Analîzî Teknolojîya Kontrol PLC da Rêjeya Şekavên Bajarê yên Dijîtalî Serhildanên Nîgara Elektrîkê

Her demên çendînê taybet bikirin, berz bûyê yekêm ji çend an tiştên pêk hatin. Çendînê berz bûyê dikevî hatine tênasbina berz bûyê, girtîna berz bûyê, bigerkariya formê û simetriya sê fazaya—ji her weha tenasbina berz bûyê yekêm ji çend an tiştên pêk hatin. Ji bo taybet bikevkirina berz bûyê bi rastî, dîsa dikareyê ye. Yane, metoda her û wergerî yên bikar hatiya ji bo dikareyê ya berz bûyê li ser vegerîna tap changera transformatora karkerdeng.

Nivîska ku heta ev dikevî hatine teknolojîya PLC û mikrokomputeran integre kirin ji bo projektkirina û analîz bikevkirina dikareyêya berz bûyêya zihniyê, li sererast da bikar hatiye dikareyêya berz bûyê bikar hatiye çendkirin û derbarê xebitên berz bûyê ya dersa vegerîna dikareyê.

1. Asîya Kerdestan û Tiştên Pêkhatî ya Dikareyêya Berz Bûyêya Zihniyê

1.1 Asîya Kerdestan

Dikareyêya berz bûyêya zihniyê ji peyva mîn û peyva yarî hatiye qopêt. Peyva mîn ji kapasîtora mîn û duêm û transformatora dikareyê hatiye qopêt, ku kompensasyona watt-reakîf û dikareyêya otomatîk berz bûyê hatiye dest pêkirin.

Peyva yarî ji birîda kontrolîya zihniyê û sê birîda amala vegerîna dikareyê hatiye qopêt. Birîda kontrolîya zihniyê fermana kontrolî hatiye piştgirî û bi rêza wîrelessî hatiye berdewam kirin, ku dikareyêya berz bûyê ya cihan bikar hatiye vegerîn.

Birîda kontrolîya zihniyê, ji bo komponenta ênîn, dîsa dikareyêya otomatîk, zihniyê û rastîna dikareyê hatiye taybet bikirin. Li sererast da dikare hatiye pîvanîna berz bûyêya cihan, fermana wateh hatiye piştgirî û bi modûla kontrolîya tap changera dikare hatiye berdewam kirin, ku berz bûyêya cihan la setpointê target hatiye daye. Tiştên pêkhatîya wateh:

• Kontrol û pîvanîna dersa vegerîna berz bûyêya cihan—serbest bingehatî neqesankirin;

• Kontrol û pîvanîna dersa vegerîna gerdaya cihan;

• Daxistina funksiyonên parastina ji bo berz bûyêya bi tevahî, gerdaya ber, û girde.

1.2 Tiştên Pêkhatî

Dikareyêya berz bûyêya zihniyê ji bo avantajên de hatiye qopêt:

• Duyemîn fonksiyon: Kompenzasyona watt-reakîf û dikareyêya berz bûyê hatiye dest pêkirin. Li sererast dikareyêya berz bûyê, dersa vegerîna watt-reakîfîya şabake hatiye kompensasyon kirin, faktora watt taybet bikirin, paşandinêya cihan hatiye parastin, kapasîtora barîna şabake hatiye bermecelî bike, û çendînê berz bûyê hatiye taybet bikirin. Li sererast da dikare hatiye pîvanîna berz bûyêya sê fazaya û gerdaya cihan.

• Struktûra optimîz kirin û ekolojî: Projektî ji bo nivîsina gradînî hatiye qopêt, ku dikare hatiye taybet bike dinorîya dielektrîk. Data transfer îna navbera birîda kontrolî û amalîya vegerîna dikareyê bi berz bûyêya izolation hatiye qopêt, ku signala bi rastî hatiye transfer kirin. Hemi sensoya berz bûyê û gerdaya cihan hatiye qopêt, ku bi rastî hatiye dest pêkirin, bermecelî bike, û ezmûna hatiye taybet bike.

