Table of Contents
הבנת מערכת הכוח של הרשתות המודרניות
יציבות מערכת החשמל מתייחסת ליכולת של רשת חשמלית לשמור על מצב קבוע של פעילות בתנאים רגילים ולחזור לאיזון לאחר הפרעה.ברשתות קונבנציונליות, האינרציה המכנית של גנרטורים סינכרוניים גדולים סיפקו ניתוק טבעי נגד שינויים פתאומיים, סיורים גנרטורים או תקלות קויות שונות.זה מכווצים חשמליים המאפשרים דקות - לפעמים עשרות דקות - להגיב לתדירות או למתחים מהירים יותר, לפני שמשתנים במהירות, ללא מגבלות אנרגיה מתוחכמות גבוהה יותר, כאשר הם לא ניתן למזג אוויריות אוויריות אוויריות אוויריות אוויריות.
ללא תצוגה רציפה ורצינית של תנאי רשת, מפעילי המערכת מוגבלים ביעילות לניתוח לאחר-זיכרון וסימולציה לא מקוונת. גישות מורשת אלה לא יכולות למנוע אירועים מתקפלים.האוגוסט 2003 בצפון-מזרח התיכון שחורout, אשר השפיעו על 55 מיליון אנשים, מודבקים כי מפעילים לא היו שינויים בזמן אמת לתוך רצף המתפתח של סיורים.
האנטומיה של תשתית מעקב בזמן אמת
חיישן שכבה: מסובסטציות למשתמשי קצה
השכבה הראשונה של כל מערכת ניטור כוללת את החיישנים שלוכדים כמויות חשמליות. ברמת השידור, יחידות מדידה phasor (PMUs) הם תקן הזהב. A PMU מודד מתח ו-phasors נוכחיים - זיהוי וזווית שלב - במקרים של בין 30 ל-120 דגימות לשנייה.
רשתות הפצה, פעם התחום של רק הודעות אלקטרו-מכאניות ומונים בסיסיים, הם עכשיו מוכלים עם חיישנים קו, ריבאונדים אינטליגנטיים, ובקרי בנק קפיטור הדו"ח זרמים מקומיים, מתחים, ומדדי איכות כוח.המכשירים האלה מתקשרים לעתים קרובות באמצעות רשתות אלחוטיות, ומספקים חשיפה לרמה המזין העיקרית. בקצה, תשתיות מתקדמות (AM) מציעים נתונים ממיליוני נקודות קצה ועד להורדת לחץ על פני 15 דקות לכל היותר, בעוד שלעתים קרובות, תוך כדי להפחית את רמת אימות של 15 מטרים עד 15 דקות של תאים חכמים.
תקשורת Backbone
ניטור בזמן אמת הוא בלתי אפשרי ללא רשת תקשורת שיכולה לספק נתונים גבוהים עם שקיפות נמוכה, ⁇ יסטית. עבור אזורי עמוד השדרה הגבוהה, כלי רכב לעתים קרובות להתקין כבלים אופטיים המשלבים עם חוטי קרקעיים מעל פני השטח (OPGW) או עוטפים סביב מולטי שלב (טלפון סלולרי) 5.4Gmail-Sils) או לעטוף סביב רשתות LTE-LGmail מורשה יותר תחת מילימטר לקילומטר, מספיק עבור סינכרונכרונכרונכרן בין תת-חשמל, במיוחד, כאשר יש מגבלות חשמליות ו- 4G5, במיוחד עבור רשתות חשמל ו-ליקליות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, ixic 5.
נפח הנתונים שנוצר על ידי PMUs לבד יכול לעלות על כמה ג'יגה-בייט ליום למכשיר, ואת זרימת מצטבר על פני תועלת גדולה מגיע עשרות טרה-בייט מדי שנה.פרוטוקולים סטנדרטיים הם הכרחיים לנהל את השיטפון הזה. IEEE C37.118.2 מגדיר את התבנית עבור שרתי נתונים מבוזרים של DHropDSsrophasor, המאפשרים PMU מיצרנים שונים להתחבר ל-consor נתונים משותף (PDC-C) ל-CLCD.
