Ufanisi wa Teknolojia za Mtandao Maalum katika Mipango ya Upatikanaji wa Umeme kwa Viwanda vya Umeme vya Chini

Kama muhimu wa mtandao wa kubadilisha, eneo la kubadilisha la kiwango cha chini (litakikani kutajwa kama "maeneo ya kubadilisha ya kiwango cha chini") huchangia faida za kiuchumi za mashirika ya umeme na ubora wa matumizi ya umeme kwa wateja kwa njia ya maswala ya upungufu wa mizigo. Lakini, mitazamo ya kidereva yanayofanana na jinsi ya kutatua maswala haya yana uwezo mdogo sana katika kuwa sahihi na kufanya kazi vizuri. Katika hali hii, tume ya teknolojia ya mtandao maalum inatoa suluhisho mapya kwa utaratibu wa kutatua maswala ya upungufu wa mizigo. Kwa kuleta ufundishaji wa teknolojia maarufu, ni weza kuboresha ubora wa kudhibiti upungufu wa mizigo na pia kusaidia malengo ya kurekebisha nishati na kupunguza uzalishaji wa magonjwa, ambayo ni muhimu sana kwa kuboresha maendeleo bora katika sekta ya umeme.

1.Maswala ya Upungufu wa Mzigo katika Maeneo ya Kubadilisha ya Kiwango cha Chini
Maswala ya upungufu wa mzigo katika maeneo ya kubadilisha ya kiwango cha chini zinaweza kugawanyika kwenye upungufu wa teknolojia na upungufu wa utaratibu. Upungufu wa teknolojia unatokana na upungufu wa vifaa vilivyopo na masharti za kufanya kazi—kama vile upungufu wa mbao na upungufu wa mafuta katika vifaa vya kubadilisha na upungufu wa nguvu kutokana na upinzani wa mstari. Kulingana na mfano wa mstari wa kubadilisha wa kiwango cha chini, ikiwa ukubwa wa kitufe cha mstari ni 50 mm² na amperi ya mizigo yanayopata 200 A, upungufu wa nguvu kwa kilomita moja ya mstari unaweza kuwa umbali wa 4 kW.

Ikiwa ukubwa wa kitufe cha mstari unabadilishwa hadi 70 mm² kwa masharti sawa, upungufu unaweza kupungua kwa asili ya 30%. Upungufu wa utaratibu, kwa upande mwingine, mara nyingi unatokana na makosa ya kutathmini, uchawi wa umeme, au usimamizi na kufanya kazi si kwa njia sahihi. Kwa mfano, uwepo wa ukweli wa midharaibuni ya umeme ya kimaendeleo duniani kabisa kiholela ni umbali wa 85%, chini sana kuliko midharaibuni maalum, ambayo ni juu zaidi ya 99%. Pia, upungufu wa kiwango cha chini kunaweza kuongeza upungufu wa mizigo; ikiwa upungufu wa amperi ya kiwango cha chini katika eneo la kubadilisha linapanda zaidi ya 15%, kiasi cha upungufu wa mizigo litakapanda kwa asili ya 2% hadi 5%. Ukuu wa maswala haya huonyesha kuwa tathmini ya mkono tu haikuwa inaweza kutosha kwa talabani za utaratibu wa kukabiliana, na njia za akili zinaonekana kwa urahisi ili kuboresha ufanisi wa kudhibiti.

2.Teknolojia za Mtandao Maalum Inayotumiwa katika Utaratibu wa Upungufu wa Mzigo katika Maeneo ya Kubadilisha ya Kiwango cha Chini

2.1 Teknolojia ya HPLC (High-Speed Power Line Communication)
Serikali ya msingi ya teknolojia ya HPLC ni kutumia mistari ya kubadilisha ya kiwango cha chini iliyopo kama madia ya mawasiliano, kushiriki ishara zenye kasi ya juu kwenye mistari ya umeme kwa njia ya mzunguko wa shirikisho ili kufikia mawasiliano ya data kwa kasi ya juu. Teknolojia hii inatumika kwa ujumla katika mahali kama kujitambua kwa muda wa kasi ya mstari katika maeneo ya kubadilisha, kutambua data ya nishati, na kujihusisha kwa taarifa za umeme ya wateja.

