ترانسفورماتور توزیع هوشمند و دیجیتال

فناوری‌های اینترنت اشیا و محاسبات لبه امکان ادراک زنده را فراهم می‌کنند

• شبکه‌های چندبعدی حسگر: ترانسفورماتورهای توزیع آینده حسگرهای دما با دقت بالا، حسگرهای ارتعاش، حسگرهای تخلخل جزئی و حسگرهای تجزیه گاز محلول (DGA) را برای نظارت جامع بر شرایط عملکرد تجهیزات یکپارچه خواهند کرد. به عنوان مثال، حسگرهای اولتراسونیک می‌توانند سیگنال‌های تخلخل جزئی را تشخیص دهند تا پیری عایق یا نقص‌های داخلی را پیش از وقوع آنها شناسایی کنند و از خرابی‌های ناگهانی جلوگیری کنند.

• نصب گره‌های محاسبات لبه: دستگاه‌های محاسبات لبه روی یا در نزدیکی بدنه ترانسفورماتور نصب خواهند شد تا داده‌های حسگر را به صورت محلی پردازش و تحلیل کنند و فقط اطلاعات بحرانی ناهماهنگی را به ابر منتقل کنند. این کار موجب کاهش تأخیر انتقال داده و بهبود سرعت واکنش می‌شود. به عنوان مثال، محاسبات لبه می‌تواند جهش بار یا ناهماهنگی دما را به طور فوری تشخیص دهد و اقدامات محافظتی محلی را فعال کند.

فناوری دوگان دیجیتال تسهیل مدیریت دوره عمر کامل می‌کند

• نقشه‌برداری مجازی و شبیه‌سازی: بر اساس فناوری دوگان دیجیتال، مدل‌های مجازی از ترانسفورماتورهای توزیع ایجاد خواهند شد تا داده‌های زنده از تجهیزات فیزیکی را همزمان کنند. از طریق تحلیل شبیه‌سازی، عملکرد تجهیزات در شرایط عملکرد مختلف قابل پیش‌بینی است که استراتژی‌های عملیاتی را بهینه می‌کند. به عنوان مثال، مدل‌های دوگان دیجیتال می‌توانند روند افزایش دما در ترانسفورماتورها را در شرایط دمای بالا یا بارگذاری بیش از حد شبیه‌سازی کنند و به کارکنان نگهداری کمک کنند تا اقدامات پیشگیرانه را قبل از وقوع انجام دهند.

• پیش‌بینی و مدیریت سلامت (PHM): با ترکیب با الگوریتم‌های یادگیری ماشین، داده‌های عملکرد تاریخی به طور عمیق تحلیل خواهند شد تا مدل‌های پیش‌بینی خرابی ایجاد شوند. به عنوان مثال، با تحلیل سیگنال‌های ارتعاش و داده‌های تخلخل جزئی، تغییر شکل پیچ یا خرابی عایق را می‌توان چند هفته یا حتی چند ماه قبل پیش‌بینی کرد و پایه‌های علمی برای تصمیمات نگهداری فراهم کرد.

هوش مصنوعی و داده‌های بزرگ تصمیم‌گیری هوشمند را می‌رانند

• پلتفرم‌های عملیات و نگهداری هوشمند: پلتفرم‌های عملیات و نگهداری مبتنی بر داده‌های بزرگ و هوش مصنوعی داده‌های چند منبع (مانند داده‌های آب و هوا، داده‌های بار شبکه، داده‌های عملکرد تجهیزات) را یکپارچه کرده تا تحلیل علت اصلی خرابی‌ها و بهینه‌سازی برنامه‌ریزی منابع نگهداری را ممکن سازند. به عنوان مثال، پلتفرم‌ها می‌توانند ریسک‌های تجهیزات را در شرایط آب و هوایی شدید بر اساس پیش‌بینی آب و هوا و داده‌های خرابی تاریخی پیش‌بینی کنند و به طور خودکار برنامه‌های بازرسی را تنظیم کنند.

