源不斷、安全可靠的低壓電源的系統(tǒng)。從功能角度進(jìn)行劃分，智能低壓配電系統(tǒng)可分為環(huán)控電控系統(tǒng)、降壓變電所低壓系統(tǒng)兩種類型。環(huán)控電控系統(tǒng)主要為通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)中的各用電設(shè)備提供電能，降壓變電所低壓系統(tǒng)主要為通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的各用電設(shè)備提供電能。

在地鐵系統(tǒng)運(yùn)行過程中需要耗費(fèi)大量的電能，對(duì)電力運(yùn)行穩(wěn)定性有較高的要求。若出現(xiàn)供電不穩(wěn)定的情況，易引發(fā)一系列的地鐵運(yùn)行故障，并導(dǎo)致地鐵交通癱瘓等情況。為了確保地鐵運(yùn)行的安全性、可靠性，在地鐵工程建設(shè)過程中需要發(fā)揮智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，以營造安全的地鐵電力運(yùn)營環(huán)境。

2 智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

2.1 實(shí)現(xiàn)運(yùn)行智能化

近年來我國地鐵運(yùn)輸行業(yè)得到了迅速發(fā)展，智能化技術(shù)在地鐵電力系統(tǒng)中獲得了良好的應(yīng)用效果，但仍未達(dá)到智能管理、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理的要求。智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)地鐵電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要發(fā)展方向。

2.2 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行虛擬化

在以往地鐵低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，多通過人工管理的模式開展配電系統(tǒng)的運(yùn)行管理與控制工作，導(dǎo)致電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，配電、調(diào)度等工作會(huì)受到人工因素的影響，易發(fā)生一些操作失誤等問題。

通過智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的運(yùn)行自動(dòng)化與智能化管理，可有效節(jié)省地鐵電力系統(tǒng)調(diào)度過程中需要耗費(fèi)的人力資源與施工成本等。結(jié)合相應(yīng)操作界面，可對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行模擬與管理，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)行中存在的問題起到良好的預(yù)防規(guī)避效果。在智能化低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行情況起到實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理效果，提高系統(tǒng)管理的實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)度，可顯著減少傳統(tǒng)管理模式中需要耗費(fèi)的管理時(shí)間，滿足地鐵系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求。

3 智能低壓配電系統(tǒng)中的常見技術(shù)

3.1 模糊理論

在地鐵低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用過程中，可將模擬理論技術(shù)應(yīng)用到智能化管理體系中。在模糊理論中可應(yīng)用語言變量與近似模糊邏輯，構(gòu)建完備的推理體系，可較好解決地鐵低壓配電系統(tǒng)中復(fù)雜電力系統(tǒng)的控制問題，滿足地鐵電配電系統(tǒng)的運(yùn)行自動(dòng)化管理需求。應(yīng)用非線性模擬模型可有效地控制電力系統(tǒng)電力輸入與輸出，通過模糊理論技術(shù)的應(yīng)用，可簡單模擬人的邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效控制，在結(jié)合地鐵低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)相應(yīng)專業(yè)控制系統(tǒng)形成自動(dòng)化控制決策。

在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中，可利用硬件芯片進(jìn)行模擬控制算法的合理編制，可滿足多種狀態(tài)下低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行需求。對(duì)于低壓配電問題的不確定性，應(yīng)用模糊理論可對(duì)其起到良好的解決效果。在智能低壓配電系統(tǒng)的建設(shè)過程中，需要加強(qiáng)對(duì)模糊理念的應(yīng)用力度，提升電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平，滿足地鐵的正常運(yùn)行需求。

3.2 專家控制系統(tǒng)

專業(yè)控制系統(tǒng)作為智能化技術(shù)的一種常見應(yīng)技術(shù)，在地鐵低壓配電系統(tǒng)中，獲得了良好的應(yīng)用效果。采用專家控制系統(tǒng)，可有效監(jiān)控地鐵配電系統(tǒng)運(yùn)行情況，對(duì)于存在運(yùn)行故障或處于警告狀態(tài)中的電氣設(shè)備，可及時(shí)進(jìn)行識(shí)別與控制，在自動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中有較好的應(yīng)用效果。在地鐵的低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障后，通過應(yīng)用專家控制系統(tǒng)，可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)該電力系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，可提供緊急處理措施，確保電力系統(tǒng)的運(yùn)行正常性、穩(wěn)定性。專家控制系統(tǒng)在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中有較為重要的意義，可提升配電系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化水平、控制效果。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身具有非線性特性，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中由大量簡單神經(jīng)元連接構(gòu)成，具有良好的并行處理能力以及自組織自學(xué)習(xí)的良好應(yīng)用效果。在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有較好的應(yīng)用價(jià)值。通過應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可在連接權(quán)值中隱藏地鐵智能低壓配電系統(tǒng)中的大量信息，通過應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)的復(fù)雜非線性映射處理，對(duì)非結(jié)構(gòu)化信息可起到良好的控制效果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的解釋處理工作，可對(duì)地鐵智能低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行有效控制與管理，在結(jié)合其運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，為其提供良好的供電運(yùn)行管理策略與制度。

