UAV texnikasining mo'ljallangan boshqarish operatsiyalari bo'lgan elektr stansiyalarda qo'llanilishi

Axborotiy tarmoq texnologiyalarining rivojlanishi bilan, substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarish (SCADA asosidagi avtomatik o'zgarish) kuchli tarmog'ning qonuniy ishlashini ta'minlash uchun asosiy usulga aylanmoqda. Joriy qadamlashuvli boshqarish texnologiyalari keng tarqalgan bo'lsa-da, murakkab ish rejimlari va jihozlarning orasidagi mukammallashtirish muammolari hali ham muhim ekan. Avtonom parandoz tehnologiyasi - xususiy jismlarining tezkorligi, ko'nikishi va non-kontakt tekshirish imkoniyatlari bilan farqlanadi - qadamlashuvli boshqarish operatsiyalarini optimallashtirish uchun yangi yechimni taklif etadi.

Avtonom parandozlar asosidagi havoya patrullash va real vaqt rezhimida holatni monitoring qilish kabi funksiyalarni traditsion qadamlashuvli boshqarish tizimlari bilan chuqur integratsiya qilish orqali, qo'l bilan amalga oshiriladigan operatsiyalar cheklovlarini samarali yechish mumkin, bu esa jihoz holatini to'g'ri va real vaqt rezhimida hisobga olish imkoniyatini beradi va qadamlashuvli boshqarishning ishonchli va aqliy darajasini aniq ravishda oshiradi. Substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarishda avtonom parandozlar orqali amalga oshiriladigan sohada tadqiqotlar smart grid rivojlanishiga juda muhim praktik ma'no ga ega.

1.Substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarish operatsiyalari haqida
1.1 Ta'rif
Substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarish - bu avtomatik boshqarish tizimi yordamida oldindan belgilangan jarayonlar va logik qoidalarga asosan elektr energiya jihozlarini qadamlashuvli, bosqichma-bosqich bajarishni ifodalaydi. Misol uchun, bus transfer (o'zgarish) operatsiyalarini ko'rib chiqsa: aniqroq, operatorlar qatorga qator elektromagnitlarni, ajratuvchilarni va boshqa qurilmalarni qo'l bilan ishga tushirishlari kerak. Qadamlashuvli boshqarish bilan, operatorlar faqat monitorlash ish stansiyasidan umumiy buyruq berishlari yetarli; tizim keyin avtomatik va to'g'ri har bir qadamni - masalan, liniya elektromagnitini o'chirishdan keyin shu uning ajratuvchilarini ochish - bajaradi, bu esa operatsional jarayonlarni aniq ravishda soddalashtiradi.

1.2 Texnik asoslari
Substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarish nazorat hosti, o'lchov-boshqaruv bloklari va aqliy terminaldan iborat integratsiya boshqarish tizimiga asoslangan. Nazorat hosti odam-mashina interfeysi sifatida ishlaydi, operator buyruqlarini qabul qilib, ularni amalga oshirish uchun ishonchli signalga aylantiradi. O'lchov-boshqaruv bloklari hozirgi ish rejimining ma'lumotlarini - kuchlanish, elektr energiya, jihoz holati kabi - doimiy ravishda to'plashadi, bu esa operatorlar uchun holatni tushunish va qadamlashuvli logik qarorlar uchun muhim kirish ma'lumotlarini ta'minlaydi. Aqliy terminallar asosiy jihozlarga aloqador o'zgarish operatsiyalarini bajaradi va o'lchov/boshqaruv bloklari va boshqa qurilmalar bilan optika lifi yoki kabel orqali bog'lanadi, bu esa xavfsiz va samarali qadamlashuvli boshqarishni amalga oshirish uchun tez va to'g'ri ma'lumotlarni uzatishni ta'minlaydi.

1.3 Afzalliklari
1.3.1 Islonish samaradorligi yaxshilandi
Aniqroq substantsiya operatsiyalari jarayonlari uzoq va nuqtai ishlar bilan muammolarga ega. Masalan, 220 kV bus transfer operatsiyasi davomida, kadrlar baylar orasida qayta-qayta harakatlanishlari, jihoz ID larini, holatlarini tekshirishlari va qo'l bilan elektromagnitlarni va ajratuvchilarni ishga tushirishlari kerak. Inson cheklovlari sababli, butun operatsiya adolatli holda 2-3 soat olishi mumkin, bu esa katta miqdorda inson resursini sarflash va tarmog'ning samaradorligiga ta'sir qiladigan xato risklarini olib keliadi.