Wakati wa kutekeleza, hatua ya kwanza ni kufanya tafiti ya mahali wa mazingira ya mstari katika eneo la kubadilisha ili kutathmini sifa za barabara na kiwango cha kuzuia, kwa hivyo kutathmini kasi nzuri ya kasi ya mzunguko (kwa kawaida ndani ya 1.7–30 MHz) na njia ya kushiriki. Baada ya hayo, vifaa vya kushiriki vihusika na moduli za mawasiliano ya HPLC vinapatikana katika upande wa kiwango cha chini wa kubadilisha, sanduku za mikoa, na midharaibuni ya umeme ya wateja ili kuanza mtandao wa mawasiliano ulioenyekea kote katika eneo la kubadilisha. Pia, mifumo ya msingi yanapatikana ili kuepuka kwa urahisi na mifumo ya juu ya programu kwa njia ya kubadilisha kanuni.

Katika ufanisi wa kufanya kazi na kudhibiti, vitathmini na kurekebisha vifaa vinapaswa kufanyika kwa muda, kasi ya ishara ya mawasiliano lazima iketathmini, na mambo yoyote yasiyofaa yanapaswa kusuluhishwa mara moja. Kwa mfano, ikiwa kupungua kwa ishara ya mzunguko inapanda zaidi ya 30 dB au kiwango cha makosa ya biti kinapanda zaidi ya 1×10⁻⁴, vigumu vya mstari au chanzo cha kuzuia kizito cha mawingu lazima likatanuliwe. Ikiwa lazima, nguvu ya kutuma (kwa kawaida ni kati ya –10 dBm hadi 30 dBm) inapaswa kubadilishwa au vifaa vya kushiriki vinarekebishwe ili kuhakikisha kwamba mifumo inafanya kazi kwa urahisi. 

Kusaidia ustawi wa mawasiliano, mifumo ya HPLC mara nyingi hutumia mikakati ya kubadilisha yenye kutoa mwendo, kuchagua vipimo vya kubadilisha kwa kasi ya mzunguko kulingana na ubora wa barabara. Vipimo vya kubadilisha tofauti vinavutia kasi ya data, ukidhibiti sauti, na eneo linalowezekana, kwa hiyo inahitaji kurekebisha kwa urefu kulingana na mabadiliko ya mizigo na sauti katika eneo la kubadilisha. Kwa mfano, vipimo vya kubadilisha vya kiwango cha juu vinaweza kutumika wakati wa usiku wakati mizigo yanafanya kazi wenye kasi chache na kiwango cha sauti ni chache, ili kuboresha kasi ya data, na kubadilisha kwa kasi inayostahimili wakati wa masaa ya juu ya siku inaweza kutathmini ustawi wa mawasiliano. Jadi la 1 linachora vipimo vya teknolojia vya kubadilisha vilivyovyanjishwa kwa kasi ya HPLC pamoja na sifa zao za teknolojia, kutoa chaguo kwa uunganisho wa parameta za mahali.

Jadi 1: Ulinganisho wa Sifa za Teknolojia za Kubadilisha Vinavyotumiwa Mara Nyingi kwa HPLC

2.2 Kifaa cha Kuswitcha ya Phase-zinza na Akili
Uwanja wa kifaa cha kuswitcha ya phase-zinza na akili ni kupimia maghari na mizigo ya phase tatu, kuhesabu ukosefu wa uwiano wa ongezeko wa mizigo kwa muda, na wakati ukosefu huo unapopita zaidi ya kiwango kilichochaguliwa (kawaida 10%–20%), kutengeneza mizigo ili kurudia uwiano wa mizigo ya phase tatu. Kifaa hiki kinatumika mara nyingi mwishoni mwa eneo la transformer, hasa katika maeneo yenye mizigo muhimu ya phase moja.

