الاتجاهات الناشئة في تكنولوجيا الفرس لنظم الطاقة المستقبلية

The Evolution and growingwing Role of Phasor Technology in Modern Power Grids

وتنتقل تكنولوجيا الفخار، التي تركز على وحدات قياس درجة الفواسير، من أداة مختبرية متخصصة إلى حجر الزاوية في رصد وحماية ومراقبة نظم الطاقة الكهربائية في منطقة واسعة، وتتزامن هذه الأجهزة مع قياسات الفولط والمركبات الحالية باستخدام الطوابع الزمنية للنظام العالمي لتحديد المواقع، مما يتيح إشارة مشتركة دقيقة عبر المناطق الجغرافية الواسعة النطاق، وتستجيب البيانات التي تنتجها لتطور النظم الرقمية للطاقة.

الأساسيات والسياق التاريخي لوحدات الإزالة

وقد عاد مفهوم قياس العجلات المتزامنة إلى الثمانينات، الذي كان رائدا من الباحثين في تكنولوجيا فرجينيا، وكانت وحدات الإزالة المبكرة باهظة الثمن، ولكنها أظهرت القدرة على استخلاص أحداث على نطاق المنظومة لم تكن مرئية للمستشعرات التقليدية، وقد ظهرت أولى وحدات الإزالة التجارية في التسعينات، وازدادت سرعة النشر بعد نشر السود في شمال شرق أوروبا في عام 2003، مما أبرز الحاجة إلى تحسين الوعي بالحالة في جميع أنحاء آسيا.

كيف يعمل جهاز الشرطة

عينات من وحدات الإزالة والزيادات الحالية بمعدلات عالية - عادة ما تتراوح بين 30 و 120 عينة لكل دورة - وتحسب العجلات (القابلية للاختلال وزاوية المرحلة) بدقة عالية، ويؤخذ كل قياس بعين الاعتبار التوقيت الدقيق للنظام العالمي لتحديد المواقع في غضون ثانية واحدة، وتحال أشباه المتزامنة الناتجة إلى مركز تنسيق للبيانات في درجة الفخار (PDC) على شبكات الاتصال باستخدام نظام الإبلاغ المتكامل عن البيانات المتكامل.

الاتجاهات الناشئة الرئيسية في تكنولوجيا الفخار

1 - تعزيز الاستحقاق والحصول على البيانات بسرعة

ويحقق نظام الرصد الموحد الحديث دقة غير مسبوقة بفضل التحسينات في المحولات المشابهة إلى الأرقام، والمرشحات المضادة للحركة، ومستقبلات النظام العالمي لتحديد المواقع، ويمكن للأجهزة الجديدة أن تقيس العجلات بأخطاء تقل عن ١,٠ في المائة في الحجم و٠,٠ في المائة في المرحلة، وهذا المستوى من الدقة حاسم في كشف التذبذبات التي يمكن أن تؤدي إلى عدم الاستقرار.

2 - التكامل العميق مع منابر الخضر والفم

ولم تعد تكنولوجيا الفخار نظاما قائما بذاته؛ فقد أصبحت مصدرا للبيانات في إطار هياكل الشبكة الذكية الأوسع نطاقا.() ويمكِّن التكامل مع نظم إدارة التوزيع، ونظم إدارة الطاقة، وشبكة الإنترنت للأشياء من إجراءات المراقبة الآلية، فمثلا يمكن لبيانات وحدة جمع البيانات أن تُحدث المزيد من التعبئة، أو أجهزة التحويل المصرفي ذات الخياطة، أو تغييرات في علم الطبول في الوقت الحقيقي.()

3 - حاسبة الحوسبة وتجهيز الفواسير المحلية

ويمكن أن يُنقل كل مسار من الطوابق العالية المستوى إلى مركزي من مراكز تنمية القدرات إلى شبكات الغسل وزيادة الرطوبة، ويُنتج عن الحوسبة الحوسبة تحليلات مباشرة إلى وحدة الإزالة أو بوابة محلية، ويخفض حجم البيانات ويتيح استجابات محلية أسرع.() وكثيراً ما تشمل وحدات الإزالة الحديثة أجهزة قياس مدمجة قادرة على تشغيل المقاييس الجيرية مثل مخططات لكشف الأشعة دون الحمراء أو رصد استقرار الفولطية.

4 - تحليل البيانات المتقدم والتعلم في مجال الآلات

كما أن الحجم الهائل للبيانات المستمدة من وحدات الإزالة - أي النطاق المضاعف سنوياً لشبكة كبيرة من المواد - يتطلب تحليلاً متطوراً، كما أن نماذج التعلم من الآلات، ولا سيما التعلم العميق والغابات العشوائية، يجري تدريبها على بيانات المتزامنة التاريخية للتنبؤ بأحداث مثل التذبذب القسري، أو رحلات المولدات الكهربائية، أو الفشل المسبب للاختلالات، ويمكن لهذه النماذج أن تحدد السلائف التي قد تفوتها عوامل التعبئة البشرية([V]).

الروابط الخارجية للقراءة الأعمق:

• NREL - وحدات قياس درجة الفوار ]
• IEE - Machine Learning for Synchrophasor Data]

5 - أمن الفضاء الإلكتروني وصلة شبكات وحدة الإزالة

ومع أن وحدات الإزالة تصبح حاسمة بالنسبة لعمليات الشبكة، فإنها تصبح أيضاً أهدافاً جذابة للهجمات الإلكترونية، ويمكن للمهاجم أن يضخ إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع، أو أن يُحقن بيانات كاذبة في مسارات العجلات، أو أن يُحدِّد وصلات اتصال مُحدَّدة، وتشمل الاتجاهات الناشئة ] تصميمات مقياسية مُعدَّدة زمنياً [FLPS:1]] مع وجود نماذج أمنية متزامنة للكشفة للمعدَّات البيانات، باستخدام المعايير الدولية.