Anvendelse af nye stolpebaserede kreditskillede i små vandkraftværker i bjergområder
Små vandkraftværker henviser til kraftværker med en enkelt enhed installeret kapacitet på under 50.000 kV. Integration af små vandkraftværker i distributionsnettet ændrer systemtopologien og strømretningen. Litteratur har analyseret og diskuteret udfordringerne ved regulering af områder, der er rigt på små vandkraftværker, undersøgt genlukningsstrategier for distributionsnetlinjer med små vandkraftværker, og foreslået et nyt type automatisk sikkerhedsafbryderenhed for små vandkraftværker.
1 Nuværende status for små vandkraftværker i bjergområder
Den totale areal er 45.385 km², hvor bjergterræn udgør 98,3% af regionen. Der findes 58 små vandkraftværker med en samlet installeret kapacitet på 41,45 MW, hvoraf de fleste har en installeret kapacitet under 1 MW. Disse værker er bredt fordelt og lider af dårlige kommunikationsforhold.
På grund af deres alder anvender værkerne primært mekanisk kontroludstyr og mangler automatiske enheder. De fleste gateway-målere er puls-målere, som afhænger af manuel læsning uden fjerne transmissionsmuligheder. Kontrolbeskyttelsesenheder og synkroniseringsudstyr mangler kommunikationsgrænseflader, hvilket nødvendiggør manuelt rapportering af driftsdata til dispatcherne via telefon.
10 kV linjer fra netværks 35 kV transformatorstationer opererer ofte i en hybridtilstand, hvor små vandkraftværker og forbrug coeksisterer. Højspændingssiden af stationens hovedtransformator bruger nedfaldsfuse, som er simple i struktur og forbundet til 10 kV grid-tilsluttede linjer via T-forbindelser.
2 Problem analyse
2.1 Indflydelse på aktivering af linjeautomatiske kontrolelementer
I aktive distributionsnet, efter at en udgangscirkelbryder på en transformatorstation springer, kan små vandkraftværker fortsætte med at levere strøm til fejlpunktet, hvilket hindrer fejlarkestigning og reducerer genlukningsfrekvensen. Hvis decentraliserede energiresourcer (DER) forbliver tilsluttet under genlukning, kan asynkron lukning forekomme, hvilket resulterer i indstrømninger, der kan forårsage genlukningsfejl og skade små vandkraftenheder.
Nogle 10 kV grid-tilsluttede kraftværker mangler undervoltage-afbrydelsesbeskyttelse både for deres grid-tilsluttede linjebeskyttelse og generatorbeskyttelse, hvilket ikke opfylder kravene for grid-drift. Dette påvirker alvorligt gridens sikre og pålidelige strømforsyning samt generatorernes driftslivstid.
Når der opstår en fejl i en lille vandkraftstations grid-tilsluttede kanal, kan generatoren ikke hurtigt afbryde efter, at systemets side rydder fejlen. Dette kan føre til asynkron grid-genforbinding efter system-side linje genlukningsaktion, hvilket forhindrer system-side genlukning i at aktiveres og forårsager unødvendige strømafbrydelser for offentlige transformatorbrugere, med betydelig negativ social virkning.
Således, når der opstår en fejl i den grid-tilsluttede kanal, påvirker generatorens evne til hurtigt at afbryde alvorligt gridens sikre og pålidelige strømforsyning og kan forårsage asynkron grid-genforbinding.
2.2 Ufuldstændig overførsel af dispatchinformation
Baseret på feltundersøgelser ligger de fleste små vandkraftværker i bjergområder, langt fra gridens centrale transformatorstationer. Installation af dedikerede fiberkabler gennem skove ville være dyrt og ureliable. Opgradering af automatiske enheder og dataoverførsel via sikre trådløse private netværk efter cybersikkerhedsvurderinger kræver også en betydelig investering. Desuden har de fleste små vandkraftværker begrænset kapacitet og lav effekt, hvilket reducerer deres incitament til opgraderinger. Kommunikationskanalbegrænsninger resulterer i ufuldstændig information, der sendes til dispatchcentret.
Men uformuen til at sende realtid driftsdata til det regionale dispatchcentrum påvirker dispatcherne's analyse af gridet og pålideligheden af 10 kV distributionstransformatorer på grid-tilsluttede linjer. Dispatchplatformen vil blive tvunget til at operere blindt for små vandkraftværker i lang tid, hvilket bringer den regionale grids sikre drift i fare.
3 Løsninger
3.1 Oversigt over løsninger
For at opnå effektiv overvågning og dataindsamling for små vandkraftenheder og forbedre grid-sikkerhed og -pålidelighed erstattes nedfaldsfuserne på højspændingssiden af hovedtransformatorerne med nye stolpe-monterede vakuumcirkelbrydere udstyret med højpræcision elektroniske sensorer. Disse kombineres med Feeder Automation Terminals (FTU'er) med fjernsignaler, telemetri, fjernkontrol og automatisk afbrydelsesfunktioner for at indsamle data ved 10 kV grid-tilslutningspunktet og switchstatus.