Katika uendeshaji:
Pili, lazima kuchagua eneo sahihi la uwekezaji—kama vile katika sanduku za vitofauti au upande wa chini wa transformers za uzalishaji—kutokomeza urahisi wa kuundwa na huduma.
Pili, lazima kufanya utafiti wa mahali ili kuelewa utaratibu wa mizigo na kukagua kwa usahihi uwezo wa switch (angalia Jukwaa 2). Katika hatua ya uwekezaji na mtazamo, lazima kufanya majaribio ya mizigo ya mtiririko ili kuboresha msimbo wa kudhibiti na vigezo vya usalama; mfano, vigezo vya usalama wa mizigo yanaorodheshwa kwa mara 1.2 ya mizigo rasmi.
Tatu, lazima kuboresha mfumo wa mtazamo wa eneo la transformer ili kubadilisha taarifa na kudhibiti mbali.
Nne, katika hatua ya uendeshaji na huduma, lazima kufanya majaribio ya kuzuia mapema kwa switch mara kwa mara ili kupata na kusuluhisha matatizo yanayotokea kama ufunguzi wa nguvu au ushirikiano wazi, kuhakikisha uendeshaji salama na imara. Pia, lazima kufanya tathmini za mabadiliko ya mizigo ya eneo la transformer mara kwa mara ili kubadilisha msimbo wa kudhibiti na vigezo vya switch kulingana na hitaji.

Jukwaa 2 Mhusiano wa Uwezo wa Kifaa cha Kuswitcha Smart

2.3 Mwambaji wa Kinga wa Umeme wa Kivuji wa Msimbo wa Kimataifa
Mtaani ya asili ya mwambaji wa kinga wa umeme wa kivuji wa msimbo wa kimataifa ni kutathmini umeme na nguvu ya mzunguko wa kivuji mara kwa mara, kuhesabu vipimo kama ujanja ya mzunguko na daraja la nafasi, na kubadilisha kwa moja kwa moja maeneo ya mwambaji wa tap changer wa transformer kulingana na tofauti, ili kudumisha umeme uliochukua katika umbizo unaochapishwa. Zana hii inatumika zaidi katika mitandao ya kubadilisha umeme wa kivuji, hasa sehemu za mwisho za mzunguko ambapo umeme anaweza kuwa mkubwa au mdogo sana.

Kwanza, lazima kuchagua eneo sahihi la uwekezaji - kama vile upande wa chini wa transformer wa kubadilisha umeme au ring main unit - na kutafuta kwenye eneo hilo ili kuelewa radi ya utunzi na utambulisho wa wateja kwenye mzunguko.
Pili, lazima kuteua ukubwa wa mwambaji (angalia Jadro 3) na mbinu ya kudhibiti. Wakati wa uwekezaji na ubora, basi vitambulisho vya tupu na wakati unaotumika vilipewa ili kuthibitisha usahihi wa kudhibiti umeme (kawaida linahitajika kuwa ndani ya ±1.5%) na muda wa jibu (kawaida haufai kuwa zaidi ya sekunde 30), pamoja na kuimarisha vifaa vya kujinzi kama vile umeme mkubwa sana na mdogo sana.
Tatu, baada ya ubora, lazima kuunda mfumo kamili wa udhibiti wa kazi, kutoa maagizo yaliyotakaswa kwa ajili ya utambuzi, kazi, na huduma ili kuhakikisha usalama na ustawi wa kazi wa mwambaji. Kwa mfano, ikiwa umeme wa kitufe kimo moja kunywesha kinyume cha ±7% ya thamani iliyotakaswa kwa dakika 5, au ikiwa umeme wa nyenzo tatu unywesha zaidi ya 2%, sababu lazima zitefsishe kwa haraka na hatua zisizinduliwe. Tathmini ya data ya kazi inaruhusu kujua kwamba mwambaji wa kinga wa umeme wa kivuji wa msimbo wa kimataifa unaweza kupunguza matumizi ya umeme katika mzunguko kwa asilimia 5 hadi 15, kushinda sana matumizi ya umeme kutokana na maoni ya umeme.

Jadro 3 Chaguo la Mwambaji wa Kinga wa Umeme wa Kivuji wa Msimbo wa Kimataifa

3.Taasisi ya Teknolojia

3.1 Mazingira ya Kesi na Matatizo ya Upungufu wa Mwendo wa Umeme
Eneo la Transformer A lipo katika eneo la kimataifa kati ya mji wa zamani, na nukuu ya umeme wa mita 1.5, inayoserve wananchi wa nyumba 712 na wafanyabiashara 86. Infrastrakturi ya maeneo ya utambuzi yenyewe inajumuisha moja ya transformer za S11-M.RL-400/10 na uwezo wa asili wa 400 kVA; sita ya vituo vya chini-kasi—mbili na konduktori JKLGYJ-120 mm² na nne na konduktori JKLGYJ-70 mm²—na mrefu wa mtaani wa mwendo wa mita 510 kwa mtaani; pia, kuna nne ya HXGN-12 ring main units na 18 ya cabinets za utambuzi wa chini-kasi.