Smart grid texnologiyalarining rivojlanishi bilan, qadamlashuvli boshqarish tizimlari radikal yondashuvni taklif etadi. Monitorlash backend dan buyruq qabul qilganda, tizim avtomatik ravishda, oldindan dasturlangan logikaga asosan, millisekundlik tezlikda to'liq qadamni - jihoz holatini tekshirish, operatsiya kartochkasini tasdiqlash va o'zgarish buyruqlarini - bajaradi. Maydoniy ma'lumotlar 220 kV bus transfer vaqtini 20 daqiqadan kam qilishini ko'rsatadi - bu aniqroq usullardan 80% yaxshiroq natija. Bu zahiriya tarmog'ning ishlash eshikligini oshiradi, yuk o'zgarishlari paytida tez qayta konfiguratsiya qilish va xato paytida energiya yo'qotish muddatini aniqroq qisqartirish orqali umumiy ta'minlashning ishonchli va sifatini yaxshilaydi.

1.3.2 Xavfsizlik darajasi oshdi
Qo'l bilan amalga oshiriladigan substantsiya operatsiyalari ko'plab aniqlanmagan inson faktorlariga chidamli. Operatorning ehtiyozi muhim; masalan, kechki smenada kilish, shuningdek, yorliqlarni noto'g'ri o'qish yoki qadamni noto'g'ri ketma-ketlikda amalga oshirish. Shuningdek, kadrlar o'rtasidagi ko'nikmalar farq qiladi - yangi ijtimoiylar aniqroq jarayonlarni sezgirroq biladi - bu xato ehtimolligini oshiradi. Toliq emas statistik ma'lumotlar yillik substantsiya jihozlari va tarmog' hodisalarining yuzlarca soni inson xatosi sababli ro'y berganini ko'rsatadi.

Qadamlashuvli boshqarish kuchli xavfsizlik barierini o'rnatadi. Bajarish oldidan, ichki logik validatsiya har bir qadamni oldindan belgilangan xavfsizlik va elektr energiya interlock qoidalari bilan rang-rang tekshiradi. Faqat har bir shart qanoatlantirilsa, tizim oldinga boradi. Misol uchun, liniyani energiyaga ulash paytida, tizim avtomatik ravishda elektromagnitlar va ajratuvchilar holatini tekshiradi; agar hech qanday anomaliya aniqlansa, operatsiya tez orada to'xtaydi va alarm ishga tushadi. Bu yuk ostida ajratuvchi ochish yoki energiyaga ulangan paytda yer bog'lovchini yopish kabi katta xatalarni oldini olish, jihoz zararlarini va tarmog' hodisalarini aniqroq pasaytirish, xavfsiz va qonuniy substantsiya operatsiyalarini ta'minlash uchun asosiydir.

1.4 Joriy qo'llanilish holati
Xitoyning smart grid initsiativasi davomida, qadamlashuvli boshqarish modern substantsiya operatsiyalarining asosiy qismiga aylanmoqda. Yangi qurilayotgan substantsiyalarda, aqliy dizayn asosiy qonuni bo'lib, qadamlashuvli boshqarish asosiy funktsional modul sifatida integratsiya qilinadi. Masalan, Sharq Xitoyda, oxirgi beshta yilda yangi substantsiyalarda qadamlashuvli boshqarishning qo'llanilish darajasi 95%ga erishdi. Shenzen va Shanghai kabi iqtisodiy rivojlangan shaharlarda, 220 kV yoki undan yuqori voltaj substantsiyalarda qamrov 80% dan oshib ketdi, bu esa regional tarmog'ning samaradorligi va xavfsizligini aniqroq oshirdi.

Oxirroq, eskroq substantsiyalarni aqliy qobiliyatlar bilan modernizatsiya qilish jarayoni ham ustuvor ravishda davom etayapti. Shamol Xitoyda, 20 yoshli 110 kV substantsiya qadamlashuvli boshqarish funktsiyasini aqliy I/O bloklarni almashtirish va nazorat tizimini modernizatsiya qilish orqali muvaffaqiyatli yangilanildi, bu esa ish rejimining samaradorligi va ishonchli darajasini aniqroq oshirdi.

