Perché abbiamo bisogno di una rete dotata di capacità di autoguarigione?

Perché abbiamo bisogno di una rete con capacità di autoguarigione?
--Controllore di ricombinatore con comunicazione 4G/5G come pietra angolare al suo nucleo
Spinta sia dalla trasformazione energetica che dalla digitalizzazione, la rete elettrica sta evolvendo da un modello tradizionale di fornitura unidirezionale di energia a uno intelligente e capace di autoguarigione. Il controllore di ricombinatore basato sulla tecnologia di comunicazione 4G/5G è diventato l'equipaggiamento centrale per costruire una rete elettrica a autoguarigione grazie alla sua capacità di ciclo chiuso di ‘percezione-trasmissione-elaborazione-decisione-esecuzione’. In questo articolo, analizzeremo il suo nucleo tecnologico e il valore applicativo su cinque strati principali.

Strato di percezione: monitoraggio in tempo reale di tutta l'area, i guasti non hanno dove nascondersi.
Lo strato di percezione del controllore di ricombinatore si basa su sensori ad alta precisione e attrezzature terminali intelligenti per raccogliere i parametri della rete elettrica a livello millisecondi. Ad esempio, lo ‘interruttore differenziale 5G’ della Rete Elettrica di Cixi, Zhejiang, è dotato di sensori di tensione/corrente integrati, che possono monitorare lo stato di funzionamento della linea in tempo reale e catturare con precisione segnali anomali come sovratensioni istantanee e cortocircuiti.
L'interruttore differenziale 5G è dotato di sensori di tensione/corrente integrati, che possono catturare con precisione segnali anomali come sovratensioni istantanee e cortocircuiti. Grazie alla tecnologia di fusione primaria e secondaria, l'equipaggiamento può non solo ottenere dati elettrici, ma anche combinare informazioni ausiliarie come temperatura e umidità ambientale, vibrazioni dell'attrezzatura e altre, per costruire un modello di allarme multidimensionale dei guasti. Questa capacità di percezione olografica fornisce una base di dati affidabile per la successiva localizzazione e isolamento dei guasti.

Strato di trasmissione: comunicazione 4G/5G dual-mode, bassa latenza e alta affidabilità
Mentre la distribuzione tradizionale delle fibre ottiche è costosa e richiede un lungo ciclo, la tecnologia di comunicazione 4G/5G fornisce canali di trasmissione flessibili ed efficienti ai controllori di ricombinatore attraverso la segmentazione di rete wireless e servizi differenziati. Ad esempio, il sistema di autoguarigione distribuito intelligente 5G viene utilizzato nella rete di distribuzione della Contea di Huoning, Yunnan, con un ritardo di comunicazione inferiore a 10 millisecondi, garantendo la trasmissione sincrona dei segnali di protezione differenziale
Il ‘sistema di autoguarigione distribuito intelligente’ proposto nella tecnologia brevettata. La ‘architettura di comunicazione gerarchica’ proposta nella tecnologia brevettata ottimizza ulteriormente il percorso di trasmissione dei dati, evita l'accumulo di ritardi causati da inoltri multilivello e aumenta la velocità di azione della protezione a 2.426 volte rispetto al modo tradizionale. Allo stesso tempo, la progettazione di ridondanza 4G/5G dual-mode garantisce l'affidabilità della comunicazione in ambienti estremi, e anche se la rete locale viene interrotta, l'operatività del servizio core può essere mantenuta attraverso il switching adattivo.

