A Inteligência de Borda Potencia a Transformação Digital dos AIS CTs: Compatível com Redes Tradicionais e Inteligentes para Novos Sistemas de Energia

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I. Contexto do Projeto​
Com as crescentes exigências do Novo Sistema de Energia em termos de precisão de monitoramento dinâmico, compatibilidade de equipamentos e inteligência de dados, os tradicionais Transformadores de Corrente (TCs) de Ar Isolado (AIS) necessitam urgentemente de transformação digital para alcançar as seguintes inovações:

• ​Conflito de Compatibilidade:​​ Necessidade de suportar simultaneamente subestações analógicas tradicionais e subestações digitais.
• ​Garrafa de Precisão:​​ Precisão insuficiente de sincronização da Unidade de Medição de Fasor (PMU), restringindo a análise de processos dinâmicos.
• ​Inundação de Dados:​​ A transmissão de valores amostrados brutos ocupa mais de 90% da largura de banda do canal.

​II. Solução Técnica Central​

​1. Arquitetura de Interface de Saída Dual-Modo​

• ​Inovação:​​ Utiliza design de dupla bobina isolada magneticamente, evitando interferência de sinais digital/analogic, alcançando erro total < ±0.1%.

​2. Sistema de Sincronização de Tempo em Microsegundos (μs)​

​3. Terminal Inteligente de Computação de Borda​
* ​Configuração de Hardware:​​
* Processador dual-core ARM Cortex-M7 @ 480MHz
* 128KB SRAM + 4MB Flash de armazenamento
* ​Funções de Análise Local:​​
* Cálculo da Taxa de Distorção Harmônica (THD) (±0.2% de precisão quando THD ≤ 1.5%)
* Análise de desequilíbrio trifásico (Tempo de resposta < 20ms)
* Extração de características de onda de carga (Razão de compressão 7:1)
* ​Otimização de Transmissão de Dados:​​ Apenas envia dados de características, reduzindo o uso de largura de banda em 70%.

​III. Caminho de Implementação da Transformação​

​Plano de Implementação Tri-Fase para Transformação Digital​

(qp = unidade de esforço trimestre-pessoa)

​IV. Benefícios Técnicos e Econômicos​

​Cálculo de Retorno do Investimento:​​

• ​Custo de Reforma por Baia:​​ ¥48,000
• ​Economia Anual com Manutenção:​​ ¥18,000
• ​Economia com Evitação de Expansão de Capacidade:​​ ¥50,000 (período de 3 anos)
• ​Período de Retorno Estático:​​ 2.7 anos < Meta de 3 anos

​V. Cenários de Aplicação Típicos​

1. ​Ponto de Conexão à Rede de Planta de Energia Renovável​
• Captura flutuações de segundo nível na produção de energia eólica/solar.
• Aciona automaticamente o SVG (Gerador de VAR Estático) em caso de violação harmônica.
2. ​Subestação de Centro de Carga Urbana​
• Expansão dinâmica de capacidade com base em computação de borda.
• Identifica cargas impulsivas em 0.1 segundos.
3. ​Reforma Inteligente de Subestação Tradicional​
• Preserva circuitos de proteção existentes.
• Adiciona novos canais digitais de fibra óptica.