De eksisterende gateway-puls-målere erstattes med tre-fasede elektroniske multifunktionelle energimålere for at indsamle driftsdata fra generatorenheder, som overføres til FTU'en via feltbus. FTU'en er udstyret med en dobbelt kort-kommunikation vertikal krypteringsmodule. Data overføres sikkert krypteret og uploadet til det integrerede regionale dispatchsystem via en dedikeret offentlig trådløs netværkskanal med stærk signaldekning.
Når en fejl på den grid-tilsluttede linje forårsager, at udgangsswitchen på transformatorstationen springer, aktiveres FTU'ens undervoltage-beskyttelse, og stolpe-monterede cirkelbrydere åbner for at afbryde den lille vandkraftstation fra gridet. Gen-synkronisering og -forbinding finder sted efter genoprettelse af strømforsyningen.
3.2 Digital automatiseringspakkeudstyr
Den digitale automatiseringspakke inkluderer ZW32-type stolpe-monterede cirkelbrydere, tosidet isolationsafbrydere, spændings-transformatorer, og digitale FTU'er. Cirkelbryderenheden integrerer tre kombinerede elektroniske sensorer (EVCT) og en lokal digital enhed (ADMU).
Den samlede struktur er kompakt og let, hvilket gør installation og vedligeholdelse nemmere. I forhold til traditionel intelligent overvågningssoftware for detekteringsudstyr tillader dette system, at overvågningssoftware kan få adgang til driftsdata fra driftssystemer for 32 enheder. Det fanger samtidigt filstørrelser fra kamera billeder og overvåger, om softwaren for detekteringsenheder (små pakker, bar-pakker, mangel på bar i karton, fem-hjul-detektion) fungerer normalt, sammen med forkastningshandlingsinformationsdata. Specifikke manifestationer inkluderer:
- Softwaren sender forkastede billededata til konsolet.
- Softwaren sender alle billededata til konsolet.
- Softwaren sender alle statistiske data (inklusiv mærke, dato, tid, enhedsinformation osv.) til konsolet.
Ved hjælp af fabrikkens internettjeneste, når overvågningssoftwaren for detekteringsudstyr genererer fejlinformationdata, sendes det til serveren, hvilket udløser lokale alarme via fabrikkens internettjeneste. Fejlinformationdata gives også remote advarsler via PC og mobilenheder. Problemer som software-nedbrud, kamera-afbrydelser, kameraer, der ikke kan fange billeder, defekte røgpakkeanløbsdetektionsensorer, manglende modtagelse af defekt billeder, og afvisningsenhedsfejl udløser advarsel-pop-ups på PC og mobilgrænseflader. Alarm-siden viser enhedsfejlinformation, placering, forekomsttid og behandlingsrekorder.
3.3 Implementering af produktkvalitets varselkontrol
Ved at analysere detekteringsdata fra udstyr udsendes varsel, når antallet af defekte cigaretter overstiger tærskler eller der opstår anormale defektfrekvenser. Kvalitetsvarsel-funktionen varsler vedligeholdelsespersonale om at justere eller reparere relevante dele af hovedproduktionsudstyret, hvilket hurtigt eliminerer kvalitetsdefekter og forebygger forringelse.
Data fra små pakke-detektionsenheder, fem-hjul-detektionsenheder, mangel på bar i karton-detektionsenheder, og bar-pakke-detektionsenheder analyseres baseret på kvalitetsdefekt billede navn information (inklusiv tidspunkt for defekt, mængde af defekte produkter, og kameraposition, hvor defekten blev registreret). Et produktdefekt-varsel udsendes, når defekthældningen overstiger varsel-tærsklen.
Ved at analysere tiden og mængden af defekte produkter kan frekvensen af defekter over en bestemt periode og langsigtede tendenser statistisk analysere. Dette giver en basis for udstyrsvurderingsadministration, tidsberettigede varsler til vedligeholdelsespersonale for justering, og forbedrer videnskabelig vedligeholdelsesadministration.
3.4 Centraliseret administration af detektionsudstyrstatus
Produktionsadministrationspersonale (proceskvalitetsmedarbejdere, udstyrshandledere) bruger overvågnings-systemet til centraliseret sammenligning og analyse af detektionsudstyrs driftsstatus og produktdefekt situationer, hvilket opnår centraliseret administration af detektionsudstyr-status. Detektionsudstyr-overvågnings-systemet kan vise realtid driftsstatus, kvalitetsdefekt tendenser, og historiske data statistisk analyse for alle detektionsudstyr i fabrikken, hvilket gør det muligt for en centraliseret administration af alle fabrikken's udstyr.
Komplette historiske fejlrekorder kan analysere andelen af defekte enheder, fejltyper, defekte udstyr, og peak-fejl tider. Planlagt vedligeholdelsesadministration implementeres for enheder, fejltyper, og udstyr, der hyppigt oplever fejl, for at forebygge forekomster.
4 Konklusion
Sammenfatningsvis kræver udstyr-detektionssystemet i cigarettfabrikken realtid online overvågning for at sikre, at detektionsudstyrs driftsstatus følges, og giver alarm og fejllokalisering. Dette reducerer under produktionen af cigaretter, sikrer glidende produktionsoperationer, og forbedrer produktions-effektiviteten.