Oxirliksiz, ketma-ket nazorat o'lgan paytda, murakkab holatlarda texnikalik bo'lg'unlar aniqlanishga boshladi. Chekida havo sharoiti, bir nechta liniyalardagi xato, yoki tez-tez yuk ozroq o'zgarishi kabi shart-sharoitlarda, tizim katta hajmdagi real vaqt ma'lumotlarini qayta ishlash va murakkab logikani amalga oshirish talab qilinadi. Bu jarayonda javob berishda voqea, logik to'xtashi yoki hatto noto'g'ri harakatlar bo'lishi mumkin. Har qanday ko'nikuvchilar orasidagi interfeyslar orqali ishlov berish muammosi - aloqa protokollari, ma'lumot formatlari va interfeys standartlari bo'lg'an erda farqlilik sababli - aniq emas ma'lumot uzilishi yoki buyruqlar javobiga voqea sabab bo'lishi mumkin, bu esa ketma-ket operatsiyalarning muddati va aniqlikka zarar yetkazadi.

Bu muammolarni hal qilish uchun, elektr energiyasi sohasi ikki yo'nalishdagi yechimlarni talab qiladi: texnikalik innovatsiya va standartlashtirish. Texnik jihatdan, algoritmlar murakkab shart-sharoitlarda ma'lumotlarni ishlash va qaror qabul qilishni yaxshilash uchun optimallashtirilmoqda. Standartlashtirish jihatidan, ushbu ishlar aloqa interfeyslarini va protokollarni bir joyga keltirishga qaratilgan, bu esa turli ko'nikuvchilar orasidagi interfeyslashishni yaxshilaydi.

Bu kontekstda, UAV texnologiyasi - o'zgaruvchan manevr qilish, aniq boshqaruv va non-texnikalik sensorlik imkoniyatlarni taqdim etadi - ketma-ket nazoratni yaxshilash uchun innovatsion yo'nalishni taklif etadi. Ketma-ket operatsiyalar davomida, UAVlar multispektrlar tasviri, infrakrasnaya termografiya va boshqa qadrdor texnologiyalar yordamida jihozlar holatini real vaqtda dinamik ravishda nazorat qilishlari mumkin, bu esa aniq parametrlarni olish va tez xato aniqlashga imkon beradi. Bu real vaqt feedbacki ketma-ket nazorat tizimlari ichida aqliy qaror qabul qilishni samarali qiladi, bu esa elektr tarmog'ining ishlashini aqlli va ishonchli qilib yuboradi.

2. UAV Texnologiyasining Substantsiya Ketma-ket Nazoratida Qo'llanilishi
2.1 UAV Texnologiyasidan Foydalanib Substantsiya Uch O'lchovli Haqiqiy Modelini Yaratish
UAV texnologiyasidan foydalanib substantsiyaga o'zgartirishga qadar mos keladigan 3D digital qarama yaratish - bu ketma-ket nazoratda juda innovatsion va praktik qadam hisoblanadi. Yuqori aniqlikli sanaq darajada kameralarga ega UAVlar, umumiy tuzilish va muhim jihozlar haqida aniq ma'lumotlarni olish uchun bir necha balandlik va burchaklardan kompleks havaiy nazorat olib borishi mumkin. Bu, aniq 3D model yaratish uchun zarur bo'lgan yuqori aniqlikli rasmlar to'plami yaratadi. Ma'lumotlar doimiyligi va geometrik to'g'riligini ta'minlash uchun, parvoz misyonlari Table 1 da ko'rsatilganidek, belgilangan UAV ish rejasi parametrlariga qat'iy rioya qilishi kerak.

Bu parametrlar orasida, parvoz bosingi 120 m ga oʻrnatilgan—bu balandlik UAV-nin jami substantsiyani qamab turgan va yetarli aniqlikni saqlayotgan holatda rasm koʻrib chiqishini ta’minlaydi. Parvoz tezligi 2–5 m/s oralig'ida nazorat qilinadi, bu UAV-ni parvoz paytida qonqarli va juda yuqori tezlikka sabab boʻlgan harakat chegarasidan himoya qiladi. Ekspozitsiya intervali 2–3 soniya ga oʻrnatilgan, bu esa ayrim osmon sharoitlari ostida doimiy rasmning yog‘ochligini va ishonchli sifatini ta’minlaydi.

Oldga 85% va yanagich 75% cheklash orqali, yaqin ravishda joylashgan rasmlar orasida yetarli cheklash maydoni ta’minlanadi, bu keyingi rasm aloqalash va 3D modeldan olish uchun zarur takrorlanishni beradi. Kamera linzaning fokus uzunligi 35 dan 50 mm gacha boʻlib, 6,048 × 4,032 piksel li yuqori aniqlik sensori bilan jamlangan, bu substantsiyadagi turli qurilmalarning aniq detallarini samarali qilib olish imkonini beradi. Qoʻshimcha, yerli namuna masofasi (GSD) 1.5 sm/piksel boʻlib, har bir piksel haqiqiy dunyodagi aniqlikka mos keladi, bu erda joyqi borliq aniqlikni oshiradi.

