راه‌حل تبدیل‌دهنده ولتاژ سوئیچگیر خلاء-هوایی با اینترنت اشیا هوشمند (AIS-VT) IEE-Business

I. چالش‌های اصلی در به‌روزرسانی هوشمندی شبکه کنونی
تبدیل‌دهنده‌های ولتاژ (VTs) معمولی، به عنوان تجهیزات مهم نظارت بر شبکه، با قبوضات شدیدی در تبدیل دیجیتال روبرو هستند:

فقدان نظارت پویا: محدود به اندازه‌گیری‌های ولتاژ پایه؛ قادر به ضبط رویدادهای گذرا در سطح میلی‌ثانیه (مانند کاهش ولتاژ، تحریف هارمونیک) نیست.
عدم استفاده از ارزش داده‌ها: سیگنال‌های آنالوگ خام نیاز به انتقال و تبدیل چند مرحله‌ای دارند که باعث تأخیر بالا و از دست دادن دقت می‌شود و تصمیمات پیشگیرانه در شبکه توزیع را مختل می‌کند.
ناسازگاری پروتکل: دستگاه‌های قدیمی نمی‌توانند به طور مستقیم سیگنال‌های دیجیتالی خروجی دهند، این موضوع ادغام داده‌ها در زیرстанسیون‌های هوشمند را مختل می‌کند.
نیاز فوری برای بازساخت نظارت بر ولتاژ از طریق هوش تعبیه‌شده و همگرایی IoT وجود دارد.

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

واحد محاسبات لبه‌ای تعبیه‌شده

能力	规格参数	价值实现
تحلیل هارمونیک در زمان واقعی	دقت اندازه‌گیری THD <0.5% (≤50th order)	مشخص کردن منابع آلودگی کیفیت برق
ضبط کاهش/افزایش ولتاژ	زمان پاسخ رویداد ≤2ms	مطابق با IEC 61000-4-30 Class A
پیش‌پردازش داده‌های محلی	پشتیبانی از برچسب‌گذاری 12 نوع رویداد PQ	کاهش بار داده SCADA

پشتیبانی پروتکل IEC 61850 اصیل
• معماری نمونه‌برداری/پخش مستقیم: خروجی داده‌های دیجیتال SV از طریق پروتکل 9-2LE با نرخ نمونه‌برداری 4kHz.
• یکپارچه‌سازی Plug-and-Play: به صورت هموار به رله‌های حفاظت (مانند ABB REF615)، PMUs و دستگاه‌های هوشمند دیگر متصل می‌شود.
• طراحی اضافه‌سازی شبکه: پشتیبانی از پیام‌های GOOSE با تأخیر <3ms برای سیگنال‌های مهم.
موتور پیوند IoT-SCADA

III. سناریوهای کاربردی کلیدی

بنیان دیجیتال توئین زیرستانسیون هوشمند
• در زیرستانسیون‌های مرکزی 330kV+ نصب شده تا مشخصات پویای شبکه در سطح میلی‌ثانیه را ساخت.
• مطالعه موردی: یک زیرستانسیون UHV با سرعت 300٪ بیشتر موقعیت یابی خطای کوتاه مدار را دستیابی کرد.
گره نظارت اصلی نقطه اتصال میکروگرید
• پیگیری نوسانات زنده تولید توزیع‌شده (مانند ترانزیت‌های توان خورشیدی).
• امکان انتقال بی‌درنگ بین حالت‌های متصل به شبکه/جزیره‌ای.
تغییر سریع توپولوژی شبکه توزیع فعال شهری
• خودکارسازی تغییر توپولوژی خوراک‌دهنده بر اساس تحلیل رویدادهای ولتاژ.
• نتایج آزمایش: زمان تغییر توپولوژی از دقایق به <800ms کاهش یافت.

IV. مزایای فنی انقلابی

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

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

لایه دستگاه: چیپ‌های 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 نتایج عملی (مانند نقشه‌های آسیب‌پذیری ولتاژ) تولید می‌کند.
کاهش 67% در حوادث کیفیت برق و بازیابی خطا در سطح ثانیه‌ای برای شبکه‌های توزیع.