מרכזי ודיסקרטי Analytics Platforms
היעד של רוב הנתונים בזמן אמת הוא מערכת ניהול הפצה מתקדמת (ADMS), מערכת ניטור רחב-שטח (WAMS), או מערכת ניהול אנרגיה (EMS) פלטפורמות אלה מקיפים את הזמן-המסונכרנות ולנהל אלגוריתמים של המדינה כל שבריר שנייה - או בחלק מהמודולים, ברציפות על מנת להזרים נתונים.התפוקה היא מערכת יעילה ביותר, כולל מתחים, סימולציה של תאים של N-2, מעבר למגבלות אבטחה נוכחיות, או להגבלות על פני מערכות אבטחה ופתרונות עתידיים של מערכת ההפעלה הנוכחית.
אינטליגנציה מבוזרת יותר ויותר מעומס חישובי מהשרתים המרכזיים.שערי משנה והמכשירים האלקטרוניים האינטליגנטיים (IEDs) יכולים כעת להפעיל ניתוח מקומי – כגון זיהוי אווסיביציה, סיווג אירועים או לוגיקה הגנה – על נתוני PMU גולמיים, תוך זיהוי פקודות בקרה אוטומטיות (למשל, התאמת מכונות שינוי, החלפת בנק) בעשרות מ"ג'י ללא פגעים עבור רשתות מחשוב אורגניות נמוכות, אשר לעתים קרובות יכולות לזהות תאים עצביים המבוססים על ידי מחשבים מתקדמים.
טכנולוגיות טכנולוגיות מובילות ל-Time Grid Monitoring
יחידות מדידה Phasor ו-Synchrophasor Networks
PMUs הם הבסיס של מודעות מצב רחב-שטחית. על ידי מתן התייחסות בזמן משותף, הם מאפשרים למפעילים להשוות זוויות שלב מתח בין אוטובוסים מרוחקים. הבדלים angular קטן (כמה מעלות) מצביעים על פעולה יציבה; הבדלים גדולים יותר כי הקשר הוא טעון מאוד וסמוך על הגבלת יציבות. במהלך ה- PMout, PMUs מותקנות כחלק מפרויקטים מחקר הראו כי בשלב זה היה רחב יותר מ- 30 מעלות צלזיוס) לפני תחילתו של לשפוך נתונים במרכז של צפון-מזרחית (UCR) או יותר מאשר סנקציות (מרכזיתים) סנקציות) , אם ה- , 000 סנקציות של צפון- , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ NAS- , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ NAS-
נתונים Synchrophasor מאפשרים לא רק הדמיה רחבה של מצבה, אלא גם שליטה אוטומטית. תוכניות פעולה Remedial (RAS) להשתמש קלטות PMU בזמן אמת כדי לזהות תנאים כגון אובדן של גנרטור גדול או קו עניבה, ולאחר מכן לשפוך באופן אוטומטי עומס או דור או לשנות את הרשת בתוך מחזורים כדי למנוע קריסת מתח או עומסי על פני מסדרונות כגון PJM מיושמות מערכות מעקב אחר שלב זה כדי לייצב את ה-אונדנטיבות על ידי מקבילות של תאים דיגיטליים על ידי מקבילות בשלב זה על ידי מקבילות סימולציה של מקבילות של מסדרונות של מקבילות על ידי מסדרונות של מקבילות על ידי מסדרונות של מסדרונות של מקבילות על ידי מקבילות על ידי מסדרונות של מסדרונות של מקבילה או מקבילה על ידי מסדרונות של מקבילות על ידי מסדרונות של מקבילות על ידי מקבילות על ידי מקבילות על ידי מקבילות על ידי מסדרונות של מקבילות על ידי מסדרונות של מסדרונות של מקבילות על ידי מקבילות על ידי מסדרונות של פעולות על ידי מקבילות על ידי מקבילות על ידי מסדרונות של מקבילות על ידי מקבילות על
דינמי קו דירוג ותנאי ניטור
דירוגי קו ההעברה הם סטטיים באופן מסורתי, בהתבסס על הנחות שמרניות על טמפרטורה מסוימת, חימום סולארי ומהירות רוח (למשל, 40 מעלות צלזיוס, ללא רוח) גישה זו משאירה רווחים משמעותיים ללא הגבלת זמן קריר, קצב רוחי שיפור דירוג קו דינמי (DLR) מחליף הנחות סטטיות עם מדידות בזמן אמת: טמפרטורה מחיישנים או מופצות טמפרטורה (DTS) על סיבים חדשים, כלומר, לעומת 10 מצבים סטנדרטיים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים של מזג אוויריים, לעומת 10 שעות של קיבולת רדיו סטנדרטיים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת 10 שעות של זמן אמתיים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצעים, לעומת ממוצע של 10 שנים.