Bu parvoz parametrlariga qatʼiy rioya qilish orqali, UAV yuqori sifatdagi rasmlarni olishi mumkin—bu rasmlar professional fotogrammetriya dasturi orqali aloqalash, ulash va 3D qayta tiklash amaliyotlaridan oʻtib, substantsiya uchun yuqori realistik va aniq 3D raqamli ikkizlarini hosil qiladi. Bu model operatorlarga qurilmalar joylashuvi va holati haqida aniq va intuitiv joyqi borliq ma'lumotlar taqdim etadi, bu esa avtomatlashtirilgan qayta oʻtkazish jarayonlarini aniq bajarish uchun kuchli asos oʻrnatadi.

2.2 Substantsiyadagi ajratuvchi joylashuvi uchun “Ikki marta tasdiqlash” usuli
Ajratuvchilar uchun “ikki marta tasdiqlash” qurilmasi sohaga qoʻyilgan asosiy mexanik ishlab chiqarish mekanizmi ustidagi sensorlar orqali haqiqiy ajratuvchi holatini nazorat qiladi. Tizim ikki mikro-kalitka ega: ikkinchi mikro-kalitka sensor bilan bogʻliq boʻlib, ajratuvchi qogʻozining haqiqiy fizikaviy joylashuvini olish uchun mas'ul. Olingan signal sensor orqali signal qabul qiluvchiga joʻnatiladi, bu esa sohadagi oʻlchov va boshqaruv tizimiga ma'lumotlarni joʻnatadi. Bu yopiq tsikl shakllantirish mekanizmi ajratuvchi joylashuvlarini real vaqt va yuqori aniqlik bilan tekshirish imkonini beradi, bu esa ketma-ket boshqaruv operatsiyalari uchun ishonchli joylashuv tasdiqlashini ta’minlaydi.

Sohadagi oʻlchov va boshqaruv bloki, birinchi mikro-kalitka (mexanik feedback) va ikkinchi mikro-kalitka (sensor asosidagi feedback) orqali kelgan signallarni qabul qiladi. Ushbu ikki kirishni integratsiya va tasdiqlashdan soʻng, modul birlashtirilgan holat ma'lumotlarini ketma-ket boshqaruv hostiga joʻnatadi. Hamraev, xato qilishni oldini oladigan host barcha ketma-ket boshqaruv host tomonidan berilgan buyruqlarni tekshiradi. Faqat bu xato tekshirishdan oʻtib ketgandan soʻng, ketma-ket operatsiya amalga oshirilishi mumkin.

Bu “ikki marta tasdiqlash” mekanizmi texnik jihatdan bitta nuqtali signal xatosi yoki notoʻgʻri baholash bilan bogʻliq risklarni bekor qiladi, bu esa ajratuvchi joylashuvini aniqlashning ishonchli darajasini radikal ravishda oshiradi. Haqiqiy jarayonlarda—ba’zi qayta oʻtkazish operatsiyalari yoki avariyaviy javoblar paytida—ikki marta tasdiqlash ajratuvchisi operatorlarga doim haqiqiy joylashuv haqida toʻgʻri ma'lumotlarni beradi, bu esa xato operatsiyalardan himoya qiladi va ketma-ket boshqaruv tizimlari xavfsizligini va barqarorligini kuchaytiradi.

2.3 Amaliy qoʻllanish
110 kV sohadagi kengaytirish loyihasida, yangi qurilmalarni mavjud ketma-ket boshqaruv tizimiga integrlash omillar orqali muhim muammolarga duch kelindi—bu muammolar UAV texnologiyasi orqali samarali hal qilindi. Operatorlar UAV-larni qatʼiy parvoz parametrlariga rioya qilish orqali qoʻllab-quvvat qildi: 120 m parvoz bosingi sohaning butun maydonini qamab turgan va qurilmalar darajadagi aniqlikni saqlayotgan holda; 2–5 m/s parvoz tezligi platformani qonqarli qilib, aniq rasm olish uchun; 2–3 soniya ekspozitsiya intervali oʻzgaruvchan osmon sharoitlariga moslash uchun yuqori sifatli rasmlar olish uchun. Oldga 85% va yanagich 75% cheklash orqali, ma’lumotlar toplami kuchli fotogrammetrik ishlash uchun yetarli takrorlanishni ta’minlaydi.

