Optimerad design av intelligenta elkraftövervakningssystem för decentral producering

Mot bakgrund av den globala energiomställningen blir distribuerad elproduktion alltmer en viktig komponent i elnätet. Med ständiga framsteg inom förnybar energiteknik har det breda införandet av distribuerade energikällor som sol- och vindkraft gett ny kraft åt realiseringen av en lågkolonöms ekonomi. Detta modell ökar energieffektiviteten, minskar förluster vid överföring och förbättrar flexibiliteten och tillförlitligheten i elkraftsystem.

Enligt teorin om elkraftsystem beror nätets tillförlitlighet och stabilitet starkt på effektiv hantering av olika produktionstillfällen. Komplexiteten i moderna elkraftsystem kräver mer exakt kontroll och schemaläggning inom miljöer med distribuerad produktion—särskilt i samband med växande belastningsfluktuationer och resursosäkerhet. För att bemöta dessa utmaningar har intelligenta system för övervakning av ström uppstått, vilka använder avancerade informationsteknik och kommunikationsteknik för att möjliggöra realtidsövervakning och dynamisk justering av energiresurser. Denna artikel undersöker designen av intelligenta system för övervakning av ström och optimerad kontroll i distribuerad produktion, med målet att bidra till energiomställningen och uppfyllandet av hållbarhetsmål.

1. Strömövervakning
Strömövervakning är en viktig metod för realtidsövervakning, datainsamling och analys av drift av elkraftsystem, med målet att säkerställa säkerheten, tillförlitligheten och effektiviteten i elkraftsystem. Ett system för strömövervakning består huvudsakligen av enheter för datainsamling, datatransmissionsnät, övervaknings- och hanteringsplattformar samt larm- och responsmekanismer. Enheter för datainsamling samlar in driftdata från olika elektriska utrustningar, såsom generatorer, transformatorer och distributionsenheter, inklusive viktiga parametrar som spänning, ström, frekvens och effektfaktor.

De insamlade data skickas sedan via stabila och säkra kommunikationsnät (t.ex. fiberoptik, trådlös transmission) till övervakningscentralen. Ett effektivt datatransmissionsnät säkerställer tidpunkten och integriteten hos informationen, vilket ger en pålitlig grund för efterföljande analys. Övervaknings- och hanteringsplattformen genomför realtidsövervakning och analys av de inhämtade data, med hjälp av tekniker som big data-analys och molnbaserade beräkningar för att erbjuda visualiserade gränssnitt och beslutstöd, vilket underlättar för operatörer att fatta effektiva beslut.

2.Systemdesign

2.1 Systemarkitektur

Arkitekturen för det intelligenta systemet för strömövervakning visas i tabell 1.

I arkitekturen för det intelligenta systemet för strömövervakning kompletterar funktionerna i varje plikt deras respektive nyckelteknologier, vilket bildar ett effektivt driftsramverk. Perceptionsplikten samlar in data i realtid genom sensorer och smarta mätare, vilket fungerar som grund och förutsättning för systemfunktioner. Dataens noggrannhet och aktuella status påverkar direkt kvaliteten på efterföljande analys.

Nätverksplikten fungerar som en hubb för dataöverföring, vilket garanterar snabb och pålitlig överföring av data till övervakningscentralen genom användning av avancerade teknologier som fiberoptik och trådlös kommunikation. Den måste också säkerställa integritet och säkerhet för data, förhindrar förlust eller manipulering under överföringen. Användningsplikten ansvarar för djupgående dataanalys och visualisering, vilket använder avancerade dataprocesseringsalgoritmer och big data-teknologi för att omvandla massiva datamängder till värdefulla insikter, vilket stöder cheferna i att fatta precisa beslut.

2.2 Hårdvaruval

Systemets hårdvarukomponenter och deras huvudprestandaparametrar visas i tabell 2.

2.3 Datakommunikationsstrategi

2.3.1 Datainsamling och överföring

Datainsamling och överföring är kärnkompontenter i det intelligenta systemet för strömövervakning, vilket direkt påverkar systemets realtidsprestanda och effektivitet. I detta process samlar olika sensorer och övervakningsenheter i perceptionsplikten in viktiga driftdata från elkraftsystemet, såsom spänning, ström, effekt och frekvens, samt driftstatusinformation från distribuerade produktionskällor.