Katika miaka ya hivi karibuni, kutokana na usimamizi wa miji na ukuaji wa biashara, ongezeko la mizigo katika eneo la transformer hili limeendelea. Kwa mfano, mwaka 2018, mizigo ya uwiano ulikuwa 285 kW, na matumizi ya umeme imeongezeka kwa asilimia 7.6 kila mwaka, lakini kiwango cha upungufu wa mwenendo ulikuwa tatu asilimia 9.7, ukichelewa sana kwa lengo la usimamizi la 6.5.

Utafsiri wa mahali ulionekana zifuatazo:

• Mawasiliano magumu kwenye viungo vya transformer na mienendo vilivyochanganya kwa joto na kuongeza upungufu;

• Usambamba wa mizigo wa mikakati mitatu, na ubora wa usambamba wa juu ulikuwa asilimia 18.2;

• Ukosefu wa mifumo na usikiliza umeme na watumiaji baadhi;

• Vipimo vya umri wa kima kwa viwango vyenye makosa zaidi ya ±5%.

Viwango hivi vyote vimechanganya kupunguza upungufu wa mwenendo katika eneo, kujenga changamoto kali ya usimamizi.

3.2 Chaguo la Teknolojia na Utekelezaji
Kutatua matatizo ya upungufu wa mwenendo katika Eneo la Transformer A, suluhisho kamili kilikuwa linachanganya mawasiliano ya HPLC, switches za phase-switching zenye akili, na voltage regulators zenye akili iliyotathmini vizuri.

Kwanza, couplers na modules za mawasiliano ya HPLC ziliunganishwa kwenye upande wa chini-kasi wa transformer, na vyombo vingine vilivyoandaliwa kwenye kila box ya branch na meter ya mtumiaji, kutengeneza mtandao wa mawasiliano wa power line carrier wa haraka unaotofautiana kwa kila eneo la transformer. Mtandao huu uligeuza uhakiki wa hali ya kazi, ikiwa ni voltage, current, power kwenye busbars na branches, na viwango muhimu kama vile temperature na harmonic distortion. Wafanyakazi wa kudhibiti na kusimamia zingatuzi zinaweza kubainisha matatizo mara kwa mara. Pia, data ya mizighi ya uhakika ya umeme imetumia msingi mzuri kwa tahadhari na usimamizi wa upungufu wa mwenendo.

Pili, sita ya switch units za intelligent phase-switching (zenye amperes za maximum ya 250) ziliunganishwa kwenye boxes za branches muhimu na mahali muhimu ya mizigo. Switches hizi zinafanya uchunguzi wa mizigo wa mikakati mitatu kwa kila wakati na kunyanyasa mizigo mara tu imbalance ikifika asilimia 15, kuchanganya mikakati mitatu kwa kutosha. Kutest kwenye nchi imekumbuka kwamba actions za switching zimekwisha kwenye sekunde 30, na transitions yenye furaha hazitoishi kwa watumiaji. Tisa baada ya kuanzishwa, imbalance ya mikakati mitatu katika eneo lilianguka kutoka asilimia 18.2 hadi 6.5, na kiwango cha upungufu wa mwenendo kilipunguza asilimia 1.7.

Tatu, kutatua matatizo ya voltage kwenye mwisho wa mienendo, regulator wa intelligent voltage wa 200 kVA uliunganishwa mita 710 kutoka transformer. Regulator huyu unapokea voltage ya input ya kiwango cha 210–430 V na kukabiliana na output ya 220 V ±2%. Anapokagua kwa kila wakati measurements ya voltage kwenye mwisho wa mienendo, akihifadhi voltage ya mwisho kwa kutosha. Tangu kuanzishwa, regulator huyu amejibu kwa haraka kwa kila wakati kwa kila mizigo, kuboresha kiwango cha voltage compliance kwenye points za kiuongoza tisa kutoka asilimia 87 hadi zaidi ya 98.5.

Kwa njia ya usimamizi wa “monitoring–control–optimization,” hatua hizi zimeboresha performance ya upungufu wa mwenendo kwa Eneo la Transformer A, kutegemea kwa uchache wa umeme wa mwaka wa asilimia 120,000 kWh, na faida za kiuchumi. Taarifa ya muhula kwa muhula zinazopanuliwa ziko katika Meza 4.

