حل التحديث الذكي للجهد العالي/الجهد المنخفض الخارجي: مركز الاستشعار الذكي في أنظمة الطاقة الجديدة
I. توطين الحل والرؤية التقنية
في مرحلة التحول الحرجة من بناء الشبكة الذكية إلى الشبكة الكهربائية الرقمية، يقوم هذا الحل بتحويل محولات الجهد الخارجية (VT/PT) إلى عقد رئيسية داخل شبكة الاستشعار الهولوغرافية للمحطات الفرعية الذكية. من خلال دمج تقنيات الاستشعار المدمجة واتصالات إنترنت الأشياء والتكنولوجيا الصناعية للذكاء الاصطناعي، يحقق كسرًا مزدوجًا في قابلية مراقبة حالة الجهاز ومراقبة التشغيل، مما يدعم تحويل أنظمة التوزيع والحماية للشبكة نحو التشغيل المستند إلى البيانات.
II. الهندسة التقنية الأساسية
- الوصول الرقمي من النهاية إلى النهاية
|
وحدة تقنية |
تنفيذ الوظيفة |
|
واجهة رقمية أصلية |
واجهة خروج رقمية بروتوكول IEC 61850-9-2LE القياسية، تدعم الاتصال المباشر بوحدات الدمج (MU) |
|
ثورة الاستشعار الكهربائي |
تستخدم وحدات استشعار القسمة الكهربائية، وتنتج إشارات رقمية كاملة (دقة: فئة 0.2) |
|
مجموعة بروتوكولات مفتوحة |
متوافقة مع معايير IEEE C37.118.2 / GB/T 32890 وغيرها، لتجنب العزل البروتوكولي |
- محرك التشخيص الذكي الحدي
- هندسة التحليل ثلاثية الطبقات: بيانات خام على مستوى الجهاز → استخراج الخصائص في عقدة الحوسبة الحدية → اتخاذ القرارات العميقة على منصة السحابة
- نماذج الصيانة التنبؤية: نظام تقييم الصحة القائم على خوارزميات LSTM-RNN، مما يتيح:
▶ التنبؤ بتدهور العزل (>92٪ دقة الإنذار قبل 7 أيام)
▶ تحليل سبب الأعطال الميكانيكية (يدعم تحديد موقع تسرب SF6 بدقة ±0.5kPa)
▶ تمييز أنماط التفريغ الجزئي (دقة التصنيف تلبي معيار IEC 60270 الفئة الثالثة)
III. خلق القيمة على مستوى النظام
- تعزيز السيطرة على الشبكة
- ضغط وقت استجابة الحماية إلى مستوى ~15 مللي ثانية (تحسين بنسبة 40٪ مقارنة بالحلول التقليدية)
- دقة التزامن لوحدة قياس الفازور (PMU) ≤ ±0.01°
- يدعم قرارات التعويض عن الطاقة الرنينية على مستوى الميلي ثانية
- إدارة الأصول النحيفة
|
بعد المراقبة |
مؤشرات تشخيصية رئيسية |
تنفيذ تقني |
فوائد الصيانة |
|
تقييم عمر العزل |
▪ منحنى درجة البوليمر (DP) |
مستشعر الكروماتوغرافيا النفطي المدمج |
▶ تخفيض تكلفة الصيانة ≥35% |
|
مراقبة الحالة الميكانيكية |
▪ القيم الذاتية للطيف الاهتزازي (طيف الطاقة في نطاق 0.5-2.5 كيلو هرتز) |
مستشعر التسارع MEMS المصغر |
▶ تقليل الانقطاعات غير المخطط لها ≥60% |
|
تكيف الارتباط البيئي |
▪ معامل الارتباط بين الحرارة والرطوبة (دقة تعويض الحرارة 0.05℃/%RH) |
مستشعر الحرارة والرطوبة ذو الطلاء النانوي |
▶ انخفاض معدل الإنذارات الكاذبة في الظروف القصوى ≥75% |
|
مراقبة التفريغ الجزئي (PD) |
▪ نمط التفريغ المركب UHF/TEV (نمط PRPD المرحل) |
مجموعة أنتينات UHF |
▶ معدل الكشف المبكر عن عيوب العزل **>97% |
- دعم النظام الكهربائي الجديد
بناء نظام تعاوني "الجهاز-الحافة-السحابة":
- جانب الجهاز: كل VT/PT يشكل خلية استشعار مستقلة.
- جانب الحافة: يمكّن المضيف الذكي للمحطة الفرعية من التعاون الإقليمي.
- منصة السحابة: يدعم التوأم الرقمي ثلاثي الأبعاد لحالة صحة الأجهزة على مستوى الشبكة.
IV. مسار التنفيذ الهندسي
- نشر الأجهزة
o صندوق المكونات الذكية قابل للتشغيل الفوري (درجة الحماية IP68)
o وحدات المراقبة الوحداتية تدعم استبدال الساخن
o مجموعات المستشعرات اللاسلكية السلبية (تقليل تعقيد التوصيل بنسبة 60%) - تكامل البيانات
- استراتيجية الانتقال
يوفر مجموعات التحديث للأجهزة PT التقليدية:
o م adapté ذكي خارجي (يدعم التحويل من аналог إلى رقمي)
o جهاز استخراج الغاز عبر غشاء التنفس DGA غير الغازي
o مصفوفات مستشعرات TEV القابلة للتوسع
V. نتائج التطبيق
توضح التجربة في محطة فرعية ذكية 500 كيلوفولت:
- تحسين كفاءة تقييم حالة الجهاز ≥8 مرات
- ارتفاع معدل الكشف المبكر عن عيوب العزل إلى 97.3%
- انخفاض متطلبات القوى العاملة للصيانة ≥70%
- زيادة عمر الخدمة للأصول بنسبة 15-20%
VI. ملخص قيمة الحل
يقوم هذا الحل بتطور VTs/PTs الخارجية إلى أجهزة طرفية ذكية متكاملة تعبر عن "الاستشعار-التحليل-اتخاذ القرار"، مما يحل ثلاثة تناقضات رئيسية للأجهزة التقليدية: فقدان الدقة في النقل التناظري، التأخر في الوقت المناسب للكشف خارج الخط، والعزل البيانات للأجهزة. يوفر أساس الاستشعار الأساسي لبناء شبكة كهربائية رقمية جديدة يتميز بها "قابلية الملاحظة، القياس، والتحكم"، مما يعزز بشكل كبير مرونة الشبكة وكفاءة استخدام الطاقة. يعتبر هذا الحل مسارًا تقنيًا رئيسيًا يدعم التحول والترقية لأنظمة الطاقة تحت أهداف "الكربون المزدوج".
ملاحظة: يتماشى هذا الحل مع إطار المعايير IEEE P2815، DL/T 860 وغيرها، وهو قابل للتطبيق في سيناريوهات تتراوح من 110 كيلوفولت إلى 1000 كيلوفولت.