För att säkerställa datans korrekthet måste insamlingsenheter ha hög precision och hög tillförlitlighet [10]. Efter insamlingen överförs data till nätverksplikten, huvudsakligen genom moderna kommunikationstekniker som fiberoptisk kommunikation, trådlös kommunikation och Internet of Things (IoT)-tekniker. Fiberoptisk kommunikation, med sin höga bandbredd och låga latens, är lämplig för storskalig dataöverföring. Trådlös kommunikation erbjuder flexibilitet och bekvämlighet, vilket effektivt täcker olika övervakningspunkter genom trådlösa signaler.

2.3.2 Säkerhetsåtgärder

I intelligenta system för strömövervakning utgör säkerhetsåtgärder som datakryptering, nätverksskydd och åtkomstkontroll en flernivåig säkerhetsram. Denna ram minskar effektivt externa attacker och interna risker, vilket skapar en säker grund för implementering av intelligent energihantering. Implementering av starka krypteringsalgoritmer under dataöverföring förhindrar data från att avlyssnas eller manipuleras. Användning av symmetriska krypteringsalgoritmer som Advanced Encryption Standard (AES) säkerställer att endast användare med rätt dekrypteringsnyckel kan komma åt data, vilket skyddar integriteten och konfidentialiteten för känslig information och säkerställer att data inte ändras under överföring. När det gäller nätverksskydd, ökar sammanfogningen av flera enheter och system betydligt risken för cyberserier. Därför möjliggör distribution av säkerhetsenheter som brandväggar, Intrusion Detection Systems (IDS) och Intrusion Prevention Systems (IPS) realtidsövervakning av nätverkstrafik, identifiering och blockerande av misstänkta aktiviteter, förhindrande av skadliga angrepp som påverkar systemet och förbättring av den totala säkerheten. Användaråtkomstkontroll och autentiseringsmekanismer, såsom Role-Based Access Control (RBAC), säkerställer att endast auktoriserade användare kan komma åt specifika systemfunktioner och data. Detta minskar risken för intern datalekage, förbättrar systemets säkerhet och effektivt förhindrar obehörig åtkomst.

3. Forskningsmetodik

3.1 Forskningsdesign

Denna studie antar en kombinerad metod av experiment och simulering, integrerar verkliga marknadsdata för el med simulerad elförbrukning för att bygga flera experimentella scenarier.

Dessa scenarier möjliggör en omfattande testning och utvärdering av systemet. I experimentdesignen fokuserar systemprestandautvärdering främst på mått som schemaläggningseffektivitet, resurseffektivitet och svarstid. Genom att konfigurera olika belastningar, resurstilldelningar och generationsmodeller simuleras systemets prestanda under olika driftsförhållanden. Säkerhetsutvärdering fokuserar däremot på systemets motståndskraft mot oväntade händelser som cyberserier, systemfel och dataläckage.

För att omfattande utvärdera prestandan för det intelligenta systemet för strömövervakning, utformades en vetenskaplig utvärderingsram och indikatorsystem, som omfattar prestandamått, inklusive svarstid, schemaläggningssuccessrate, resurseffektivitet och systemstabilitet, samt säkerhetmått, såsom intrusionsdetektionsfrekvens, sårbarhetspatchningstid och datakrypteringsstyrka.

3.2 Prestandautvärdering

Prestandautvärderingen av det intelligenta systemet för strömövervakning i optimerad kontroll av distribuerad produktion visas i tabell 3.

Säkerhetsutvärderingsmåtten i tabell 4 ger omfattande skyddsåtgärder för det intelligenta systemet för strömövervakning. Dessa mått täcker aspekter som datakryptering, intrusionsdetektion, åtkomstkontroll, sårbarhetsåtgärder och skydd mot skadlig programvara, vilket säkerställer att systemet kan effektivt svara på potentiella hot, inklusive cyberserier, dataläckage och skadlig programvara.

Till exempel kräver datakrypteringsnivån att AES-256 eller högre krypteringsstandarder används för att säkerställa säkerheten för dataöverföring och lagring; intrusionsdetektionsfrekvensen ska vara över 95%, vilket säkerställer att systemet snabbt kan identifiera och svara på abnorm åtkomst eller angreppsåtgärder. Åtkomstkontrolleffektiviteten måste uppnå 100% compliance, vilket säkerställer att användarbehörighetshantering strikt följer säkerhetspolicyer. Målet för reparationstid för säkerhetssårbarheter är inom 24 timmar, vilket möjliggör snabb lösning av identifierade sårbarheter.

4. Experimentresultat

4.1 Resultat av prestandatest

Resultaten av prestandatestet visas i tabell 5.