Meza 4 Mzunguko wa Muundo wa Kiwango Cha Eneo la A Kabla na Baada ya Usimamizi wa Kamili

Katika ufanisi wa kweli, pamoja na kufuata suala zifuatazo:

Kwanza, kuhusu ulimwengu wa mawasiliano wa HPLC, nguvu ya utumbarire, uprogaramu wa barua, na viwango vingine vilivyotarajiwa vyanunuliwa kulingana na hali kamili ya eneo la umeme; ikiwa ni lazima, njia za kutengeneza mawasiliano zinaweza kutumika kwa lengo la kuongeza umbali.

Pili, muda na mifano ya msingi ya vitendo vya kupamba kwenye mzunguko unaofanikiwa kubadilishwa lazima yanunuliwe kwa uangalizi ili kuzuia matendo mengi au vibaya—kwa mfano, inaweza kununuliwa kwa mzunguko kuwa atafanya kazi tu wakati ukosefu wa uwiano unategemea juu zaidi ya asili ya 15% na kukosa kwa dakika tatu.

Tatu, chaguo sahihi na usimamizi wa uwezo wa mwimbaji wa kiwango cha umeme lazima ufanyike kwa ukurasa fulani ili kuzuia mabadiliko mengi ambayo yanaweza kusababisha upungufu wa kiwango; tazama Jibu la Meza 5 kwa maelekezo kuhusu chaguo na usimamizi wa mwimbaji wa kiwango cha umeme.

Jibu la Meza 5 Chaguo la Uelewa kwa Mwimbaji wa Kiwango Cha Umeme

Pia, timu ya utaratibu na huduma ya juu ni muhimu pia kusaidia kuhakikisha mazungumzo mafanikio ya mfumo wa muda mrefu. Ni lazima tu kufuata mahitaji halisi, kuchagua na kuboresha suluhisho teknolojia kutokana na mahali, na kuifanya kwa usimamizi mzuri wa mikakati ili kufikia maendeleo endelea katika uongozi wa upungufu wa mstari.

4. Mwisho
Uongozi wa upungufu wa mstari katika eneo la umeme wenye mizizi ndogo ni muhimu sana kwa kuboresha ubora wa huduma za umeme na faida ya kiuchumi, na matumizi ya teknolojia za mtandao wa umeme maalum inatoa msaidizi mkubwa hapa. Katika kazi halisi, teknolojia kama HPLC (Mawasiliano ya Mstari ya Umeme wa Kasi), vifaa vya kubadilisha silaha kwa akili, na vifaa vya kudhibiti mwendo wa mstari wa mizizi ndogo kimekuwa muhimu sana kwa utafiti na ufanisi. Na teknolojia hizo, inaweza kujitahidi mawasiliano ya muda wa mizizi, kubalanshi majukumu ya silaha tatu, na kudhibiti sahihi voltage ya mwisho.

Kulingana na eneo la umeme A katika mji fulani, baada ya ufumbuzi kamili, asilimia ya upungufu wa mstari ilipungua kutoka 9.7% hadi 6.1%, na asilimia ya ukidhibiti wa voltage ilijitahidi kwa 11.5%, kufikia faida muhimu za kiuchumi na kijamii.

Hata hivyo, bado kuna nyanja zinazohitajika kuboresha katika matumizi ya teknolojia sasa- kwa mfano, kuboresha uwezo wa kukabiliana na magonjwa kwenye mawasiliano na kupunguza mikakati ya kudhibiti ya mifano yenyewe. Tangu hivi, chanzo kinapaswa kuwa kwenye udhibiti wa mfululizo na ushirikiano wa vifaa vilivyotengenezwa na kutafuta zaidi kwa modeli za kupanga upungufu wa mstari kulingana na data nyingi na akili ya mtandaoni. Pia, ni muhimu kuboresha mafunzo tekniki kwa watumaini wa utaratibu na huduma ili kuhakikisha mazungumzo mafanikio ya mfumo wa muda mrefu. Mikakati haya itayatolea suluhisho yenye jinsi ya kutosha na ya kuepusha kwa uongozi wa upungufu wa mstari katika eneo la umeme wenye mizizi ndogo.