چرا به یک شبکه با قابلیت خودرویایی نیاز داریم

چرا به یک شبکه با قابلیت خودسازگاری نیاز داریم؟
--کنترلر ریکلوسر با ارتباطات ۴جی/۵جی به عنوان سنگ بنای اصلی در مرکز آن
با توجه به تحول انرژی و دیجیتال سازی، شبکه برق از مدل سنتی تأمین یک طرفه برق به یک شبکه هوشمند و خودسازگار در حال تغییر است. کنترلر ریکلوسر مبتنی بر فناوری ارتباطات ۴جی/۵جی به دلیل قابلیت حلقه بسته "درک-انتقال-پردازش-تصمیم‌گیری-اجرایی" به تجهیزات اصلی برای ساخت شبکه برق خودسازگار تبدیل شده است. در این مقاله، ما از پنج لایه اصلی آن تحلیل خواهیم کرد.

لایه درک: نظارت زنده بر تمام منطقه، خطاهای جا نخواهند داشت.
لایه درک کنترلر ریکلوسر به وسیله حسگرهای با دقت بالا و تجهیزات پایانه هوشمند قادر به جمع‌آوری پارامترهای شبکه برق در سطح میلی ثانیه است. به عنوان مثال، 'سوییچ دیفرانسیل ۵جی' شبکه برق چیکسی ژئجیانگ دارای حسگرهای ولتاژ/جریان داخلی است که وضعیت عملکرد خط را به صورت زنده نظارت می‌کند و سیگنال‌های غیرعادی مانند جریان فوری و کوتاه شدن را به صورت دقیق ضبط می‌کند.
سوییچ دیفرانسیل ۵جی با حسگرهای ولتاژ/جریان داخلی مجهز شده است که قادر به ضبط دقیق سیگنال‌های غیرعادی مانند جریان فوری و کوتاه شدن است. از طریق فناوری ترکیب اولیه و ثانویه، تجهیزات نه تنها می‌توانند داده‌های الکتریکی را کسب کنند بلکه اطلاعات کمکی مانند دما و رطوبت محیط، لرزش تجهیزات و غیره را ترکیب کرده و مدل هشدار خطای چندبعدی بسازند. این قابلیت درک هولوگرافیک یک پایه داده قابل اعتماد برای موقعیت‌یابی و جداسازی خطا در مراحل بعدی فراهم می‌کند.

لایه انتقال: ارتباطات دو مد ۴جی/۵جی، تأخیر کم و قابلیت اطمینان بالا
در حالی که نصب سیم‌های نوری سنتی هزینه‌بر و دارای دوره زمانی طولانی است، فناوری ارتباطات ۴جی/۵جی با استفاده از تقسیم‌بندی شبکه بی‌سیم و خدمات متمایز، کانال‌های انتقال انعطاف‌پذیر و کارآمدی برای کنترلرهای ریکلوسر فراهم می‌کند. به عنوان مثال، سیستم خودسازگار توزیع شده هوشمند ۵جی در شبکه توزیع شهرستان هونینگ در یوننان استفاده می‌شود که تأخیر ارتباطی کمتر از ۱۰ میلی ثانیه دارد و ارسال همزمان سیگنال‌های محافظت دیفرانسیلی را تضمین می‌کند
سیستم 'توزیع شده هوشمند خودسازگار' پیشنهاد شده در فناوری پتنت. 'ساختمان ارتباطات سطوحی' پیشنهاد شده در فناوری پتنت مسیر انتقال داده را بیشتر بهینه می‌کند، تجمع تأخیر ناشی از ارسال چندسطحی را اجتناب می‌کند و سرعت عمل محافظت را به ۲۴۲۶ برابر حالت سنتی افزایش می‌دهد. در عین حال، طراحی اضافی دو مد ۴جی/۵جی قابلیت اطمینان ارتباطات را در محیط‌های حدی تضمین می‌کند و حتی اگر شبکه محلی قطع شود، عملکرد خدمات اصلی می‌تواند از طریق تغییر انطباقی حفظ شود.

