پروژه هوشمند با استفاده از اینترنت اشیا برای تجهیزات کنترل ولتاژ هوا-تنفسی (AIS-VT)

I. چالش‌های اصلی در به‌روزرسانی هوشمند شبکه فعلی
تبدیل‌کننده‌های ولتاژ سنتی (VTs)، به عنوان تجهیزات مهم نظارت بر شبکه، با محدودیت‌های شدیدی در تبدیل دیجیتال مواجه هستند:

عدم وجود نظارت پویا: محدود به اندازه‌گیری‌های اساسی ولتاژ؛ عدم توانایی ضبط رویدادهای کوتاه‌مدت (به عنوان مثال، کاهش ولتاژ، تحریف هارمونیک).
ارزش داده‌های استخراج‌نشده: سیگنال‌های آنالوگ خام نیاز به انتقال و تبدیل چند مرحله‌ای دارند که باعث تأخیر بالا و افت دقت می‌شود و تصمیمات پیشگیرانه در شبکه توزیع را مختل می‌کند.
ناسازگاری پروتکل: دستگاه‌های قدیمی نمی‌توانند به طور مستقیم سیگنال‌های دیجیتالی تولید کنند، که این موضوع ادغام داده‌ها در زیرстанسیون‌های هوشمند را مختل می‌کند.
نیاز فوری به بازساخت نظارت بر ولتاژ از طریق هوش تعبیه‌شده و همگرایی IoT وجود دارد.

II. معماری راه‌حل نوآورانه: هوش لبه‌ای و همگرایی پروتکل
این راه‌حل سه فناوری اصلی را به طور عمیق در AIS-VT استاندارد ترکیب می‌کند:

واحد محاسبات لبه‌ای تعبیه‌شده

عملکرد	مشخصات فنی	ализاسیون ارزش
تحلیل هارمونیک در زمان واقعی	دقت اندازه‌گیری THD <0.5% (≤50th order)	شناسایی منابع آلودگی کیفیت توان
ضبط کاهش/افزایش ولتاژ	زمان پاسخ به رویداد ≤2ms	درستی با IEC 61000-4-30 Class A
پیش‌پردازش داده‌های محلی	پشتیبانی از 12 نوع برچسب رویداد PQ	کاهش بار داده SCADA

پشتیبانی پروتکل IEC 61850 اصیل
• معماری نمونه‌برداری/پخش مستقیم: خروجی جریان‌های دیجیتال SV از طریق پروتکل 9-2LE با نرخ نمونه‌برداری 4kHz.
• یکپارچه‌سازی پلاگ-آن-پلی: اتصال سلسبي به رله‌های حفاظتی (به عنوان مثال، ABB REF615)، PMUs و دستگاه‌های هوشمند دیگر.
• طراحی اضافی شبکه: پشتیبانی از پیام‌رسانی GOOSE با تأخیر <3ms برای سیگنال‌های حیاتی.
موتور پیوند IoT-SCADA

III. سناریوهای کاربردی کلیدی

بنیان دیجیتال توئین زیرستانسیون هوشمند
• نصب در زیرستانسیون‌های مرکزی 330kV+ برای ساخت پروفایل‌های پویای شبکه در سطح میلی‌ثانیه.
• مطالعه موردی: یک زیرستانسیون UHV 300٪ سریع‌تر موقعیت‌یابی خطای کوتاه‌مداری را دستیابی کرد.
گره نظارت اصلی نقطه اتصال میکروگرید
• ردیابی نوسانات واقعی تولید توزیع‌شده (به عنوان مثال، ترانزیت‌های توان خورشیدی).
• امکان انتقال بی‌وقفه بین حالت‌های متصل به شبکه/جزیره.
بازسازی سریع شبکه توزیع شهری فعال
• خودکارسازی بازسازی توپولوژی فیدر بر اساس تحلیل رویداد ولتاژ.
• نتایج آزمایش: زمان بازسازی از دقایق به <800ms کاهش یافت.

IV. مزایای فنی انقلابی

بعد	VT سنتی	این راه‌حل	بهبود
نرخ نمونه‌برداری	≤1280 Hz	4000 Hz	↑60% دقت موقتی
انتقال داده	آنالوگ/Modbus	IEC 61850 SV	↓82% تأخیر کانال
توانایی تحلیل	پردازش پس‌زمینه مرکزی	محاسبات لبه‌ای در زمان واقعی	↑200% کارایی تصمیم‌گیری
پاسخ به خطا	ضبط غیرفعال	ضبط فعال توسط تحریک	100% نرخ ضبط رویداد

V. پیشنهاد ارزش
این راه‌حل سیستم را از طریق ترکیب "حس‌گیری-محاسبه-پروتکل" بازسازی می‌کند:

لایه دستگاه: تراشه‌های AI تعبیه‌شده اندازه‌گیری ولتاژ را از انتقال سیگنال به تحلیل رویداد تبدیل می‌کنند.
لایه شبکه: پروتکل 9-2LE امکان دوره‌گردی دیجیتال بین دستگاه‌ها را فراهم می‌کند.
لایه سیستم: یکپارچه‌سازی عمیق با SCADA اطلاعات قابل اجرایی (به عنوان مثال، نقشه‌های آسیب‌پذیری ولتاژ) تولید می‌کند.
تضمین می‌کند کاهش 67٪ حوادث کیفیت توان و بازیابی خطا در سطح ثانیه‌ای برای شبکه‌های توزیع.