• Dikareyêya zihniyê: Otomatîk hatiye pîvanîna pozîsyona tap changera bikar hatiye qopêt û settingsên netepî hatiye bermecelî bike, ku operasyona şabake hatiye stabîl bikirin.
  Tap changera bikar hatiye vegerîn: Bi rastî hatiye qopêt transformatora dikareyê bi kapasîtora watt-reakîfîya kompensasyon, ku dikare hatiye bermecelî bike, ku operasyona dikareyê hatiye taybet bikirin.

• Parastina zihniyê: Li sererast da dikare hatiye pîvanîna gerdaya cihan û derî transformatora, bi rastî hatiye exit dikareyêya mode ji bo dersa vegerîna herî, û li sererast da dikare hatiye vegerîn dikareyê.

• Logîna data dersa vegerîna: Birîda kontrolî bi rastî hatiye logîna berz bûyê, gerdaya cihan, û hejmara tap changera pêş û pas dersa vegerîna dikareyê.

• Komunikasyona wirelessî efektî: Data dersa vegerîna bi rastî hatiye qirîtiya, û parametersên dikareyê (masele, intervala vaxt, thresholds berz bûyê) bi rastî hatiye vegerîn.

• Li sererast da dikareyêya berz bûyêya zihniyê, ji bo cost-effectiveness, reliability, û safety, ji bo şabakeyan berz bûyêya rural hatiye taybet bikirin, ku dikare hatiye bermecelî bike, ku problemsên neqesanka berz bûyê hatiye bermecelî bike.

2. Bikarberdîna Teknolojîya PLC Control ji bo Design Hardwareî ya Dikareyêya Berz Bûyêya Zihniyê

Li sererast da requirementsên functional û technical specificationsên dikareyêya berz bûyêya zihniyê, architecture hardwareîya wata hatiye şînandina Figure 1.

2.1 Set Up System Basic Microcontroller

System basic microcontroller ji bo industrial personal computer (IPC), CPU card model All2In2One bi memory 256MB, ji bo two serial û one parallel interface. Di sêmada, PCI2S3-compatible graphics acceleration chip, graphics card size ranging from 1 to 2MB. Ji bo bermecelî bike system, low-power components bikar hatiye qopêt, ku dikare hatiye bermecelî bike current consumption.

2.2 Configuration of Input Channels

Li sererast da set up input channels, input signals hatiye tanîn secondary signals ji transformatora berz bûyê û gerdaya cihan. Signals hatiye conditioning û bi rastî hatiye convert via ADC for input into the MCU. Conditioning circuit mainly consists of current and voltage transformers along with a three-stage operational amplifier. Current and voltage transformers effectively convert high voltages and currents into smaller ones with high precision and good linearity. The three-stage op-amp amplifies these converted and rectified signals.

2.3 PLC Kontrol Biriminin Konfigürasyonu

Bu akıllı güç gerilim düzenleyici için Panasonic serisi FP1 PLC seçildi, bu PLC modeli 5000 adım program kapasitesi, basit operasyon komutları ve kapsamlı işlevsellik sunmaktadır. Ayrıca RS485 törülü çift kablo kullanılarak, 100bps iletim hızına ulaşarak, 1200 metre aralığında en fazla 32 PLC'nin ağlanmasını sağlar. Bu PLC modeli, merdiven diyagramlarının ve dinamik zamanlamaların gerçek zamanlı izlenmesini mümkün kılar, böylece düzgün gerilim düzenleme sağlanır.

2.4 Çıkış Kanallarının Konfigürasyonu

Çıkış kanalları mantıksal çıkış yöntemlerini benimser. Düşük geçiş gerilimi ve çapraz akım ile sabit gerilim düzenleme sağlamak için sıfır geçiş tetiklemesi gerekir, ayrıca temassız elektronik anahtarların kurulumu yapılır.

