
I. مسائل بنیادی موجود در ارتقا هوشمندی شبکه فعلی
ترانسفورماتورهای ولتاژ (VTs) سنتی، به عنوان تجهیزات نظارتی کلیدی شبکه، با گلوگاههای شدید در تبدیل دیجیتال مواجه هستند:
- نداشتن نظارت پویا: محدود به اندازهگیریهای ولتاژ پایه؛ قادر به ضبط رویدادهای موقتی میلیثانیهای (مانند سقوط ولتاژ، تحریف هارمونیک) نیست.
- عدم استفاده از ارزش دادهها: سیگنالهای آنالوگ خام نیازمند انتقال و تبدیل چند مرحلهای هستند که باعث تأخیر بالا و از دست دادن دقت میشود و تصمیمگیری فعال در شبکه توزیع را مختل میکند.
- ناسازگاری پروتکل: دستگاههای قدیمی نمیتوانند سیگنالهای دیجیتال را مستقیماً خروجی دهند، این موضوع دادهیابی در زیرстанسیونهای هوشمند را مختل میکند.
نیاز فوری برای بازساخت نظارت بر ولتاژ از طریق هوش جاسازی شده و همگرایی IoT وجود دارد.
II. معماری راه حل نوآورانه: هوش لبهای و همگرایی پروتکل
این راه حل سه تکنولوژی کلیدی را به صورت عمیق در AIS-VT استاندارد یکپارچه میکند:
- واحد محاسبات لبهای جاسازی شده
|
عملکرد
|
مشخصات فنی
|
تحقيق ارزش
|
|
تجزیه و تحلیل هارمونیک در زمان واقعی
|
دقت اندازهگیری THD <0.5% (≤50th order)
|
منبع آلودگی کیفیت برق را مشخص میکند
|
|
ضبط سقوط/افزایش ولتاژ
|
زمان پاسخ رویداد ≤2ms
|
با IEC 61000-4-30 Class A سازگار است
|
|
پیشپردازش دادههای محلی
|
پشتیبانی از 12 نوع برچسبگذاری رویداد PQ
|
بار داده SCADA را کاهش میدهد
|
- پشتیبانی مستقیم از پروتکل IEC 61850
• معماری نمونهبرداری/پخش مستقیم: خروجی جریانهای دیجیتال SV را از طریق پروتکل 9-2LE با نرخ نمونهبرداری 4kHz تولید میکند.
• یکپارچهسازی پلاگ و پلی: به طور سلسبی با رلههای محافظ (مانند ABB REF615)، PMUs و دستگاههای هوشمند دیگر متصل میشود.
• طراحی قابلیت اطمینان شبکه: پیامرسانی GOOSE با تاخیر <3ms برای سیگنالهای مهم را پشتیبانی میکند.
- موتور پیوند IoT-SCADA
III. سناریوهای کاربردی کلیدی
- بنیان دیجیتال توئین زیرستانسیون هوشمند
• در زیرستانسیونهای مرکزی 330kV+ نصب شده تا پروفایلهای دینامیکی شبکه در سطح میلیثانیه ساخته شود.
• مطالعه موردی: یک زیرستانسیون UHV موقعیتیابی خطا کوتاه مداری را 300٪ سریعتر انجام داد.
- گره نظارت کلیدی نقطه اتصال میکروشبکه
• نوسانات تولید توزیع شده (مانند ترانزیشنهای قدرت فتوولتائیک) را در زمان واقعی ردیابی میکند.
• انتقال سلیس بین حالتهای متصل به شبکه/جزیرهای را ممکن میسازد.
- تغییر سریع توپولوژی شبکه توزیع شهری فعال
• بر اساس تجزیه و تحلیل رویدادهای ولتاژ، توپولوژی فیدر را به طور خودکار بازسازی میکند.
• نتایج آزمایش: زمان بازسازی از دقیقهها به <800ms کاهش یافت.
IV. مزایای فنی انقلابی
|
بعد
|
VT سنتی
|
این راه حل
|
بهبود
|
|
نرخ نمونهبرداری
|
≤1280 Hz
|
4000 Hz
|
↑60٪ دقت موقتی
|
|
انتقال داده
|
آنالوگ/Modbus
|
IEC 61850 SV
|
↓82٪ تاخیر کانال
|
|
قابلیت تجزیه و تحلیل
|
پردازش پشتیبانی مرکزی
|
محاسبات لبهای در زمان واقعی
|
↑200٪ کارایی تصمیمگیری
|
|
پاسخ به خرابی
|
ضبط غیرفعال
|
ضبط تراگیر فعال
|
نرخ ضبط رویداد 100٪
|
V. ارزش پیشنهادی
این راه حل سیستم را از طریق یک سهگانه "حسگر-محاسبه-پروتکل" بازسازی میکند:
- لایه دستگاه: چیپهای AI جاسازی شده اندازهگیری ولتاژ را از انتقال سیگنال به تجزیه و تحلیل رویداد تبدیل میکنند.
- لایه شبکه: پروتکل 9-2LE امکان دورهگردی دیجیتال بین دستگاهها را فراهم میکند.
- لایه سیستم: یکپارچهسازی عمیق با SCADA بینشهای عملی (مانند نقشههای آسیبپذیری ولتاژ) را تولید میکند.
تعداد حوادث کیفیت برق را 67٪ کاهش میدهد و بازیابی خرابی در ثانیهای برای شبکههای توزیع فراهم میکند.