Warum benötigen wir ein Netz mit Selbstheilungsfähigkeiten?

Warum brauchen wir ein Netz mit Selbstheilungsfähigkeiten?
--Schaltgerätcontroller mit 4G/5G-Kommunikation als Kernsteinelement
Angetrieben durch die Energiewende und die Digitalisierung entwickelt sich das Stromnetz von einem traditionellen Einweg-Versorgungsmodell zu einem intelligenten, selbstheilenden. Der auf 4G/5G-Kommunikationstechnologie basierende Schaltgerätcontroller ist dank seiner ‘Sensieren-Übertragen-Verarbeiten-Entscheiden-Ausführen’-Kreislauf-Fähigkeit zum Kernequipment für den Aufbau eines selbstheilenden Stromnetzes geworden. In diesem Artikel werden wir seinen technologischen Kern und seinen Anwendungswert aus fünf Hauptebenen analysieren.

Wahrnehmungsebene: Echtzeitüberwachung des gesamten Gebiets, Fehler haben keinen Platz zum Verstecken.
Die Wahrnehmungsebene des Schaltgerätcontrollers beruht auf hochpräzisen Sensoren und intelligenten Endgeräten, um eine Millisekunden-Datenerfassung der Netzelemente zu erreichen. So verfügt beispielsweise der ‘5G-Differenzschalter’ des Zhejiang Cixi Power Grid über eingebaute Spannungs-/Stromsensoren, die den Betriebsstatus der Leitung in Echtzeit überwachen und Abnormale Signale wie Momentanüberstromungen und Kurzschlüsse präzise erfassen können.
Der 5G-Differenzschalter ist mit einem eingebauten Spannungs-/Stromsensor ausgestattet, der abnormale Signale wie Momentanüberstromungen und Kurzschlüsse präzise erfassen kann. Durch die Primär- und Sekundär-Fusionstechnologie kann die Ausrüstung nicht nur elektrische Daten erlangen, sondern auch Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, Gerätevibration und andere Hilfsinformationen kombinieren, um ein multidimensionales Fehlalarmmodell aufzubauen. Diese holografische Wahrnehmungsfähigkeit bietet einen zuverlässigen Datengrundstock für die nachfolgende Fehlerortung und -isolierung.

Übertragungsebene: 4G/5G-Dualmodus-Kommunikation, niedrige Latenz und hohe Zuverlässigkeit
Während die traditionelle Glasfaserinstallation kostspielig und langwierig ist, bietet 4G/5G-Kommunikationstechnologie durch drahtlose Netzwerkslicing und differenzierte Dienstleistungen flexible und effiziente Übertragungskanäle für Schaltgerätcontroller. Beispielsweise wird im Verteilernetz von Huoning County, Provinz Yunnan, ein 5G-intelligentes verteiltes Selbstheilungssystem eingesetzt, bei dem die Kommunikationsverzögerung unter 10 Millisekunden liegt, was die synchrone Übertragung von Differenzschutzsignalen garantiert
Das in der Patenttechnologie vorgeschlagene ‘intelligente verteilte Selbstheilungssystem’. Die in der Patenttechnologie vorgeschlagene ‘hierarchische Kommunikationsarchitektur’ optimiert den Datenübertragungspfad weiter, vermeidet die durch mehrstufige Weiterleitung entstehende Verzögerung und erhöht die Geschwindigkeit der Schutzhandlung auf 2.426-mal des traditionellen Modus. Gleichzeitig stellt die 4G/5G-Dualmodus-Redundanzdesign die Kommunikationszuverlässigkeit in extremen Umgebungen sicher, und selbst wenn das lokale Netzwerk unterbrochen ist, kann die Kernserviceoperation durch adaptive Umschaltung weiterhin aufrechterhalten werden.

Verarbeitungsebene: KI-gestützte Analyse an der Kante, Sekundenfristige Fehlerdiagnose
KI-Algorithmen sind in lokalen Endgeräten eingebettet, um die Echtzeitdatenverarbeitung an der Kantenseite zu ermöglichen. Am Beispiel des dreistufigen Selbstheilungssystems des Fujian Power Grid verfügt sein Schaltgerätcontroller über ein eingebautes Deep-Learning-Modell, das historische Daten und Echtzeitwellenformen kombiniert, um zwischen vorübergehenden und dauerhaften Fehlern zu unterscheiden.
Der Schaltgerätcontroller kann historische Daten und Echtzeitwellenformen kombinieren, um zwischen vorübergehenden und dauerhaften Fehlern zu unterscheiden. Durch die longitudinalen Stromdifferenzschutz- und Richtungsschutzalgorithmen erreicht die Fehlerortungsgenauigkeit das Metermaß, und es wird automatisch die optimale Isolierungslösung generiert. Beispielsweise, wenn zwischen den Phasen einer Leitung ein Kurzschluss festgestellt wird, kann der Controller die Fehlererkennung innerhalb von 0,5 Sekunden abschließen und die ‘Differenzschutz + Schaltgerätöffnung + Wiederverschluss’-Koppellogik auslösen, wodurch die Antwortverzögerung durch manuelle Intervention vermieden wird.

