درک واحدهای ترمینال از راه دور در سیستم های توزیع مدرن

واحدهای ترمینال از راه دور (RTUs) ستون فقرات اتوماسیون توزیع برق معاصر هستند.این دستگاه های هوشمند شکاف بین تجهیزات میدان فیزیکی و سیستم های کنترل متمرکز را پل، امکان نظارت، کنترل و بهینه سازی عملکرد شبکه با دقت بی سابقه است، زیرا شبکه های توزیع پیچیده تر می شوند - با هدایت منابع انرژی توزیع شده، واکنش پیشرفته و تقاضای زمان واقعی - نقش کنترل امن در حال حاضر به طور قابل اطمینان گسترش یافته است، و سیستم های کنترل داده های حیاتی را به عنوان آنها ارائه می دهد.

اثربخشی استقرار رزین بستگی به توانایی آن در عمل قابل اعتماد در محیط های سخت در حالی که حفظ تاخیر پایین و یکپارچگی داده های بالا، مدرن رزین پشتیبانی از پروتکل های ارتباطی چندگانه مانند DNP3، IEC 61850، Modbus و MQTT، اجازه می دهد ادغام یکپارچه با هر دو زیرساخت میراث و سیستم عامل های شبکه هوشمند در حال ظهور، این انعطاف پذیری برای خدمات ضروری است که باید استراتژی های اتوماسیون خود را بدون تجهیزات جایگزین عمده فروشی توسعه دهد.

اجزای اصلی و اصول عملیاتی

یک دیود به طور معمول شامل یک ماژول های میکروپر، آنالوگ و ورودی دیجیتال، رله خروجی، واحد منبع برق، و رابط های ارتباطی است. این دستگاه به طور مداوم سنسورهای متصل را اسکن می کند - ترانسفورماتورهای ولتاژ فعلی، تماس های وضعیت و مانیتورهای محیط زیست - و سیگنال های آنالوگ را به بسته های داده دیجیتال تبدیل می کند.این بسته ها زمان-amped هستند و ارسال شده به مرکز کنترل در فواصل پیکربندی یا محرک های ولتاژ، و یا دستورات شکستن، و یا سوئیچ های سرور، دستورات سیستم عامل های سرور، و سوئیچ های سرور.

آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی (FPGAs) و پردازنده های اضافی به طور فزاینده ای در سطوح بالای عملکرد استفاده می شوند تا رفتار تعیین کننده در طول عملیات تغییر بحرانی را تضمین کنند، به عنوان مثال، هنگامی که یک خطا در یک فیدر رخ می دهد، ETS می تواند منطق محلی را برای جداسازی خطا در میلی ثانیه اجرا کند، حتی اگر ارتباط با مرکز کنترل به طور موقت از دست برود، این اطلاعات محلی قطع و جلوگیری از خرابی های کاتتر.

مزایای رزین در اتوماسیون توزیع

استقرار رزین ها بهبود قابل اندازه گیری در چندین ابعاد عملکرد سیستم توزیع را به دست می آورد:

