Biến áp điện áp GIS: Giải pháp Đôi số hóa và Điều khiển Tự thích ứng
Thách thức cốt lõi: Việc tích hợp lưới điện mới làm tăng cường động lực của lưới, hiệu suất VT truyền thống đạt đến giới hạn quan trọng
Việc tích hợp nguồn điện biến đổi lớn (ví dụ: gió và mặt trời) đặt ra yêu cầu chưa từng có về độ nhạy, tốc độ và độ tin cậy của hệ thống bảo vệ lưới. Máy biến áp điện áp GIS (VTs) truyền thống thể hiện các hạn chế quan trọng:
• Trễ phản ứng: Giới hạn bởi tỷ lệ lấy mẫu cố định (thường ≤1kHz) và logic xử lý tuyến tính, chúng khó khăn trong việc ghi nhận sự kiện chuyển tiếp lưới không đều, không theo chu kỳ (ví dụ: sụt áp, méo hài) trong thời gian thực.
• Hạn chế trong việc ra quyết định: Chiến lược bảo vệ đơn lẻ không thể thích ứng với các kịch bản lưới phức tạp do năng lượng tái tạo gây ra, dẫn đến hoạt động sai (quá phản ứng) hoặc không hoạt động (không phản ứng khi có lỗi), đe dọa an toàn và hiệu quả của lưới.
Giải pháp: Cảm biến thông minh + Vòng lặp ra quyết định GIS-VT dựa trên dữ liệu
Để giải quyết những thách thức này, chúng tôi đề xuất một giải pháp tiên tiến kết hợp mô hình kỹ thuật số song sinh và điều khiển thích ứng:
- Mô hình hóa kỹ thuật số song sinh toàn diện:
Xây dựng một bản sao kỹ thuật số chính xác dựa trên cấu trúc vật lý, đặc tính điện từ và dữ liệu môi trường vận hành của GIS-VT.
Sự đột phá chính: Tích hợp dữ liệu cảm biến tốc độ cao (nhiệt độ, áp suất, rung động, giám sát rò rỉ) với luồng dữ liệu điện thực tế để lập bản đồ trạng thái vật lý của GIS-VT trong không gian ảo. - Mechanism lấy mẫu thích ứng thông minh:
Liên tục phân tích tình trạng lưới thông qua kỹ thuật số song sinh. Khi phát hiện sự kiện động học cao (ví dụ: hoạt động chuyển mạch, tăng đột biến lỗi, hoặc biến động tái tạo cực đoan), kích hoạt tỷ lệ lấy mẫu lên mức miligiây (1kHz → 100kHz) để ghi nhận sự kiện chuyển tiếp.
Tự động giảm tỷ lệ trong điều kiện ổn định, tối ưu hóa tài nguyên tính toán cạnh và băng thông truyền thông. - Trung tâm ra quyết định thời gian thực được hỗ trợ bởi tính toán cạnh:
Các nút tính toán cạnh công nghiệp chạy các thuật toán học máy và so khớp chữ ký lỗi.
Xác định vị trí lỗi siêu nhanh: Đạt độ chính xác xác định vị trí lỗi ≤5ms sử dụng dữ liệu lấy mẫu tần số cao.
Chuyển đổi chiến lược bảo vệ thích ứng: Triển khai logic bảo vệ tối ưu dựa trên các loại lỗi đã xác định (đứt mạch, đảo ngược, dao động hài, v.v.) và điều kiện lưới (tỷ lệ thâm nhập tái tạo cao/lưới yếu), cho phép vòng lặp tự tối ưu hóa "cảm biến-xác định-chiến lược".
Giá trị mang lại: Tạo điều kiện cho tương lai lưới điện linh hoạt cao
• Phản ứng siêu nhanh: Tốc độ phát hiện điện áp tạm thời và phản ứng bảo vệ tăng cường ≥300%, thiết lập "hàng rào phòng thủ đầu tiên" vững chắc cho lưới quy mô lớn.
• Nhảy vọt về độ tin cậy: Tỷ lệ hoạt động sai của hệ thống bảo vệ giảm ≥45%, giảm thiểu tổn thất do ngừng hoạt động không cần thiết.
• Hỗ trợ năng lượng tái tạo thâm nhập cao: Cung cấp khả năng cảm biến đáng tin cậy và bảo vệ thích ứng cho các kịch bản năng lượng tái tạo biến đổi, thúc đẩy chuyển đổi năng lượng.
• Vận hành và bảo trì thông minh: Bảo trì dự đoán được điều khiển bởi kỹ thuật số song sinh cải thiện đáng kể khả năng sẵn sàng và hiệu quả quản lý vòng đời của GIS.