Entscheidungsebene: Dynamische Topologie-Rekonfiguration, optimale Lastumschaltung
Der Kern des selbstheilenden Netzes liegt in der autonomen Entscheidungsfähigkeit. Basierend auf 5G-Netzwerkslicing-Technologie kann der Schaltgerätcontroller die Versorgungstopologie dynamisch anpassen, um die Stromversorgung in nichtdefekten Bereichen schnell wiederherzustellen. Am Beispiel der Xihe B838-Leitung des Cixi-Netzes, wenn in Abschnitt F1 ein dauerhafter Fehler auftritt, schließt das System automatisch den Kontakt-Schalter (z.B. Xihe B8382) über Prioritätsbestimmung, und leitet die Lasten auf die benachbarte Leitung um, und der gesamte Prozess von Isolation bis zur Wiederherstellung der Stromversorgung dauert nur wenige Sekunden.
Der gesamte Prozess dauert nur wenige Sekunden von der Isolation bis zur Wiederherstellung der Stromversorgung. Das in der Patentdokumentation vorgeschlagene ‘variable Rate Interaktionsmechanismus’ optimiert die Entscheidungseffizienz weiter: Unter normalen Bedingungen wird eine Niedriggeschwindigkeits-Herzschlagmeldung verwendet, und das System wechselt bei einem Fehler zu einem Hochgeschwindigkeitsdatenstrom, was sowohl den Trafficverbrauch reduziert, als auch die Echtzeitfähigkeit wichtiger Befehle sicherstellt.

Ausführungs-Ebene: Präzises Gerät-Manipulation, geschlossene Selbstheilungs-Verifizierung
Die Ausführungs-Ebene verlässt sich auf hochzuverlässige Schaltmechanismen und geschlossene Verifizierungsmechanismen, um sicherzustellen, dass Entscheidungsbefehle präzise umgesetzt werden. Zum Beispiel betreibt die Verteilungsautomatisierungshauptstation in Xuchang, Provinz Henan, Fernbedienung von Schaltgeräten über 5G-Netzwerk, was eine Millisekundenantwort für Öffnen- und Schließenoperationen ermöglicht.
Das System ist so konzipiert, dass es verhindert, dass der Schalter sich weigert, zu reagieren. Um das Ablehnen des Schalters zu verhindern, hat das System eingebaute Fehlerschutzlogik: Wenn ein Schalter nicht den Befehl zur Schaltung ausführt, springen sofort angrenzende Schalter um und starten die Standby-Verbindung, wie im Fall von Huaning County, wo die Lastumschaltung innerhalb von 4,83 Sekunden durch das selbstbereitstellende Gerät abgeschlossen wurde. Darüber hinaus überprüft der Controller die Ausführungseffekt in Echtzeit, indem er das magnetische Signalfeedback und die Stromwellenform vergleicht, und bildet damit einen vollständigen geschlossenen Kreis von ‘Sensieren-Handeln-Überprüfen’.

Zusammenfassung: Die Zukunft des selbstheilenden Stromnetzes
Mit 4G/5G-Kommunikation als Grundlage fördert der Schaltgerätcontroller die Transformation des Stromnetzes von ‘passiver Reparatur’ zu ‘aktiver Verteidigung’. Durch die Erhöhung des gesamten Intelligenzniveaus wird die Fehlerbehandlungszeit von stündlich auf sekundär komprimiert, und die Benutzerwahrnehmung von Stromausfällen nähert sich null. Mit der tiefen Integration von 5G-Netzwerkslicing, Edge-Computing und anderen Technologien wird das zukünftige Stromnetz größere Skalen neuer Energien und autonomes Betreiben in komplexeren Szenarien realisieren, was feste Unterstützung für das ‘doppelte Kohlenstoff’-Ziel und den Aufbau des Energie-Internets bietet.