• کنترل و بهینه‌سازی سازگار: الگوریتم‌های یادگیری تقویتی ترانسفورماتورها را قادر می‌سازند تا قابلیت‌های کنترل سازگار داشته باشند. به عنوان مثال، در طول نوسانات بار، ترانسفورماتورها می‌توانند موقعیت‌های تاپ یا حالت‌های عملکرد سیستم خنک‌کننده را به طور خودکار تنظیم کنند تا کارایی انرژی و ثبات را بهینه کنند.

فناوری‌های ۵G و ارتباطات امنیت داده و عملکرد زنده را تضمین می‌کنند

• شبکه‌های ارتباطی با سرعت بالا: ویژگی‌های تأخیر پایین و پهنای باند بالای فناوری ۵G ارتباط داده زنده بین ترانسفورماتورها و پلتفرم‌های ابری را تضمین می‌کند. به عنوان مثال، در سناریوهای دسترسی انرژی توزیع شده، ترانسفورماتورها می‌توانند به سرعت به دستورات تخصیص شبکه پاسخ دهند و تنظیم برق در سطح ثانیه‌ای را انجام دهند.

• حفاظت از امنیت سایبری: با افزایش دیجیتالی شدن، ترانسفورماتورها با خطرات حملات سایبری مواجه خواهند شد. راه‌حل‌های آینده از فناوری‌های بلوکچین، رمزنگاری کوانتومی و غیره برای ساخت سیستم‌های دفاع امنیتی چندلایه استفاده خواهند کرد تا امنیت انتقال داده و کنترل تجهیزات را تضمین کنند.

همکاری انسان-ماشین و کاربردهای فناوری AR/VR

• نگهداری مبتنی بر واقعیت افزوده (AR): کارکنان نگهداری می‌توانند از عینک‌های AR برای دسترسی به داده‌های عملکرد زنده ترانسفورماتور و راهنمایی نگهداری در زمان واقعی استفاده کنند که کارایی عملیات میدانی را بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، در حل مشکلات خرابی، دستگاه‌های AR می‌توانند ساختار داخلی و مکان نقاط خرابی تجهیزات را روی یکدیگر قرار دهند و به شناسایی سریع مشکل کمک کنند.

• سیستم‌های آموزش مبتنی بر واقعیت مجازی (VR): محیط‌های شبیه‌سازی مجازی مبتنی بر VR برای ترانسفورماتورها تجربه‌های آموزشی غوطه‌ور را برای کارکنان نگهداری فراهم می‌کنند که مهارت‌ها و توانایی‌های پاسخگویی در وضعیت‌های اضطراری آنها را بهبود می‌بخشد.

استانداردسازی و معماری باز همکاری اکوسیستم را ترویج می‌دهند

• پروتکل‌های ارتباطی باز: ترانسفورماتورهای توزیع آینده با استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 61850 و DL/T 860 سازگار خواهند شد که امکان همکاری با دستگاه‌های ساخته شده توسط سازندگان مختلف را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، ترانسفورماتورها می‌توانند از طریق رابط‌های استاندارد به صورت بی‌درنگ با کنتورهای هوشمند و سیستم‌های انرژی توزیع شده متصل شوند و شبکه‌های انرژی انعطاف‌پذیر را ساخته‌اند.

• معماری همکاری ابر-لبه-سراسر: یک سیستم توزیع هوشمند با معماری همکاری "ابر-لبه-سراسر" ایجاد خواهد شد که ابر مسئول بهینه‌سازی و تصمیم‌گیری جهانی، گره‌های لبه مسئول پردازش داده‌های محلی و دستگاه‌های سراسر (مانند ترانسفورماتورها) مسئول اجرای دستورالعمل‌های کنترلی هستند که عملکرد همکاری کارآمد را تأمین می‌کنند.

خلاصه

دست‌اندرکاری عمیق فناوری‌های هوشمند و دیجیتال ترانسفورماتورهای توزیع را از دستگاه‌های عملیاتی غیرفعال به گره‌های انرژی با ادراک فعال و تصمیم‌گیری هوشمند تبدیل خواهد کرد. در آینده، ترانسفورماتورها قابلیت‌های ادراک خودکار، تشخیص خودکار، بهینه‌سازی خودکار و تعمیر خودکار خواهند داشت و پایه‌ای محکم برای ساخت شبکه‌های هوشمند ایمن، قابل اعتماد و کارآمد فراهم خواهند کرد.