Yuqori aniqlik UAV rasmlari qutqaruvchi fotogrammetriya va 3D modeldan olish texnologiyalari orqali soha uchun aniq 3D raqamli ikkizlarini hosil qilishga aylanadi. Bu zamonaviy joyqi borliq modeli jamoa tarkibidagi eski va yangi oʻrnatilgan qurilmalar orasidagi joyqi borliq munosabatlarni aniq analiz qilishga imkon beradi. Ketma-ket boshqaruv jarayonlarini simulatsiya qilish paytida, operatorlar model orqali optimal operatsiya yo‘llarini oldindan rejalashtirish va aniq geodezik koordinatalar orqali maqsad qurilmalarini aniq belgilash imkoniyatiga ega bo‘ldi—bu yangi qurilmalarni integratsiya qilish uchun komissiya vaqtini o‘zrok miqdorda kamaytirdi.

Amaliyatda, bu yondashuv loyihaviy jamoasiga ketma-ket boshqaruv tizimini integratsiya va komissiya qilish uchun rejalashtirilgan vaqtidan 3 kun oldin yakunlash imkoniyatini berdi. Bu faqat loyihaning umumiy rejadan oldinroq yakunlanishini ta’minlagan balki sohaning xavfsiz va ishonchli davomiyligiga solishtirish uchun kuchli asos oʻrnatdi.

Bu 110 kV sohadagi kundalik ketma-ket boshqaruv ishlari va xizmat koʻrsatish jarayonlari paytida, ajratuvchi “ikki marta tasdiqlash” mekanizmi operatsion xavfsizlik va samaradorlik uchun asosiy himoya vazifasini bajaradi, UAV texnologiyasi esa kuchli qoʻshimcha yordam beradi. Masalan, tunda avariyaviy ketma-ket boshqaruv operatsiyasi paytida: operatorlar ketma-ket boshqaruv hostidan ajratuvchi ochish buyrug'ini berishidan soʻng, “ikki marta tasdiqlash” qurilmasi aniq signal uzatish va tasdiqlash mekanizmini tez-tez aktivlashtiradi. Qurilma ichidagi ikki mikro-kalitka ajratuvchi qogʻozining joylashuv signalini real vaqtga qadar sohadagi oʻlchov va boshqaruv moduliga uzatadi. Bu modul signalni integratsiya va oldindan ishlov beradi, keyin uni ketma-ket boshqaruv hostiga joʻnatadi. Hamraev, xato qilishni oldini oladigan host buyruqni logika asosida tekshiradi; faqat xato qilishni oldini oladigan host buyruqni toʻgʻri hisoblaganda, ochish operatsiyasi amalga oshirilishi mumkin.

Bu jarayonda UAV ham samarali ahamiyat oʻynaydi. UAV-ning oʻzgaruvchan parvoz imkoniyati orqali, UAV sohadagi qurilmalarni—maxsus ajratuvchi maydoniga qaratilgan—real vaqtga qadar doimiy nazorat qiladi. “ikki marta tasdiqlash” qurilmasi ishlayotganda, UAV tez-tez video axborotini kontroll qismiga uzatadi, bu esa operatorlarga qoʻshimcha vizual referensiyani taqdim etadi, bu esa operatsion aniqlikni yana bir qatordan ta’minlaydi.

Traditsional manaviy tekshirish bilan solishtirganda, bu integratsiya tizimi ishni boshlang'ich 10 minutdan faqat 3 minutga qisqartiradi, bu nafaqada samaradorlikni olib boradi. Bu, quyidagi kabi muhim, yomon osmon sharoitlari va operatordan zorlanish sababli kechki soatlarda manaviy tekshirishda xatolikka olib kela oladigan riskni radikal ravishda bartaraf etadi.

3.Xulosa
UAV texnologiyasi substantsiyalarga doimiy nazorat amaliyotlariga innovatsion urushlarni taqdim etdi. 3D haqiqiy modellar yaratish orqali, yangi jihozlar doimiy nazorat tizimlariga integratsiyasining samaradorligini olib boradi va loyihani amalga oshirishni tezlaydi. Aylanish "ikki marta tasdiqlash" qurilmalari bilan birgalikda ishlashda UAVlar jihoz ishlarining xavfsizligini va aniqlik darajasini olib boradi. UAV texnologiyasining rivojlanishi va doimiy nazorat tizimlari bilan ko'proq integratsiyaga erishishi, murakkab ish rejimlari va jihozlarning aralash uzoqdachilik shunga o'xshash muammolarni hal qilish uchun umidvar bo'lib qoladi, bu substantsiyalarni ishlashini ko'proq aqlli va ishonchli yo'nalishga terg'ib etadi va elektr energiya tizimlari ning barqaror va samarali ishlashi uchun qat'i qilib qo'llaniladigan texnik yordamni taqdim etadi.