Краевая интеллектуальная система способствует цифровой трансформации AIS CT: совместимость с традиционными и умными сетями для новых энергетических систем

I. Проектный фон
С растущими требованиями новой энергетической системы к точности динамического мониторинга, совместимости оборудования и интеллектуальной обработке данных, традиционные воздушно-изолированные выключатели (AIS) трансформаторы тока (CTs) срочно нуждаются в цифровой трансформации для достижения следующих прорывов:

Конфликт совместимости: Необходимо одновременно поддерживать как традиционные аналоговые подстанции, так и цифровые подстанции.
Бутылочное горлышко точности: Недостаточная точность синхронизации блока измерения фаз (PMU), ограничивающая анализ динамических процессов.
Волна данных: Передача исходных отсчетов занимает более 90% полосы пропускания канала.

II. Основное техническое решение

1. Архитектура интерфейса с двойным режимом вывода

Режим вывода	Технические параметры	Сценарий применения
Традиционный аналоговый	5A/1A, класс точности 0.2S	Защитные устройства, доступ механических счетчиков
Цифровой вывод	IEC 61850-9-2 LE Отсчеты значений (SV), 4000 Гц	Объединяющее устройство (MU), централизованный анализ PMU

Инновация: Использует магнитно-изолированный дизайн с двумя обмотками, предотвращая помехи между цифровыми и аналоговыми сигналами, достигая полной погрешности < ±0.1%.

2. Система синхронизации времени на уровне микросекунд (μs)

3. Интеллектуальный терминал на краю сети
* Конфигурация оборудования:
* Двухъядерный процессор ARM Cortex-M7 @ 480 МГц
* 128 КБ SRAM + 4 МБ Flash-памяти
* Функции локального анализа:
* Расчет коэффициента гармонических искажений (THD) (±0.2% точности при THD ≤ 1.5%)
* Анализ несимметрии трехфазного тока (время реакции < 20 мс)
* Извлечение характеристик формы нагрузки (коэффициент сжатия 7:1)
* Оптимизация передачи данных: Загружает только данные с характеристиками, уменьшая использование полосы пропускания на 70%.

III. Путь реализации трансформации

Трехфазный план по цифровой трансформации

Фаза	Действие	Хронология, трудозатраты (квартал-человек)
Модернизация уровня устройств	Замена традиционных CT	2025 Q1, 6qp
	Развертывание оптоволоконной сети	2025 Q2, 4qp
Обновление системного уровня	Доступ к данным MU	2025 Q3, 3qp
	Настройка вычислений на краю сети	2025 Q4, 2qp
Продвинутые приложения	Динамический мониторинг PMU	2026 Q1, 4qp
	Прогнозирование нагрузки с использованием AI	2026 Q2, 6qp

(qp = единица трудозатрат за квартал-человек)

IV. Технические и экономические преимущества

Показатель	До модернизации	После модернизации	Улучшение
Размеры сбора данных	6 параметров	27+ характеристик	Увеличение на 350%
Точность синхронизации PMU	10 μs	0.8 μs	Улучшение в 12.5 раз
Объем передачи данных	12 Мбит/с на устройство	3.6 Мбит/с на устройство	Снижение на 70%
Время реакции на диагностику неисправностей	300 мс	45 мс	Улучшение на 85%

Расчет окупаемости инвестиций:

Стоимость модернизации одного шкафа: ¥48,000
Ежегодная экономия на обслуживании: ¥18,000
Экономия на расширении мощности: ¥50,000 (период 3 года)
Статический период окупаемости: 2.7 года < Цель 3 года

V. Типичные сценарии применения

Точка подключения возобновляемых источников энергии к электросети

Захватывает колебания мощности ветровых/солнечных установок на уровне секунд.
Автоматически активирует SVG (генератор статических варов) при нарушении гармоник.