تبدیل دنیایی ولتاژ: راهکار دوگانه دیجیتال و کنترل سازگار IEE-Business

چالش اصلی: یکپارچه‌سازی شبکه‌های انرژی جدید باعث شدت گرفتن دینامیک شبکه می‌شود و عملکرد سنتی ترانسفورماتورهای ولتاژ (VT) به حد بحرانی می‌رسد​
یکپارچه‌سازی منابع انرژی ناپایدار در مقیاس بزرگ (مانند باد و خورشید) نیازهای بی‌سابقه‌ای را بر حساسیت، سرعت و قابلیت اطمینان سیستم‌های محافظت شبکه تحمیل می‌کند. ترانسفورماتورهای ولتاژ سنتی GIS (VTs) محدودیت‌های بحرانی زیر را نشان می‌دهند:
• ​تاخیر در پاسخ: با توجه به نرخ‌های نمونه‌برداری ثابت (معمولاً ≤1kHz) و منطق پردازش خطی، آنها در ضبط رویدادهای گذرا غیردوره‌ای شبکه با فرکانس بالا (مانند کاهش ولتاژ، تحریف هارمونیک) در زمان واقعی دچار مشکل می‌شوند.
• ​محدودیت‌های تصمیم‌گیری: استراتژی‌های محافظت واحد قادر به تطبیق با سناریوهای پیچیده شبکه ناشی از انرژی‌های تجدیدپذیر نیستند، که باعث عملکرد نادرست (واکنش بیش از حد) یا عدم عملکرد (عدم واکنش به خطا) می‌شود و امنیت و کارایی شبکه را در معرض خطر قرار می‌دهد.

​راه‌حل: حسگری هوشمند + حلقه تصمیم‌گیری GIS-VT مبتنی بر داده​
برای رفع این چالش‌ها، ما راه‌حل پیشرفته‌ای را ارائه می‌دهیم که دوبل دیجیتال و کنترل تطبیقی را یکپارچه می‌کند:

1. ​مدل‌سازی دوبل دیجیتال تمام‌بعدی:
   ساخت یک آینه دیجیتال با دقت بالا بر اساس ساختار فیزیکی GIS-VT، ویژگی‌های الکترومغناطیسی و داده‌های محیط عملیاتی.
   پیشرفت کلیدی: یکپارچه‌سازی داده‌های حسگری با سرعت بالا (دمای، فشار، لرزش، نظارت بر نشت) با جریان‌های داده الکتریکی در زمان واقعی برای نقشه‌برداری دینامیکی وضعیت فیزیکی GIS-VT در فضای مجازی.
2. ​مکانیسم نمونه‌برداری هوشمند تطبیقی:
   تحلیل مداوم شرایط شبکه از طریق دوبل دیجیتال. در صورت تشخیص رویدادهای با دینامیک بالا (مانند عملیات تغییر، افزایش خطا یا نوسانات شدید انرژی تجدیدپذیر)، نرخ نمونه‌برداری را از 1kHz به 100kHz افزایش می‌دهد تا از رویدادهای گذرای رخ داده شده ضبط کند.
   در شرایط پایدار نرخ‌ها را به طور خودکار کاهش می‌دهد، منابع محاسباتی لبه و پهنای باند ارتباطات را بهینه می‌کند.
3. ​مرکز تصمیم‌گیری در زمان واقعی مجهز به محاسبات لبه:
   دستگاه‌های محاسبات لبه صنعتی مجهز به الگوریتم‌های یادگیری ماشین و تطابق امضای خطا اجرا می‌شوند.
   تعیین موقعیت خطا با سرعت فوق‌العاده: با استفاده از داده‌های نمونه‌برداری با فرکانس بالا دقت تعیین موقعیت خطا را به ≤5ms می‌رساند.
   تغییر استراتژی محافظت تطبیقی: به طور پویا منطق محافظت بهینه را بر اساس نوع خطا (کوتاه‌مداری، جزیره‌سازی، نوسان هارمونیک و غیره) و شرایط شبکه (نفوذ بالای انرژی تجدیدپذیر/شبکه ضعیف) اعمال می‌کند و حلقه بسته‌ای از "حس-شناسایی-استراتژی بهینه‌سازی خودکار" را فراهم می‌کند.

​ارزش ارائه شده: امکان‌پذیر کردن آینده‌ای شبکه مقاوم بسیار بالا​
• ​پاسخ بسیار سریع: سرعت تشخیص ولتاژ گذرا و پاسخ محافظتی به اندازه ≥300% افزایش می‌یابد و یک خط دفاع اولیه قوی برای شبکه‌های بزرگ ایجاد می‌کند.
• ​پرش قابلیت اطمینان: نرخ عملکرد نادرست سیستم محافظت به اندازه ≥45% کاهش می‌یابد و زیان‌های متوقف‌شدگی ناگهانی کاهش می‌یابد.
• ​پشتیبانی از نفوذ بالای انرژی تجدیدپذیر: قابلیت‌های حسگری و محافظت تطبیقی معتبر برای سناریوهای ناپایدار و با نفوذ بالای انرژی تجدیدپذیر ارائه می‌کند و انتقال انرژی را تسهیل می‌کند.
• ​نگهداری و تعمیر هوشمند: نگهداری پیش‌بینی‌ای مبتنی بر دوبل دیجیتال به طور قابل توجهی کارایی موجودی و مدیریت چرخه عمر GIS را بهبود می‌بخشد.