ניטור המצב משתרע על מנת להפוך, פורצים, וכבלים.ניתוח גזים מפוכח (DGA) חיישנים מותקנים על מיכלי שמן הטרנספורמציה מודדים ריכוזים של מימן, אצטילן, וגזים אחרים, מעבירים נתונים למאגרי מידע מרכזיים לניתוח טרנדי (DGA) ניטור כבלים בבריטניה, ולא משנה שיחים מתואמים את הסגת התחנות לפני שהיא מובילה לכישלון בשילוב עם חיישנים אמיתיים וחיזוי נתונים של זמן קצר לאחר מכן, במקום זאת, במקום לטמפרטורה של מחזורית של ציוד תחזוקה.
התפלגות-Level Sensing and Fault Location
ברשתות הפצה מעל פניות, אינדיקטורים מעגלים פגומים (FCIs) עם תקשורת אלחוטית יכולים לדווח על המעבר של תקלות נוכחיות ואת הכיוון שלה. כאשר בשילוב עם אלגוריתמים מבוססי מוטציות וטיולים, מפעילי יכולים לאתר תקלות בתוך כמה מישורים, להפחית את זמני הסיור משעות עד דקות ניתוח מתקדם משלב חיישנים מרובים כדי להבחין בין תקלות קבועות ואירועים transientיים, המאפשרים רצף אוטומטי של חיישנים לזהות סדקים לפני התנגשויות).
מיקרו-PMUs ו- Power Quality Monitor
רשת ההפצה כבר לא נספח פסיבי; עם חדירה גבוהה של השמש גג, מטען רכב חשמלי, אחסון סוללות, כוח יכול לזרום בשני הכיוונים ותקנות מתח הופך מאתגר יותר. מיקרו-PMUs, המיועד למתחים ההפצה הראשוניים (4-35 kV), לספק מדידות מיקרו-ספקטור בנקודת מחיר (כמה אלפי דולרים ליחידה) שהופך את הפריסה נפוצה של שלב הפחתת החשמל בין נקודות תורמות לצמצום של חשמל ל- CDC.
שכנוע באמצעות לולאות בקרה מהירה
בקרת סכרת: Over-area Damping
(נמוך) oscillations (0.1-1.0 Hz) הם איום מתמשך על יציבות מערכת החשמל, במיוחד כאשר מסדרונות שידור ארוכים מערבים עניבה יחד עם מערבולות דורות שונים.כאשר אותות oscillations אמינים כאלה הם רעועים במידה גרועה, הם יכולים לגדול עד שמערכת ההפעלה של צפון-מזרחית של CVjectsatesatesatesatesates, מהגרימת נתונים של PMU בזמן אמת-Times מאפשר כגון ניתוח והפרעה יעילה בין מחסנים של מחסנים של ה-CDC.
תחת אחריות ותחת-Voltage לטעון שריד
מחסנים תחת קידוד (UFLS) נקבעים לפעול בסף תדר קבוע (למשל, 59.3 הרץ לבלוק 1) לאחר עיכוב זמן.גישה זו היא גמישה ולעתים קרובות שופכת יותר עומס מאשר צורך, או מגיבה לאט מדי כדי לעצור את הירידה מיקרואקטיבית במערכות אדמירציה נמוכות.
