¿Por qué necesitamos una red con capacidades de autocuración?

¿Por qué necesitamos una red con capacidades de autocuración?
--Controlador de seccionador automático con comunicación 4G/5G como piedra angular en su núcleo
Impulsada por la transformación energética y la digitalización, la red eléctrica está evolucionando desde un modelo de suministro de energía unidireccional tradicional a uno inteligente y de autocuración. El controlador de seccionador automático basado en la tecnología de comunicación 4G/5G se ha convertido en el equipo central para construir una red eléctrica de autocuración gracias a su capacidad de bucle cerrado de ‘detección-transmisión-procesamiento-decisión-ejecución’. En este artículo, analizaremos su núcleo técnico y valor de aplicación desde cinco capas principales.

Capa de percepción: monitoreo en tiempo real de toda el área, los fallos no tienen lugar donde esconderse.
La capa de percepción del controlador de seccionador automático se basa en sensores de alta precisión y equipos terminales inteligentes para lograr la recolección de parámetros de la red a nivel de milisegundos. Por ejemplo, el ‘interruptor diferencial 5G’ de la Red Eléctrica de Cixi, Zhejiang, tiene sensores de voltaje/corriente incorporados, que pueden monitorear el estado de funcionamiento de la línea en tiempo real y capturar con precisión señales anómalas como sobrecorrientes instantáneas y cortocircuitos.
El interruptor diferencial 5G está equipado con un sensor de voltaje/corriente incorporado, que puede capturar con precisión señales anómalas como sobrecorrientes instantáneas y cortocircuitos. A través de la tecnología de fusión primaria y secundaria, el equipo no solo puede obtener datos eléctricos, sino también combinar información auxiliar como temperatura y humedad ambiental, vibraciones del equipo, etc., para construir un modelo de advertencia de fallos multidimensional. Esta capacidad de detección holística proporciona una base de datos confiable para la localización y aislamiento de fallos posteriores.

Capa de transmisión: comunicación dual 4G/5G, baja latencia y alta confiabilidad
Mientras que la implementación tradicional de fibra óptica es costosa y tiene un ciclo de tiempo largo, la tecnología de comunicación 4G/5G proporciona canales de transmisión flexibles y eficientes para los controladores de seccionador automático a través de segmentación de red inalámbrica y servicios diferenciados. Por ejemplo, el sistema de autocuración distribuido inteligente 5G se utiliza en la red de distribución del condado de Huoning, provincia de Yunnan, con una demora de comunicación de menos de 10 milisegundos, garantizando la transmisión sincrónica de señales de protección diferencial
El ‘sistema de autocuración distribuido inteligente’ propuesto en la tecnología patentada. La ‘arquitectura de comunicación jerárquica’ propuesta en la tecnología patentada optimiza aún más la ruta de transmisión de datos, evita la acumulación de retrasos causada por la retransmisión multinivel y aumenta la velocidad de acción de la protección a 2,426 veces la del modo tradicional. Al mismo tiempo, el diseño de redundancia dual 4G/5G asegura la confiabilidad de la comunicación en entornos extremos, y incluso si la red local se interrumpe, la operación del servicio central aún se puede mantener a través del cambio adaptativo.

Capa de procesamiento: análisis inteligente en el borde, diagnóstico de fallas en segundos
Los algoritmos de IA están incrustados en terminales locales para realizar el procesamiento de datos en tiempo real en el lado del borde. Tomando como ejemplo el sistema de autocuración de tres niveles de la Red Eléctrica de Fujian, su controlador de seccionador automático tiene un modelo de aprendizaje profundo incorporado que combina datos históricos y formas de onda en tiempo real para distinguir entre fallos transitorios y permanentes.
El controlador de seccionador automático puede combinar datos históricos y formas de onda en tiempo real para distinguir entre fallos transitorios y permanentes. A través de los algoritmos de protección diferencial de corriente longitudinal y protección direccional, la precisión de la localización de fallos alcanza el nivel de metros, y se genera automáticamente el esquema óptimo de aislamiento. Por ejemplo, cuando se detecta un cortocircuito entre fases de una línea, el controlador puede completar la identificación del fallo en 0.5 segundos y desencadenar la lógica de enlace ‘protección diferencial + apertura de interruptor + recierre’, evitando el retraso de respuesta de la intervención manual.

Capa de toma de decisiones: reconfiguración topológica dinámica, conmutación óptima de carga
El núcleo de la red de autocuración radica en la capacidad de toma de decisiones autónoma. Basado en la tecnología de segmentación de red 5G, el controlador de seccionador automático puede ajustar dinámicamente la topología de suministro de energía para restaurar rápidamente el suministro de energía a las áreas no afectadas por fallos. Tomando como ejemplo la línea Xihe B838 de la red de Cixi, cuando ocurre un fallo permanente en la sección F1, el sistema cierra automáticamente el interruptor de contacto (por ejemplo, Xihe B8382) mediante la determinación de prioridad, y transfiere las cargas a la línea vecina, y todo el proceso, desde el aislamiento hasta la restauración del suministro de energía, lleva solo unos segundos.
Todo el proceso lleva solo unos segundos, desde el aislamiento hasta la restauración del suministro de energía. El ‘mecanismo de interacción de tasa variable’ propuesto en el documento de patente optimiza aún más la eficiencia de la toma de decisiones: se utiliza un mensaje de latido bajo en condiciones normales, y el sistema cambia a un flujo de datos de alta velocidad cuando ocurre un fallo, lo que no solo reduce el consumo de tráfico, sino que también asegura la naturaleza en tiempo real de los comandos clave.

Capa de ejecución: manipulación precisa de dispositivos, verificación de autocuración de bucle cerrado
La capa de ejecución se basa en mecanismos de conmutación altamente confiables y mecanismos de verificación de bucle cerrado para asegurar que los comandos de toma de decisiones se implementen con precisión. Por ejemplo, la estación maestra de automatización de distribución en Xuchang, Henan, opera interruptores de forma remota a través de la red 5G, logrando una respuesta de milisegundos para las operaciones de apertura y cierre de puertas.
El sistema está diseñado para prevenir que el interruptor se niegue a moverse. Para prevenir la negativa del interruptor, el sistema tiene lógica de protección contra fallos incorporada: si se detecta que un interruptor no está ejecutando un comando de apertura, inmediatamente salta a interruptores adyacentes y activa el enlace de respaldo, como en el caso del condado de Huaning, donde la transferencia de carga se completó en 4.83 segundos a través del dispositivo de autoaprovisionamiento. Además, el controlador verifica en tiempo real el efecto de la ejecución comparando la retroalimentación de la señal magnética y la forma de onda de la corriente, formando un bucle cerrado completo de ‘detección-acción-verificación’.

Conclusión: el futuro de la red eléctrica de autocuración
Con la comunicación 4G/5G como piedra angular, el controlador de seccionador automático está promoviendo la transformación de la red eléctrica de ‘reparación pasiva’ a ‘defensa activa’. Al mejorar el nivel general de inteligencia, el tiempo de procesamiento de fallos se comprime de horas a segundos, y la percepción del usuario de los apagones tiende a ser casi nula. Con la integración profunda de la segmentación de red 5G, el cálculo en el borde y otras tecnologías, la futura red eléctrica logrará un acceso a energías renovables a mayor escala y operación autónoma en escenarios más complejos, proporcionando un soporte sólido para la meta de ‘doble carbono’ y la construcción de la Internet de la energía.