Transformador de tensió GIS: Solució de Gemell Digital i Control Adaptatiu
Repte nuclear: La integració de la xarxa d'energia nova intensifica la dinàmica de la xarxa, el rendiment tradicional dels VT arriba als límits crítics
La integració de fonts d'energia volàtils a gran escala (per exemple, eòlica i solar) imposa exigències sense precedents en la sensibilitat, velocitat i fiabilitat dels sistemes de protecció de la xarxa. Els GIS Voltage Transformers (VTs) tradicionals mostren limitacions crítiques:
• Retard de resposta: Limitats per taules de mostreig fixes (normalment ≤1kHz) i lògica de processament lineal, tenen dificultats per capturar esdeveniments transitoris de la xarxa de freqüència alta i apèrica (per exemple, caigudes de tensió, distorsió harmònica) en temps real.
• Restriccions en la presa de decisions: Les estratègies de protecció individuals no s'adapten a les situacions complexes de la xarxa provocades pels renovables, causant malfuncionaments (sobreacció) o faltes de reacció (no-resposta a fallades), comprometent la seguretat i eficiència de la xarxa.
Solució: Sensibilitat intel·ligent + Bucle de presa de decisions GIS-VT basat en dades
Per abordar aquests reptes, proposem una solució innovadora que integra gemel digital i control adaptatiu:
- Modelització de gemel digital multidimensional:
Construeix un mirall digital d'alta precisió basat en la estructura física, les propietats electromagnètiques i les dades de l'entorn operatiu del GIS-VT.
Avanç clau: Integra dades de sensori de alta velocitat (temperatura, pressió, vibració, monitorització de fugues) amb fluxos de dades elèctriques en temps real per mapar dinàmicament l'estat físic del GIS-VT en l'espai virtual. - Mecanisme de mostreig adaptatiu intel·ligent:
Analitza continuament les condicions de la xarxa mitjançant el gemel digital. En detectar esdeveniments de alta dinàmica (per exemple, operacions de commutació, sobresos de fallada o fluctuacions extremes de renovables), dispara una escalada de la taxa de mostreig al nivell de milisegons (1kHz → 100kHz) per capturar transitoris de nivell.
Redueix automàticament les taxes durant les condicions estables, optimitzant els recursos de computació edge i l'amplada de banda de comunicació. - Hub de decisió en temps real potenciada per computació edge:
Nodes de computació edge industrials incrustats executen algoritmes d'aprenentatge automàtic i correspondència de signatures de fallada.
Localització ultra-ràpida de fallades: Aconsegueix una precisió de localització de fallades de ≤5ms utilitzant dades de mostreig de freqüència alta.
Canvi dinàmic d'estratègies de protecció adaptatives: Implementa dinàmicament la lògica de protecció òptima basada en els tipus de fallada identificats (curt-circuit, il·lot, oscil·lació harmònica, etc.) i les condicions de la xarxa (alta penetració de renovables/xarxa feble), habilitant un bucle tancat de "sensibilitat-identificació-estratègia d'autooptimització".
Valor aportat: Habilitant un futur de xarxa hiper-resistent
• Resposta ultra-ràpida: Velocitats de detecció de tensió transitoria i resposta de protecció millorades en un ≥300%, establint una forta "primera línia de defensa" per a grans xarxes.
• Salt qualitatiu en fiabilitat: Reducció de la taxa de malfuncionaments del sistema de protecció en un ≥45%, minimitzant les pèrdues innecessàries per aturades.
• Suport a alta penetració de renovables: Proporciona capacitats de sensori fiables i protecció adaptativa per a escenaris volàtils i d'alta penetració de renovables, accelerant la transició energètica.
• Manteniment i operació intel·ligent: El manteniment predictiu impulsat pel gemel digital millora significativament la disponibilitat del GIS i l'eficiència de la gestió del cicle de vida.
