왜 우리는 자체 복구 기능을 가진 그리드가 필요한가
왜 우리는 자체 치유 기능을 가진 전력망이 필요할까요?
--재개폐기 제어기는 4G/5G 통신을 핵심으로
에너지 변환과 디지털화에 의해 전력망은 전통적인 일방향 전력 공급 모델에서 지능적이고 자체 치유 가능한 모델로 진화하고 있습니다. 4G/5G 통신 기술을 기반으로 하는 재개폐기 제어기는 ‘감지-전송-처리-결정-실행’ 폐쇄 회로 능력을 통해 자체 치유 가능한 전력망 구축의 핵심 장비가 되었습니다. 이 기사에서는 다섯 가지 주요 층면에서 그 기술적 핵심과 적용 가치를 분석하겠습니다.
감지층: 전체 영역의 실시간 모니터링, 고장은 숨을 곳이 없다.
재개폐기 제어기의 감지층은 고정밀 센서와 지능형 단말 장비를 통해 전력망 매개변수의 밀리초 단위 수집을 달성합니다. 예를 들어, 절강 시시 전력망의 ‘5G 차동 스위치’에는 내장된 전압/전류 센서가 있어 선로의 운행 상태를 실시간으로 모니터링하고 순간 과전류 및 단락 등의 비정상 신호를 정확히 포착할 수 있습니다.
5G 차동 스위치는 내장된 전압/전류 센서를 갖추고 있으며, 순간 과전류 및 단락 등의 비정상 신호를 정확히 포착할 수 있습니다. 일차 및 이차 융합 기술을 통해 장비는 전기 데이터뿐만 아니라 환경 온도 및 습도, 장비 진동 등의 보조 정보를 결합하여 다차원 고장 경고 모델을 구축합니다. 이러한 홀로그램 감지 능력은 후속 고장 위치 및 격리를 위한 신뢰할 수 있는 데이터 기반을 제공합니다.
전송층: 4G/5G 듀얼 모드 통신, 저지연 및 고신뢰성
전통적인 광섬유 배치가 비용이 많이 들고 주기가 긴 반면, 4G/5G 통신 기술은 무선 네트워크 슬라이싱 및 차별화된 서비스를 통해 재개폐기 제어기에 유연하고 효율적인 전송 채널을 제공합니다. 예를 들어, 윈난성 화닝 현의 배전망에서 사용되는 5G 지능형 분산형 자체 치유 시스템은 10밀리초 미만의 통신 지연 시간을 보장하며, 차동 보호 신호의 동기 전송을 보장합니다
특허 기술에서 제안된 ‘지능형 분산형 자체 치유 시스템’. 특허 기술에서 제안된 ‘계층적 통신 아키텍처’는 데이터 전송 경로를 더욱 최적화하여 다단계 전달로 인한 지연 누적을 피하고, 보호 작동 속도를 전통적인 모드의 2,426배로 증가시킵니다. 동시에 4G/5G 듀얼 모드 중복 설계는 극단적인 환경에서도 통신 신뢰성을 보장하며, 지역 네트워크가 중단되더라도 적응형 전환을 통해 핵심 서비스 작동을 유지할 수 있습니다.
처리층: 엣지 지능 분석, 초당 고장 진단
AI 알고리즘은 로컬 단말기에 내장되어 엣지 사이드에서 실시간 데이터 처리를 실현합니다. 푸젠 전력망의 세 단계 자체 치유 시스템을 예로 들어, 그 재개폐기 제어기는 내장된 심층 학습 모델을 통해 역사 데이터와 실시간 파형을 결합하여 일시적 고장과 영구적 고장을 구분합니다.
재개폐기 제어기는 역사 데이터와 실시간 파형을 결합하여 일시적 고장과 영구적 고장을 구분할 수 있습니다. 종방향 전류 차동 보호 및 방향 보호 알고리즘을 통해 고장 위치 정확도는 미터 단위에 도달하며, 최적의 격리 계획이 자동 생성됩니다. 예를 들어, 선로의 상간에 단락이 감지되면, 제어기는 0.5초 내에 고장 식별을 완료하고 ‘차동 보호 + 스위치 트립 + 재개폐’ 연동 논리를 트리거하여 수동 개입의 응답 지연을 피할 수 있습니다.
결정층: 동적 위상 재구성, 최적의 부하 전환
자체 치유 가능한 그리드의 핵심은 자율 결정 능력에 있습니다. 5G 네트워크 슬라이싱 기술을 기반으로, 재개폐기 제어기는 전력 공급 위상을 동적으로 조정하여 비고장 영역에 빠르게 전력 공급을 복원할 수 있습니다. 절강 시시 그리드의 Xihe B838 선로를 예로 들어, F1 구간에서 영구적 고장이 발생하면, 시스템은 우선순위 결정을 통해 접촉 스위치(예: Xihe B8382)를 자동으로 닫고, 부하를 인접 선로로 전환하며, 격리부터 전력 공급 복원까지의 전체 프로세스는 몇 초 만에 이루어집니다.
격리부터 전력 공급 복원까지의 전체 프로세스는 몇 초 만에 이루어집니다. 특허 문서에서 제안된 ‘변동률 상호작용 메커니즘’은 결정 효율성을 더욱 최적화합니다: 일반적인 조건에서는 저속 하트비트 메시지를 사용하고, 고장이 발생하면 시스템은 고속 데이터 스트림으로 전환하여 트래픽 소모를 줄이는 동시에 중요한 명령의 실시간성을 보장합니다.
실행층: 정밀한 장치 조작, 폐쇄 회로 자체 치유 검증
실행층은 고도의 신뢰성을 가진 스위칭 메커니즘과 폐쇄 회로 검증 메커니즘을 통해 결정 명령이 정확하게 실행되도록 보장합니다. 예를 들어, 허난성 쉬창의 배전 자동화 마스터 스테이션은 5G 네트워크를 통해 원격으로 회로 차단기를 조작하여 게이트 열고 닫기 작업에 대해 밀리초 단위의 응답을 달성합니다.
시스템은 스위치가 움직이지 않는 것을 방지하기 위해 내장된 실패 보호 논리를 갖추고 있습니다: 만약 스위치가 트립 명령을 실행하지 않는 것으로 감지되면, 즉시 인접 스위치를 점프시키고 대기 링크를 시작합니다. 예를 들어, 화닝 현에서는 4.83초 내에 자기공급 장치를 통해 부하 전환이 완료되었습니다. 또한, 제어기는 자기공급 장치의 자기 신호 피드백과 전류 파형을 비교하여 실시간으로 실행 효과를 검증하여 ‘감지-작동-검사’의 완전한 폐쇄 회로를 형성합니다.
결론: 자체 치유 가능한 전력망의 미래
4G/5G 통신을 기반으로, 재개폐기 제어기는 전력망을 ‘피동적 수리’에서 ‘주동적 방어’로 변화시키고 있습니다. 전체 수준의 지능화를 통해 고장 처리 시간은 시간 단위에서 초 단위로 압축되고, 사용자의 정전 인식은 거의 0에 가까워지고 있습니다. 5G 네트워크 슬라이싱, 엣지 컴퓨팅 등과의 깊은 통합을 통해, 향후 전력망은 더 큰 규모의 신에너지 접근과 더 복잡한 시나리오에서의 자율 작동을 실현하여 ‘이중 탄소’ 목표와 에너지 인터넷 구축에 대한 강력한 지원을 제공할 것입니다.