Strato di elaborazione: analisi intelligente al bordo, diagnosi dei guasti in pochi secondi
Gli algoritmi di intelligenza artificiale sono incorporati nei terminali locali per realizzare l'elaborazione dei dati in tempo reale sul lato del bordo. Prendendo come esempio il sistema di autoguarigione a tre livelli della Rete Elettrica di Fujian, il suo controllore di ricombinatore ha un modello di apprendimento profondo integrato che combina dati storici e forme d'onda in tempo reale per distinguere tra guasti transitori e permanenti.
Il controllore di ricombinatore può combinare dati storici e forme d'onda in tempo reale per distinguere tra guasti transitori e permanenti. Attraverso gli algoritmi di protezione differenziale di corrente longitudinale e di protezione direzionale, l'accuratezza della localizzazione del guasto raggiunge il livello metrico e viene generato automaticamente lo schema di isolamento ottimale. Ad esempio, quando viene rilevato un cortocircuito tra le fasi di una linea, il controllore può completare l'identificazione del guasto entro 0,5 secondi e attivare la logica di collegamento ‘protezione differenziale + trip switch + ricombinazione’, evitando il ritardo di risposta dell'intervento manuale.

Strato decisionale: riconfigurazione topologica dinamica, commutazione ottimale del carico
Il nucleo della rete a autoguarigione risiede nella capacità di decisione autonoma. Basandosi sulla tecnologia di segmentazione di rete 5G, il controllore di ricombinatore può regolare dinamicamente la topologia di fornitura di energia per ripristinare rapidamente l'energia alle aree non colpite da guasti. Prendendo come esempio la linea Xihe B838 della rete di Cixi, quando si verifica un guasto permanente nel tratto F1, il sistema chiude automaticamente l'interruttore di contatto (ad esempio, Xihe B8382) attraverso la determinazione della priorità, e trasferisce i carichi alla linea vicina, e l'intero processo dall'isolamento al ripristino dell'energia richiede solo pochi secondi.
L'intero processo richiede solo pochi secondi dall'isolamento al ripristino dell'energia. Il ‘meccanismo di interazione a tasso variabile’ proposto nel documento brevettato ottimizza ulteriormente l'efficienza decisionale: sotto condizioni normali viene utilizzato un messaggio di heartbeat a tasso basso, e il sistema si commuta a un flusso di dati ad alta velocità quando si verifica un guasto, riducendo non solo il consumo di traffico, ma assicurando anche la natura in tempo reale dei comandi chiave.

Strato di esecuzione: manipolazione precisa dei dispositivi, verifica a ciclo chiuso dell'autoguarigione
Lo strato di esecuzione si basa su meccanismi di commutazione altamente affidabili e meccanismi di verifica a ciclo chiuso per garantire che i comandi decisionali vengano implementati con precisione. Ad esempio, la stazione master di automazione di distribuzione a Xuchang, Henan, opera interruttori a distanza tramite rete 5G, ottenendo una risposta millisecondi per le operazioni di apertura e chiusura.
Il sistema è dotato di logica di protezione integrata per prevenire il rifiuto di movimento degli interruttori: se si rileva che un interruttore non esegue un comando di trip, immediatamente salta gli interruttori adiacenti e avvia il link di riserva, come nel caso della Contea di Huaning, dove il trasferimento del carico è stato completato entro 4,83 secondi attraverso il dispositivo di auto-provisioning. Inoltre, il controllore verifica in tempo reale l'effetto dell'esecuzione confrontando il feedback del segnale magnetico e la forma d'onda della corrente, formando un ciclo completo chiuso di ‘percezione-azione-verifica’.

Conclusione: il futuro della rete elettrica a autoguarigione
Con la comunicazione 4G/5G come pietra angolare, il controllore di ricombinatore sta promuovendo la trasformazione della rete elettrica da ‘riparazione passiva’ a ‘difesa attiva’. Elevando l'intero livello di intelligenza, il tempo di gestione dei guasti viene compresso da ore a secondi, e la percezione dell'utente riguardo all'interruzione dell'energia tende a essere vicina allo zero. Con l'integrazione approfondita della segmentazione di rete 5G, del calcolo al bordo e di altre tecnologie, la futura rete elettrica realizzerà accesso a energie nuove su scala più ampia e operazioni autonome in scenari più complessi, fornendo supporto solido per l'obiettivo ‘di doppio carbonio’ e la costruzione dell'Internet dell'energia.