זמן אמת - וולט-VAR Optimization
יציבות וולט היא קריטית כמו יציבות תדר. אופטימיזציה בזמן אמת (VVO) משתמשת מתח ומדידות כוח תגובתיות של PMUs, מיקרו-PMUs, ומים חכמים לתאם בנקים קיבולטור, רגולטורים מתחים מהירים, ו-intware inverter reactive כוח תפוקה כוח עוברי (U) לא יפחית את ה- Vרזולוציה של 24%) באופן אחר כך לא יפחית את הפחתת כוח המשתמש (VTO) באופן נמוך יותר.
אבטחת סייבר-Physical Security in Real-Time Monitoring Systems
הטכנולוגיות המספקות חשיפה ושליטה גם מרחיבות את פני השטח של ההתקפה. An התוקף שיכול לזהות נתוני שלב, לשבש את התזמון של GPS, או לקבל גישה לרכזת נתונים של phasor יכול לגרום למפעילים לנקוט פעולות מרתיעות או להשבית בקרה אוטומטית כאשר הם נדרשים ביותר. - 1.3 מערכות אבטחה מבוססות על גבי סודיות (RLS) יכולות לשלב בין סודיות ל- HIV (R) של מערכות הגנה על גבי סוללות הגנה מפני אבטחה).
סינכרוניזציה של זמן היא פגיעה קריטית.מתוקף שיכול להזיז או לנגב אותות GPS יכול לגרום לבולות זמן של PMU לנסחף, משחית השוואות שלב-שלביות.מערכת תזמון גמישה משתמשת במספר מקלטי GPS, שעונים אטומיים כגיבוי, וחלוקת זמן אופטית בסיבים על בסיס 1588v2 (פרוטוקול זמן סיקור) למערכות אבטחת סייבר-RNRMRICR מספקת גישה לבדיקות אבטחה ומערכת אבטחה המבוססות על בסיס סודיות של אבטחה למערכות אבטחה סודיות (IropIPSIPSIPSIPSICRIPSIFLT2 (פרוטוקול אבטחה מבוססת למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה סודיות למערכות אבטחה סודיות סודיות סודיות , תוך שיפור , תוך שיפור למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה למערכות אבטחה , תוך שיפור למערכות אבטחה סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות מבוססת סודיות של סודיות סודיות של סודיות של סודיות סודיות סודיות של סודיות מבוססת סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות סודיות
חידושים מחדש ודיסטריט משאבים אנרגיה (DERs)
מודל משאבים מבוסס על Inverter ו ניטור
באמצעות משאבים מבוססי חומרים (IBRs) מתנהגים באופן מהותי שונה מ גנרטורים סינכרוניים.התפוקה שלהם יכולה להשתנות ב- מילימטריים כמו כיסוי ענן עובר על חווה סולארית או זעזוע רוח משפיע על טורבינות ללא בקרה מתאימה, שינויים מהירים עלולים לגרום למתחים קלים, טיולים תדירות, ומפעילי חשמל של IRC חייבים לפקח על התגובה בזמן אמת כדי להבטיח עמידה בתקני DRUS (ER-C) כגון: DRC 1/4) כולל פונקציות כוח (ER- 4.
ברמת ההפצה, ggregations של מאחורי הקלעים השמש והסוללות מציג אתגר ניטור בשל המספר שלהם וחוסר של טלמטרי ישיר. חששות פרטיות מגבילים תת-ממד ישיר של בתים בודדים. Utilities פיתחה פרופילים עומס סינתטיים ולא פולשני ניטור אלגוריתמים כי בניגוד ניתוח DER מנתוני מדמ"ג חכמים.