  • قابلیت اطمینان و خودمدیریت ؛ تشخیص خطای مبتنی بر MPEG، انزوا و تعمیر خدمات (FDIR) می تواند کاهش مشتری را تا 40 تا 60٪ در شبکه های به خوبی پیکربندی شده است.با جدا کردن بخش های مقصر و قدرت بازسازی مجدد از طریق مسیرهای جایگزین، حفظ سوخت و یا حتی در طول خرابی تجهیزات.
  • قابلیت عملیاتی (: خودکار سازی عملیات سوئیچ روتین - مانند کنترل بانک خازن برای تنظیم ولتاژ یا انتقال بار برای متعادل سازی فیدر - نیاز به ارسال خدمه را تشکیل می دهد. یک اپراتور واحد می تواند صدها تن از الکترودها را از یک مکان مرکزی مدیریت کند، کاهش هزینه های کار و پاسخ از ساعت ها به ثانیه.
  • سیستم زمان واقعی Visibility : رزین ارائه به روز رسانی زیر ثانیه در پروفایل ولتاژ، جریان بار، فاکتور قدرت و تحریف هارمونیک.این داده های دانه سیستم های مدیریت توزیع (DMS) برای اجرای جریان برق مطلوب، بهینه سازی ولت-VAR، و الگوریتم های کاهش ولتاژ با ورودی دقیق.
  • ] دسترسی و تشخیص از راه دور [ : مهندسان می توانند از راه دور از راه باز کردن رزین برای بازیابی ورود رویداد، ضبط موج و نتایج تست خود را سرعت تجزیه و تحلیل ریشه پس از اختلالات و کاهش رول کامیون برای عیب یابی.
  • [در] گزارش با منابع انرژی توزیع شده (DER) : به عنوان سیستم های فتوولتائیک خورشیدی، ذخیره سازی باتری و شارژرهای الکتریکی با افزایش سطح، رزین ها سازگار با نظارت و کنترل خروجی های خروجی، حالت از شارژ و نقاط اتصال شبکه.

مطالعه موردی: بهبود قابلیت اطمینان با اتوماسیون مبتنی بر MPEG

یک ابزار نیمه غربی که به 150 هزار مشتری خدمات می دهد، بسته توزیع را با 200 و 50 زیر ایستگاه توزیع می کند، قبل از اتوماسیون، میانگین میانگین زمان اتصال سیستم (SAIDI) 180 دقیقه بود، پس از پیاده سازی مستقیم FDIR، SAIDI در عرض دو سال به 75 دقیقه کاهش یافت - یک ابزار 58% بهبود.

"RTUs دیگر فقط جمع آوری داده ها نیست؛ آنها عوامل هوشمند هستند که اقدامات کنترل محلی را اجرا می کنند، به طور ایمن با سیستم عامل های تجزیه و تحلیل مبتنی بر ابر ارتباط برقرار می کنند و با تغییر شرایط شبکه در زمان واقعی سازگار می شوند." - موسسه تحقیقات برق (EPRI) گزارش فنی در مورد اتوماسیون توزیع.

چالش ها و محدودیت ها

علی رغم مزایای اثبات شده، پیاده سازی رزین بدون موانع نیست.ان.ان.بی.سی.ان.اس.اس.ی.اس.ای.ای.ان.اس.ی. باید چندین چالش کلیدی را برای به حداکثر رساندن بازگشت سرمایه گذاری به حداکثر برساند:

  • سرمایه گذاری سرمایه اولیه سرمایه گذاری : یک به طور کامل پیکربندی شده با سنسورهای مناسب، محوطه ها و زیرساخت های ارتباطی می تواند هزینه 3000 تا 8000 دلار در هر واحد برای استقرار در مقیاس بزرگ پوشش هزاران سایت، هزینه های جلو به یک مانع، به ویژه برای خدمات شهری کوچکتر.
  • خطرات امنیت سایبری : هر نوع MPEG یک نقطه ورودی بالقوه برای حملات سایبری است. دستگاه های میراث ممکن است فاقد رمزگذاری، تأیید اعتبار، یا مکانیسم های به روز رسانی امن سیستم عامل حمله برق اوکراین آسیب پذیری در دستگاه های دسترسی از راه دور توزیع. ... [-]
  • وابستگی شبکه ارتباطی : DHLs وابسته به پیوندهای ارتباطی پایدار، کم اعتبار - فیبر نوری، سلولی، رادیو یا ماهواره است.در مناطق دور افتاده یا روستایی، شکاف پوشش می تواند باعث از دست دادن داده ها یا به تاخیر انداختن اجرای دستور.
  • تعامل و استاندارد : بسیاری از سیستم های توزیع یک پچ تجهیزات از فروشندگان مختلف و پیشینیان است. اطمینان حاصل کنید که یک Netscape از فروشنده A می تواند داده ها را با یک بسته از فروشنده B با استفاده از ترکیبی از پروتکل ها به مهندسی دقیق کمک کند.
  • مدیریت اصلی و چرخه عمر: رزین حاوی خازن های الکترولیتی، باتری ها و سایر اجزای با طول عمر محدود عملیاتی، شدید دما، رطوبت و سرعت تخریب ارتعاش است. ... [-]

