התפתחות וצמיחה של טכנולוגיית Phasor ב- Modern Power Grids

טכנולוגיית Phasor, ממוקדת ביחידות Phasor Measurement (PMUs), עברה ממכשיר מעבדה נישה לאבן הפינה של ניטור רחב-שטח, הגנה ובקרה במערכות חשמל.המכשירים הללו מסנכרנים מדידות של מתח ומזהמים הנוכחיים באמצעות חותמות זמן GPS, מתן התייחסות משותפת, מדויקת על פני אזורים גיאוגרפיים עצומים.

עקרונות וקונטקסט היסטורי של PMUs

הרעיון של מדידה סינכרונית מתוארך בשנות השמונים, חלוצי על ידי חוקרים בווירג'יניה טק.ראש הממשלה הקדום היו מסיביים ויקרים, אבל הם הוכיחו את היכולת ללכוד אירועים מערכתיים שלא נראו לחיישנים קונבנציונליים.הראשונים המסחריים הראשונים הופיעו בשנות ה-90, ופריסה מואצת לאחר צפון מזרח אירופה Blackout, אשר הדגישה את הצורך במודעות טובה יותר היום, אלפי מדינות, הם מותקנים, צפון מזרח אסיה, מותקנים, צפון מזרח אסיה, מותקנים, צפון אמריקה, ופריסת, מותקנים, צפון מזרח אירופה, הם מותקפים, ופריסת, צפון מזרח אירופה, ופריסת, צפון מזרח אירופה, ופריסת, ופריסת, צפון מזרח אירופה, ופריסת, אשר מותקנת, צפון מזרח אירופה, ופריסת, אשר מותקנת, צפון מזרח אירופה, ופריסת, צפון מזרח אירופה, אשר מואצת, ופריסת, אשר מואצת, אשר מואצת, אשר מואצת, אשר מואצת מחדש, אשר מואצת, צפון מזרח אירופה, אשר מותקנת מחדש, צפון מזרח אירופה, אשר הדגישה, אשר הדגישה, אשר הדגישה, אשר הדגישה, צפון מזרח אירופה, אשר הדגישה, צפון מזרח אירופה

איך עובד PMU

מתח דגימות PMU וגלימות גל נוכחיות בשיעורים גבוהים - בדרך כלל 30 עד 120 דגימות לכל מחזור - וקידודים phasors (magnitude and Phase זווית) עם דיוק גבוה.כל מדידה היא זמן עם תזמון GPS מדויק בתוך מיקרו-שני אחד.המסנכרנטרופינים וכתוצאה מכך מועברים ל- Phasor Data Concentrator (PDC) על פני רשתות באמצעות IEEE C3DC.7.1s כמו קריטריונים מרובים, כמו תואמים נתונים ו- C.

מפתח מגמות בפיתוח Phasor Technology

1.התקנות המוגברת ורכישת נתונים מהירים יותר

מודרני PMUs להשיג דיוק חסר תקדים הודות לשיפורים במגירים אנלוגיים-לספרטיים, מסננים נגד הפליה, ו- GPS מקלטים. מכשירים חדשים יכולים למדוד phasors עם שגיאות מתחת 0.1% בגודל ו 0.01 מעלות בשלב. רמה זו של זיהוי קריטי הוא קריטי לאיתור מחזורים דקים שיכולים להוביל לאי יציבות.

שילוב עמוק עם Smart Grid ו-IoT Platforms

טכנולוגיית Phasor כבר אינה מערכת עמידה; היא הופכת למקור נתונים בתוך ארכיטקטורות רשת חכמה רחבות יותר.אינטגרציה עם מערכות ניהול הפצה (DMS), מערכות ניהול אנרגיה (EMS), ואינטרנט של דברים (IoT) מאפשרת פעולות בקרה אוטומטיות.לדוגמה, נתוני PMU יכולים לגרום לשפוך, capacitor החלפת בנק, או שינויים טופולוגיה בזמן אמת.

צוק מחשוב ומעבדי Phasor מקומיים

Transmitting כל זרם גבוה ל- PDC יכול להציף רשתות ולהגדיל את ה- latency. Edge מחשוב מביא ניתוח ישירות ל- PMU או לשער מקומי, צמצום נפח הנתונים ומאפשרת לגרוע תשובות מקומיות מהר יותר. מודרני PMUs לעתים קרובות לכלול מעבדים משובצים המסוגלים להפעיל אלגוריתמים כמו זיהוי או ניטור יציבות מתח.