لایه پردازش: تحلیل هوشمند لبه‌ای، تشخیص خطای ثانویه
الگوریتم‌های هوش مصنوعی در ترمینال‌های محلی تعبیه شده‌اند تا پردازش داده‌های زنده را در لبه انجام دهند. به عنوان مثال، سیستم خودسازگار سه سطحی شبکه برق فوجیان، کنترلر ریکلوسر آن دارای مدل یادگیری عمیق داخلی است که داده‌های تاریخی و موج‌های زنده را ترکیب می‌کند تا بین خطاها گذرای و دائمی تمایز قائل شود.
کنترلر ریکلوسر می‌تواند داده‌های تاریخی و موج‌های زنده را ترکیب کند تا بین خطاها گذرای و دائمی تمایز قائل شود. از طریق الگوریتم‌های محافظت دیفرانسیل جریان طولی و محافظت جهتی، دقت موقعیت‌یابی خطا به سطح متری می‌رسد و برنامه جداسازی بهینه به صورت خودکار تولید می‌شود. به عنوان مثال، وقتی کوتاه شدن بین فازهای یک خط شناسایی می‌شود، کنترلر می‌تواند شناسایی خطا را در ۰.۵ ثانیه کامل کند و منطق پیوندی 'محافظت دیفرانسیل + قطع کننده + ریکلوس' را فعال کند و تاخیر واکنش دستی را اجتناب کند.

لایه تصمیم‌گیری: بازسازی توپولوژی پویا، تغییر بهینه بار
هسته شبکه خودسازگار در قابلیت تصمیم‌گیری خودکار است. بر اساس فناوری تقسیم‌بندی شبکه ۵جی، کنترلر ریکلوسر می‌تواند توپولوژی تأمین برق را به صورت پویا تنظیم کند تا برق به مناطق بدون خطا به سرعت بازگردانده شود. به عنوان مثال، در خط B838 شهرستان چیکسی، هنگامی که خطا دائمی در بخش F1 رخ می‌دهد، سیستم به صورت خودکار سوییچ تماس (مثلاً B8382) را از طریق تعیین اولویت بسته و بار را به خط مجاور منتقل می‌کند و کل فرآیند از جداسازی تا بازگرداندن برق فقط چند ثانیه طول می‌کشد.
کل فرآیند از جداسازی تا بازگرداندن برق فقط چند ثانیه طول می‌کشد. 'مکانیسم تعامل متغیر نرخ' پیشنهاد شده در مستندات پتنت کارایی تصمیم‌گیری را بیشتر بهینه می‌کند: پیام ضربانی با نرخ کم تحت شرایط عادی استفاده می‌شود و سیستم به جریان داده با سرعت بالا در زمان خطا تغییر می‌کند که نه تنها مصرف ترافیک را کاهش می‌دهد بلکه واقعی بودن دستورات کلیدی را تضمین می‌کند.

لایه اجرایی: کنترل دستگاه‌های دقیق، تأیید خودسازگاری حلقه بسته
لایه اجرایی به وسیله مکانیزم‌های کلیدزنی با قابلیت اطمینان بالا و مکانیزم‌های تأیید حلقه بسته از اینکه دستورات تصمیم‌گیری به صورت دقیق اجرا شوند تضمین می‌کند. به عنوان مثال، ایستگاه اصلی خودکار توزیع در شهرستان خوچانگ، هنان، دستگاه‌های کلیدزنی را از طریق شبکه ۵جی به صورت دوری کنترل می‌کند و پاسخگویی میلی ثانیه‌ای برای عملیات باز و بسته کردن را تضمین می‌کند.
سیستم به صورت داخلی برای جلوگیری از عدم حرکت سوییچ طراحی شده است. برای جلوگیری از عدم حرکت سوییچ، سیستم منطق محافظت از خرابی داخلی دارد: اگر سوییچی تشخیص داده شود که دستور قطع را اجرا نمی‌کند، سوییچ‌های مجاور را فوراً قطع می‌کند و پیوند پشتیبان را شروع می‌کند، مانند مورد شهرستان هونینگ که انتقال بار در ۴.۸۳ ثانیه از طریق دستگاه خودپرداز انجام شد. علاوه بر این، کنترلر اثر اجرایی را به صورت زنده با مقایسه سیگنال بازخورد مغناطیسی و موج جریان تأیید می‌کند و یک حلقه بسته کامل 'درک-اجرا-بررسی' را تشکیل می‌دهد.

نتیجه‌گیری: آینده شبکه برق خودسازگار
با ۴جی/۵جی به عنوان سنگ بنای اصلی، کنترلر ریکلوسر در حال ترویج تغییر شبکه برق از 'تعمیر پاسیو' به 'دفاع فعال' است. با ارتقاء سطح کلی هوشمندی، زمان پردازش خطا از ساعتی به ثانویه کاهش یافته و درک کاربر از قطع برق به صفر نزدیک می‌شود. با تلفیق عمیق شبکه ۵جی، محاسبات لبه‌ای و فناوری‌های دیگر، شبکه برق آینده توان خواهد داشت برای دسترسی به انرژی‌های تجدیدپذیر در مقیاس بزرگتر و عملکرد خودکار در سناریوهای پیچیده‌تر، پشتیبانی محکمی برای هدف 'دو کربن' و ساختار اینترنت انرژی فراهم کند.