4 應(yīng)用策略

在進(jìn)行地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，通過現(xiàn)場總線技術(shù)、智能斷路器應(yīng)用模式等技術(shù)手段，可有效傳遞各種電氣運(yùn)行信息，進(jìn)行用電產(chǎn)量的測量、顯示工作，可保障地鐵的照明系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)等正常運(yùn)行。智能低壓配電系統(tǒng)可嚴(yán)格檢測與控制地鐵中各項(xiàng)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可提升地鐵供配電設(shè)備質(zhì)量。在地鐵運(yùn)行過程中，可以借助相應(yīng)途徑，充分發(fā)揮地鐵站智能低壓配電系統(tǒng)的作用。

4.1 設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)地鐵智能低壓配電系統(tǒng)過程中，為了提升其運(yùn)行智能化水平，在設(shè)計(jì)過程中低壓配電系統(tǒng)應(yīng)具有良好的遙測、遙控、遙調(diào)性能。在地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，可將其設(shè)置為計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、智能元件、現(xiàn)場總線、通信控制器、控制設(shè)備、低壓開關(guān)柜等多項(xiàng)系統(tǒng)。在具體設(shè)計(jì)需求中，應(yīng)提升低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行自動(dòng)化水平、低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，滿足地鐵系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的供配電需求，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的地鐵出行服務(wù)。

4.2 降壓變電所低壓

應(yīng)結(jié)合地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求，進(jìn)行地鐵智能低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)過程中，電力監(jiān)控體系中的低壓部門可應(yīng)用進(jìn)線斷路器、母聯(lián)斷路器、三級(jí)負(fù)荷低壓開關(guān)，進(jìn)行合理控制。在降壓變電所低壓控制過程中，一般表現(xiàn)為多個(gè)模型，通過遙測、遙控等方式，可以有效監(jiān)控地鐵低壓系統(tǒng)中的各種系統(tǒng)設(shè)備，保障電源的運(yùn)行安全性、可靠性、穩(wěn)定性。

可通過以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、PLC控制器、智能開關(guān)、智能化數(shù)字儀表等多種設(shè)備構(gòu)成低壓設(shè)備，在以往的遙控基礎(chǔ)上，廣泛應(yīng)用反饋回路的遙測、遙信功能的應(yīng)用。降壓變電所低壓設(shè)計(jì)效果影響了低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行效果，相關(guān)電力設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)該部分工作的重視力度，滿足地鐵的正常運(yùn)行需求。

4.3 環(huán)控電控低壓控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)可對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)中變頻器、電動(dòng)機(jī)回路進(jìn)行智能化管理，對(duì)電動(dòng)機(jī)具有良好的變頻保護(hù)效果，可直接通過反饋回路電機(jī)，對(duì)斷路器、交流接觸器等多種電氣設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)與控制。

通過對(duì)軟起動(dòng)、變頻器電機(jī)回路進(jìn)行綜合測量監(jiān)控的方式，可對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)中的電力運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)搜集與處理，提高地鐵配電系統(tǒng)的運(yùn)行水平與質(zhì)量，為后期運(yùn)行提供保障。

4.4 智能低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

在智能低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用過程中，應(yīng)用降壓變電所低壓部分時(shí)，需要在結(jié)合地鐵運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)際需求基礎(chǔ)上，合理選擇智能化配電技術(shù)，滿足低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行目的，提高智能化低壓系統(tǒng)運(yùn)行的水平。

相較于傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)模式，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用可提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性，可滿足電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行需求，為后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)對(duì)智能低壓配電系統(tǒng)的重視力度，在地鐵建設(shè)過程中廣泛應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠提升運(yùn)行可靠性、安全性、有效性。

5 結(jié)語

綜上所述，近年來我國城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，地鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)數(shù)量得到了提升。低壓配電系統(tǒng)作為地鐵系統(tǒng)中的重要組成部分，在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員應(yīng)將智能化技術(shù)融入低壓配電系統(tǒng)中，并對(duì)地鐵低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理。本研究主要對(duì)智能低壓配電系統(tǒng)含義、在現(xiàn)代地鐵建設(shè)中的作用進(jìn)行闡述，明確常見的智能低壓配電系統(tǒng)管理技術(shù)、后續(xù)應(yīng)用效果，為相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員提供理論幫助。