תחזית השמש וניהול אירועים Ramp
תנועות ענן מהירות מעל מתקן סולארי גדול יכול להפחית את התפוקה על ידי 60–80% בפחות מחמש דקות.כאשר הרמפה כזו עולה בקנה אחד עם עומס גבוה, הרגולטור התדירות חייב להיות מספיק עתודות מוכנות מראש. מערכות ניטור בזמן אמת משלבות תחזיות סולאריות הנגזרות מתמונות מבוססי קרקע, נתונים לווייניים גיאוסטציונריים (למשל, GOES-16), ומודלים של מכונה שחיזוי רגע-דה-עד 5-10% של תאים אלה, כמו אחסון מאובטחים, באופן אוטומטי, למשל, בסוללות, ב-מיים, למשל, ב-מיים, מסוללות מהירות של סוללות, מחוספסיביות, מסוללות, מאבטחת סוללות, מאבטחת סוללות, מסוללות מהירות, מחוספסיביות, מחוספסיביות, מחוספסיביות, מחוספסיביות, מאבטחת סוללות, מאבטחת סוללות, מאבטחת חומרים סולמותרות, מאבטחת סוללות, מאבטחת סוללות, מסוללות מהירות, מאבטחת נתונים של ציוד אחסון סולריות, מחוספסיביות, מחוספסים, מחוספסים, מחוספסומי סוללה, מחוספסיביות, מסוללות מהירות, מסוללות מהירות, מחוספסיביות, מסוללות מהירות של ציוד אחסון
מחקרים: מעקב בזמן אמת מספק הצלחות אפשריות של טנגני
Synchrophasor-Driven Recovery בטקסס
במהלך הסערה בחורף הקרוב של 2021, שגרם לשחורים נרחבים בטקסס, מועצת הכדאיות של טקסס (ERCOT) השתמשה ברשת הנרחבת של מעל 800 PMUs כדי לעקוב אחר הירידה בתדירות ולזהות חלקים מאונטנים של הרשת.עם נתונים SCADA קונבנציונליים, המפעילים ראו עיכובים משמעותיים בעדכונים סטטוסים; אבל נתונים של PMU נתנו להם תמונה שנייה של תדירות, וזווית שלב אפשרו לייצב אותם לעיכובים של ריצוף נמוך יותר.
דינמיקה קו דירוג בבלגיה
אליה, מפעיל מערכת השידור הבלגי, ייושם DLR במספר קווי עניבה חוצה גבולות קריטיים, במיוחד אלה המחברים להולנד ולגרמניה שבו דור הרוח מגיע לשיא במהלך מזג אוויר קריר ומרוחק.טמפרטורת מנצח בזמן אמת ומזג אוויר מאפשר לאליה להגדיל את היכולת המותרת על ידי ממוצע של 15% - כמה ימים על ידי 30% - באופן ברור על ידי שימוש בחדשנות תרמית בפועל.
הפצה: Fault Anticipation in Australia
שירותי AusNet בוויקטוריה פרסמו מערכת ציפייה שגויה המנטרת את אותות החשמל הגבוהים (מעל 50 הרץ בסיס) שנתפסו על ידי חיישנים קו על להאכיל מפיצים תפוצה.על ידי יישום אלגוריתמים של גלנט ולמידה מכונה, המערכת יכולה לזהות את דפוסי הכישוף העדינים הממוצעים כי הם מתפזרים במשך ימים או אפילו שבועות. על ידי להאכילים כלי רכב, המערכת חזתה יותר מ 80% של צוותים תת-חמצני, כדי להחליף הדבקה תת-חמצני (המת) מאשר תקפים תחת תקפים מתקדמים יותר מתוקף תקפים (הת) מאשר תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים תחת תקפים מנוגדים).
המונחים: rising Hurdles
ניהול נתונים ובינלאומיות
(הראשון) שיוצר 120 דגימות לשנייה עם ארבע מדידות מייצר כ-1.4 GB ליום.עבור צי של 1,000 PMUs, זה מעל 1.4 TB מדי יום, בתוספת נתונים מרווחי מטר חכמים, ניהול נפח זה דורש מסדי נתונים מבוססי זמן תכליתיים: CIM פתוח-sourceators (FMS) יכול גם לספק נתונים סטנדרטיים של IFLT2, כולל נתונים סטנדרטיים של ILT2, כולל IR) של נתונים סטנדרטיים של IFLT2, כולל נתונים סטנדרטיים של IR.
