تبدیل‌دهنده ولتاژ GIS: راهکار دوگانه دیجیتال و کنترل سازگار
چالش اصلی: یکپارچه‌سازی شبکه‌های انرژی تازه افزونگی دینامیک شبکه را افزایش می‌دهد، عملکرد VTهای سنتی به حد بحرانی رسیده است
یکپارچه‌سازی منابع قدرت ناپایدار در مقیاس بزرگ (مانند باد و خورشید) نیازهای بی‌سابقه‌ای بر حساسیت، سرعت و قابلیت اطمینان سیستم‌های حفاظتی شبکه می‌نهد. ترانسفورماتورهای ولتاژ GIS (VTs) سنتی محدودیت‌های بحرانی زیر را دارند:
• تاخیر پاسخ: با توجه به نرخ نمونه‌برداری ثابت (معمولاً ≤1kHz) و منطق پردازش خطی، آنها در ضبط رویدادهای موقتی شبکه با فرکانس بالا و غیرتناوبی (مانند سقوط ولتاژ، تحریف هارمونیک) در زمان واقعی مشکل دارند.
• محدودیت‌های تصمیم‌گیری: استراتژی‌های حفاظتی تک‌هدفه نمی‌توانند به سناریوهای پیچیده شبکه که توسط انرژی‌های تجدیدپذیر القاء شده‌اند، تطبیق داده شوند، که موجب عملکرد نادرست (واکنش بیش از حد) یا عدم عملکرد (عدم واکنش به خطا) می‌شود و امنیت و کارایی شبکه را به خطر می‌اندازد.
راه‌حل: حسگری هوشمند + چرخه تصمیم‌گیری GIS-VT مبتنی بر داده
برای حل این چالش‌ها، ما راه‌حل پیشرفته‌ای را پیشنهاد می‌کنیم که دوگانه دیجیتال و کنترل تطبیقی را یکپارچه می‌کند:
- مدل‌سازی دوگانه دیجیتال تمام‌بعدی:
ساخت مدل دیجیتال با دقت بالا بر اساس ساختار فیزیکی GIS-VT، خصوصیات الکترومغناطیسی و داده‌های محیط عملیاتی.
گذر از مرزهای مهم: یکپارچه‌سازی داده‌های حسگر 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. - مکانیسم نمونه‌برداری تطبیقی هوشمند:
تحلیل مداوم شرایط شبکه از طریق دوگانه دیجیتال. در صورت تشخیص رویدادهای با دینامیک بالا (مانند عملیات تغییر، افزایش خطا یا نوسانات بیش از حد انرژی‌های تجدیدپذیر)، نرخ نمونه‌برداری به سطح میلی‌ثانیه‌ای (1kHz → 100kHz) افزایش می‌یابد تا ترانزیانت‌های سطح بالا را ضبط کند.
به طور خودکار نرخ‌ها را در شرایط پایدار کاهش می‌دهد، منابع محاسباتی لبه و پهنای باند ارتباطی را بهینه می‌کند. - مرکز تصمیم‌گیری در زمان واقعی مجهز به محاسبات لبه‌ای:
گره‌های محاسبات لبه‌ای صنعتی اجرای الگوریتم‌های یادگیری ماشین و تطابق امضای خطا را انجام می‌دهند.
تعیین محل خطا با سرعت فوق‌العاده: دقت تعیین محل خطا با استفاده از داده‌های نمونه‌برداری با فرکانس بالا ≤5ms.
تغییر استراتژی حفاظتی تطبیقی: به طور دینامیک منطق حفاظتی بهینه را بر اساس نوع خطا (کوتاه‌مدار، جزیره‌ای شدن، نوسان هارمونیک و غیره) و شرایط شبکه (نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر/شبکه ضعیف) اعمال می‌کند و یک حلقه بسته "حس-شناسایی-بهینه‌سازی استراتژی" ایجاد می‌کند.
ارزش ارائه شده: فعال‌سازی آینده شبکه با مقاومت بالا
• پاسخ سریع فوق‌العاده: سرعت تشخیص ولتاژ موقت و پاسخ حفاظتی به اندازه ≥300% افزایش یافته، خط دفاع اولیه قوی برای شبکه‌های بزرگ ایجاد می‌کند.
• پرش قابلیت اطمینان: نرخ عملکرد نادرست سیستم‌های حفاظتی به اندازه ≥45% کاهش یافته، زیان‌های توقف ناگهانی را کاهش می‌دهد.
• پشتیبانی از نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر: ارائه قابلیت‌های حسگری و حفاظت تطبیقی برای سناریوهای ناپایدار و با نفوذ بالای انرژی‌های تجدیدپذیر، موجب تسریع در انتقال انرژی می‌شود.
• نگهداری و تعمیر هوشمند: نگهداری پیش‌بینی شده مبتنی بر دوگانه دیجیتال قابلیت اطمینان GIS و کارایی مدیریت چرخه عمر را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