4. Advanced Data Analytics and Machine Learning

[הנפח של נתונים מ- PMUs - terabyte בקנה מידה שנתי עבור תועלת גדולה - דרישות ניתוח מתוחכם. Machine Learning (ML) מודלים, במיוחד למידה עמוקה יערות אקראיים, מאומן על נתונים היסטוריים לסנכרנטרופיים כדי לחזות אירועים כגון עומסי מזג אוויר מאולץ, נסיעות גנרטורים, או כשלים מתקפלים אלה יכולים לזהות חוסר יציבות כי מפעילי אנוש עלולים להחמיץ, לדוגמה, רשתות תמיכה של 95% של ניהול חומרים (F) עם שיטות ניהול דיוק (V).

קישורים חיצוניים לקריאה עמוקה יותר:

  • [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אבטחת סייבר וחוססן של רשתות PMU

כאשר PMUs להיות קריטי לפעילות רשת, הם גם להיות מטרות אטרקטיביות עבור התקפות סייבר. תוקף יכול להזיז אותות GPS, הזרקת נתונים כוזבים לזרמים psor, או קישורי תקשורת פשרה.מגמות מתפתחות כוללים מהירויות (FLT:0resilient PMU עיצובים SPLT:1 עם אבטחה מבוססת חומרה, שידור נתונים מוצפנים באמצעות IPec או TLS, ו Redundancy של מקורות GPS כגון בדיקות אבטחה מתקדמת).

6.רחב-שטח ניטור, הגנה ובקרה (WAMPAC)

החזון של פיקוח רחב-שטח, הגנה ובקרה (WAMPAC) הוביל רבות מהפיתוח בטכנולוגיה של phasor. WAMPAC משתמשים בסינכרוןhrophasors כדי לפקח על כל הרשת המקושרת, לזהות אווסוציאציות בין אזורים, וליישם תוכניות הגנה רחבות-שטח כדי למנוע אספקת שחור.

תמיכה באנרגיה מתחדשת ודיסטריט של משאבי אנרגיה (DERs)

השילוב של אנרגיה מתחדשת משתנה - רוח, שמש - ומשאבים מבוזרים כמו photovoltaics גג ואתגרי אחסון סוללות יציבות רשת. PMUs לספק מדידות מהירות, סינכרוניות המסייעות לנהל את יכולת ה- variability. לדוגמה, נתונים phasor יכולים לעקוב אחר התפוקה בזמן אמת של התפלגות השמש גדולה וחיזוי תנודות כוח.coms ברמת ה-PMUs (micro-PMUs) הם מתעוררים במיוחד עבור ניטור רשתות DER-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R-R.

8.זמן סינכרון חלופות ל- GPS

תלות ב- GPS עבור סינכרוניזציה זמן היא פגיעה ידועה - ג'ינג או spoofing יכול לדרג את דיוק PMU. מחקר הוא חקר חלופות כגון פרוטוקול הארנב הלבן (WR), אשר משיג סינכרוניזציה תת-שנתית על Ethernet, וסיבים-אופטי להעביר את הזמן באמצעות תקן IEEE 1588v2.

אתגרים וגדרות לצמצום מלא

על אף ההבטחה, אימוץ נרחב של טכנולוגיית phasor מתקדמת עומד בפני מספר רב שלשות (FLT:0) עלויות גבוהות FLT:1 - הן עבור חומרה והן עבור תשתיות ניהול נתונים - הרתעה של שירותים קטנים רבים יותר.FLT:2 מחסומים מרכזיים של ניהול נתונים 3 (ה) בין משרדי ממשלה ממוכרים שונים נותרה בעיה, אם כי תקן C3711-2011 שיפר את התקני ה-FLT5 ו-D.

עתיד Outlook: הדור הבא של מערכות Phasor

(במבט קדימה, טכנולוגיית phasor תתכנס ככל הנראה עם טכנולוגיות רשת מתפתחות אחרות.הפיתוח של תאומים דיגיטליים:0) תאומים דיגיטליים המסוגלים ל-IIFLT:1 עבור מערכות חשמל יסתמך על נתוני PMU בזמן אמת עבור ריצוף מודלים ואימות.

קישור חיצוני:0.U.S. Department of Energy - Synchrophasor Technology ReviewFLT 1

מסקנה

טכנולוגיית Phasor עוברת טרנספורמציה המונעת על ידי התקדמות בחומרה, תוכנה ותקשורת.שיפור דיוק, ניתוח קצה, למידת מכונה ושילוב עם מתחדשים מרחיבים את התפקיד של PMUs מ ניטור פסיבי לשליטה פעילה. בעוד אתגרים כמו עלות, אבטחת סייבר, ו Interoperability להישאר, המגמה היא ברורה: מערכות כוח עתידיות יהיו תלויים במהירות, מסונכרנות, אינטליגנטית ומדורגת למדידות כדי לשמור על יעילות חכמה, ואפילו על פני עשור קדימה, ולוודא את החדירה הכרחית של רשתות חכמות של יעילות גבוהה יותר, אפילו בעתיד.