I detta prestandatest uppfyllde alla systemmått väl eller översteg de förinställda målvärdena. Systemets svarstid var 1.8 s, vilket uppfyllde <2.0 s-kravet, vilket indikerar hög schemaläggningseffektivitet. Datahanteringshastigheten nådde 2,200 poster per sekund, vilket överträffade 2,000 poster/s-kravet, vilket visar på stark realtidsdataprocesseringsförmåga. Systemtillgängligheten var 99.98%, vilket var högre än 99.95%-målet, vilket reflekterar utmärkt stabilitet och tillförlitlighet. Energiförlustprocenten var 2.5%, vilket var lägre än 3.0%-målet, vilket optimiserar effektiviteten i elförsörjning. Optimeringsschemaläggningssuccessrate nådde 92%, vilket effektivt stödjer systemets schemaläggningsmål. Felåterställningstid och resurseffektivitet var 4 minuter och 87% respektive—båda överträffade fastställda standarder—vilket visar systemets snabba återhämtning under fel och effektiv resurseffektivitet. Resultaten indikerar att det intelligenta systemet för strömövervakning visar starka prestanda i den optimerade kontrollen av distribuerad produktion.

4.2 Resultat av säkerhetstest

Resultaten av säkerhetstestet visas i tabell 6.

Säkerhetsindikator	Testvärde	Målvärde	Utvärderingsresultat
Datakrypteringsnivå	AES - 256	AES - 256 eller högre	Uppfyller standard
Intrusionsdetektionsfrekvens	97%	>95%	Uppfyller standard
Belöning Belöning Ge en tips och uppmuntra författaren Ämnen: Design och simulering Energiövervakningssystem Om experter Dyson China Expertisområde Electrical Standards Specialartikel 82 Konsult Belöning Consult Tip Rekommenderad Mer Minsta driftspänning för vakuumkretsutslagare Minsta driftspänning för avbrytande och stängning i vakuumbrytare1. IntroduktionNär du hör termen "vakuumbrytare" kan det låta okänt. Men om vi säger "brytare" eller "strömbrytare" kommer de flesta att veta vad det betyder. I själva verket är vakuumbrytare viktiga komponenter i moderna elkraftssystem, ansvariga för att skydda kretsar från skador. Idag ska vi utforska ett viktigt koncept — den minsta driftspänningen för avbrytande och stängning.Även om det låter tekniskt, syftar detta enkelt till Dyson 10/18/2025 Effektiv optimering av vind-solcellshybridsystem med lagring 1. Analys av vind- och solfotovoltaiska kraftgenereringsegenskaperAnalys av egenskaperna för vind- och solfotovoltaisk (PV) kraftgenerering är grundläggande för att utforma ett komplementärt hybridsystem. Statistisk analys av årliga vindhastighets- och solstrålningdata för en specifik region visar att vindresurserna visar sezonal variation, med högre vindhastigheter under vintern och våren och lägre hastigheter under sommaren och hösten. Vindkraftgenerering är proportionell mot kuben av vindhast Dyson 10/15/2025 Vind-Sol Hybrid Drivd IoT-system för RealTid Vattenledningsövervakning I. Nuvarande situation och befintliga problemFör närvarande har vattenförsörjningsbolag omfattande nätverk av vattenledningar som ligger under jorden i både stads- och landsbygdsområden. Realidagsövervakning av ledningsdriftsdata är avgörande för effektiv kommando- och kontroll av vattenproduktion och -distribution. Därför måste ett stort antal dataövervakningsstationer etableras längs ledningarna. Men stabila och tillförlitliga strömkällor nära dessa ledningar finns sällan. Även när ström är ti Dyson 10/14/2025 Hur man bygger ett AGV-baserat intelligents lager system AGV-baserat intelligenta lagerlogistiksystemMed den snabba utvecklingen inom logistiksektorn, ökande brist på mark och stigande arbetskostnader, står lager som viktiga logistiknoder inför betydande utmaningar. När lager blir större, ökar operativa frekvenser, informationsskomplexitet växer och beställningsplockning blir mer krävande, har det blivit ett huvudmål för lagersektorn att uppnå låga felhastigheter och sänka arbetskostnader samtidigt som lagringsverksamhetens effektivitet förbättras, vi Dyson 10/08/2025 Om experter Dyson China Expertisområde Elstandarder Specialartikel 82 Konsult Belöning Sök efter elkraftsexperter och partners för att utforska nät- och energilösningar Skicka förfrågan Ditt namn Din telefon Din e-post Ditt land Ditt meddelande Skicka nu Ladda ner Hämta IEE-Business applikationen Använd IEE-Business-appen för att hitta utrustning få lösningar koppla upp med experter och delta i branssammarbete när som helst var som helst fullt ut stödande utvecklingen av dina elprojekt och affärsverksamhet