آینده: شبکه های هوشمند و فراتر از آن

نسل بعدی از رزین ها با همگرایی چندین روند تکنولوژیکی تعریف خواهد شد:

Edge Computing و Analytics

رزین ها از هماهنگ کننده های ساده به سیستم عامل های محاسباتی لبه که قادر به اجرای مدل های یادگیری ماشین سبک هستند، در حال تکامل هستند.به عنوان مثال، یک ETS می تواند فرم های موج را تجزیه و تحلیل کند تا بین یک خطای لحظه ای (به عنوان مثال، تماس شاخه درخت) و یک خطای دائمی که نیاز به انزوا دارد، تمایز داده های پیش پردازش در لبه، همچنین کاهش پهنای باند انتقال داده و تأخیر.

اینترنت اشیا (IoT) ادغام

LPWAN (شبکه های کم قدرت گسترده ای) مانند LoRaWAN و NB-IoT امکان اتصال بی سیم مقرون به صرفه برای MPEGs در مناطقی که پوشش سلولی ضعیف است را فراهم می کند، این پروتکل ها اجازه می دهد تا هزاران سنسور با مصرف حداقل انرژی گزارش دهند. ... [-]

معماری پیشرفته امنیت سایبری

معماری شبکه Zero-trust به ارتباطات CDMA اعمال می شود، هر پیام معتبر، رمزگذاری شده و بدون توجه به ماژول های امنیتی سخت افزار (HSMs) جاسازی شده در رزین ها ذخیره سازی کلید مقاوم در برابر دستکاری را ارائه می دهند.

ادغام با انرژی های تجدید پذیر و Microgrids

با افزایش نفوذ نسل های تجدید پذیر متغیر، رزین نقش مهمی در مدیریت نوسانات ولتاژ، جریان قدرت معکوس و تشخیص جزیره بازی می کند.در برنامه های میکروشبکه، رزین ها با سیستم های مدیریت باتری و کنترل کننده های بار هماهنگ می شوند تا اطمینان حاصل شود انتقال یکپارچه بین حالت های متصل به شبکه و جزیره مانند IEEE 2030.7 و IEC 61850-7-420 چارچوب هایی برای چنین کنترل توزیع شده است.

برای مطالعه بیشتر در استانداردهای شبکه هوشمند و امنیت سایبری، به گزارش Interagency 7628 و راهنمای اتوماسیون توزیع مراجعه کنید. فروشندگان مانند Schweitzer Engineering آزمایشگاه [FLT5:5: نمونه های عملی مدرن پیاده سازی ارائه می دهند.

نتیجه گیری

واحدهای ترمینال از راه دور یک سنگ بنای اتوماسیون سیستم توزیع باقی می مانند، ارائه بهبود ملموس در قابلیت اطمینان، کارایی و انعطاف پذیری عملیاتی، توانایی آنها برای جمع آوری داده های زمان واقعی، اجرای کنترل خودکار، و ادغام با هر دو ابزار میراث و فن آوری های نوظهور، آنها را برای مدرن سازی شبکه های پایدار و چالش های امنیت سایبری نیاز به برنامه ریزی دقیق، مزایای بلند مدت - زمان های قطع شده، هزینه های عملیاتی پایین تر و تقویت منابع امنیتی دیجیتال - حتی به طور کامل، به سرعت بخشیدن به سیستم عامل های توزیع خودکار، به سرعت، و سرعت، به سرعت، به سرعت، و سرعت، به سرعت، به سرعت، به سرعت، به سرعت، و سرعت، به سرعت، به سرعت بیشتر، به سرعت گسترش می رسد.