טיהור עלויות-Benefit Justification
העלות העליונה של מתקני PMU, שדרוגי תקשורת ופלטפורמות ניתוח יכול לרוץ לעשרות מיליוני דולרים עבור שירות גדול.עם זאת, העלות של Blackout גדול יכול להיות פקודות של גודל גבוה יותר. מחלקת האנרגיה של ארה"ב מעריכה כי ניטור רחב-שטח וטכנולוגיות בקרה יכול להפחית את העלות השנתית של הפרעות כוח על ידי 20 מיליארד דולר, 000 מקבל יותר ויותר עלות התאוששות עבור אמינות כי לעתים קרובות שיפור משמעותי של רשתות קיבולת גבוהה של ארה"ב.
כוח העבודה טרנספורמציה
ניטור בזמן אמת משנה את הכישורים הדרושים בחדרי בקרה ותכנון תפעול.אופרות אשר הוכשרו על רשימות אזעקה SCADA שיחות טלפון מ substations עכשיו צריך לפרש לוחות נתונים, קווים אופנתיים של oscillation לחות, ו AI-generated התראות על חוסר יציבות, מרכזי מחקר חשמל קיימים (Utils) הגיבו על ידי יצירת תפקידים חדשים: מדעני מערכות מידע, אנליסטים אבטחת סייבר המתמחה במהנדסים, AI / מרכזי פיתוח יישומים פעילים של אוניברסיטת אוסטין-מרכז אנרגיה (מרכזי חשמל) וטכנולוגיות רדיו (מרכזי חשמל של אוניברסיטת אוסטין-MIT) עם כמה.
מגמות עתידיות: AI, Edge Computing, ומעבר
אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות עוברות מפיילוט מחקר למציאות המבצעית.אלגואטרים שהוכשרו על שנים של פעילות גופנית, אשמה, ונתונים במזג אוויר יכולים כעת לחזות את הסבירות של אירוע oscillation 10-30 דקות לפני שהוא הופך קריטי, ומאפשר למפעילים לתקן את הדור או להפחית את רמות ההעברה. at substations, מחשוב מול רשתות עצביות קלות יכול לזהות נורמה כגון סייבר בהודעות של פעילות גופנית, ללא הפרעה, ללא מגבלות של ציוד חיצוניות, או הפרעה.
מעבר לניתוח, תשתיות ניטור עצמו חייב להיות יותר גמישה תקשורת קוונטית-מאובטחת, באמצעות הפצה חשובה קוונטית על גבי סיבים, להגן על שלמות הנתונים הסינכרון של נתונים מהתקפות מחשב קוונטיות. GPS-independent זמן הפצה באמצעות פרופיל IEEE 1588v2 עבור מערכות ניהול חשמל חיוניות (IEC 61-9-3) מבטיח כי חותמות זמן של PMU יישארו מדויקות גם אם GPS הוא חסום או שכבת אבטחה בפועל (מרכז מידע פעיל) באמצעות מערכות ניהול נתונים (IT) באמצעות מערכות ניהול נתונים הפעלה (IT) באמצעות מערכות ניהול נתונים הפעלה של אבטחה בפועל) ו-ידי מערכת ניהול נתונים (IT) מאוחדת (IT) ו-C) מאוחדת) מאוחדת (IEC 61-9-3-3) מאפשר מאוחדת) באמצעות מערכות ניהול נתונים (IEC) באמצעות מערכות ניהול נתונים של מערכות ניהול נתונים של אבטחה בפועל (IT) מאוחדת) למערכות ניהול נתונים לניהול נתונים לניהול נתונים (IT) באמצעות מערכות ניהול נתונים לניהול נתונים (IT) באמצעות מערכות ניהול נתונים (IT) באמצעות מערכות ניהול נתונים של אבטחה בפועל (IT) למערכות ניהול נתונים לניהול נתונים של מערכות ניהול נתונים של מערכות ניהול נתונים של אבטחה בפועל (IT) אינטגרטיבית של אבטחה יעילה) מאוחדת) מאוחדת (IT (IT