3. PLC Kontrol Teknolojisinin Akıllı Güç Gerilim Düzenleyicisindeki Yazılım Tasarımı'ndaki Uygulaması

3.1 Programın Belirli İşlem Süreci

Akıllı güç gerilim düzenleyicisini açtıktan sonra, başlatma ve kendinden kontrol işlemlerinin yapılması gerekir. Başarılı bir kendinden kontrolün ardından cihazın çalıştırma modunda mı yoksa yapılandırma modunda mı olduğuna karar verilir. Yapılandırma modunda, klavye kullanılarak ayar menüsüne girilip, belirli ayarlar seçilip, değerler yukarı/aşağı tuşlarıyla ayarlanabilir. Çalıştırma modunda, örnekleme ve dijital filtreleme gerçekleşir, ardından uygun gerilim düzenleme yöntemleri seçilir:

• Otomatik Düzenleme: Gerilimin belirlenen aralıkta olup olmadığını değerlendirmek için ilgili programlar yürütülür. Eğer bu aralıkta ise düzenleme gerekmez; aksi halde, gerilimin sınırlar içinde kalması için düzenlemeler yapılır.

• Manuel Düzenleme: Panel düğmeleri üzerinden manuel işlemlerle gerilim seviyeleri düzenlenir. Gerilim düzenlemesini tamamladıktan sonra, gösterge programları transformator ikincil gerilim ve akım değerlerini, ayrıca günlük düzenleyici eylemlerini göstererek sürekli işlemi sağlar.

3.2 Program Kontrolü İçin Belirli Algoritma

Kullanıcı gereksinimlerine göre gerilim sapmasını karşılamak için, etkili kontrol algoritmalarının uygulanması önemlidir. Bu, ayrık veri kümelerinden örneklenmiş zaman noktalarından bağımsız değerlerin matematiksel işlemler yoluyla hesaplanması, tasarım belirtimleriyle karşılaştırılması ve tap değiştirici ayarlamaları için mantıksal işlemlerin gerçekleştirilmesini içerir. Akım, gerilim ve aktif güç ölçümü için hesaplama formülleri şöyledir:

(Not: Akım, gerilim ve aktif güç ölçümü için spesifik formüller metninizde verilmedi, ancak genellikle Ohm yasası, güç faktörü hesaplamaları vb. standart elektrik mühendisliği hesaplamaları içermektedir.)

Bu açıklamalar, akıllı güç gerilim düzenleyicinin nasıl çalıştığını, donanım yapılandırmasını ve optimal gerilim düzenleme için yer alan yazılım süreçlerini detaylı bir şekilde anlatmaktadır.

Formüllerde, i(k) ve u(k) sırasıyla k. akım örnekleme değeri ve gerilim örnekleme değerini temsil eder. Bunlar üzerine, diğer nicelikler gibi Q ve cosφ da türetilebilir ve hesaplanabilir.

4. Sonuç

Akıllı güç gerilim düzenleyicisini test ederek, bu makale kısa sürede etkili bir şekilde gerilim düzenleme yapabildiğini, ani değişim ve kısa devre gibi sorunlardan kaçındığını, gerilim düzenlemenin istikrarını sağladığını ve nispeten ideal bir gerilim düzenleme etkisi elde ettiğini bulmuştur. PLC kontrol teknolojisinin akıllı güç gerilim düzenleyicisindeki uygulamasının, otomatik olarak gerilim tespiti ve düzenleme, gerilim düzenleme hızını artırma ve gerçek işleminin oldukça basit olması gerektiği görülmektedir. Ayrıca, gerilim düzenleme sırasında ani değişiklik yaşanmaz ve üst bilgisayar cihazın çeşitli çalışma durumlarını gerçek zamanlı olarak izleyebilir, bu da transformatör ve dağıtım istasyonlarının dönüşüm ve yönetiminde büyük rol oynar.