מבוא

רשתות חשמל מודרניות עוברות טרנספורמציה יסודית.השינוי מפסיבי, חד-צדדי משלוח חשמל לרשתות תקשורת אקטיבית, דו-צדדיות – המכונה בעיקר רשתות חכמות – נתונים מדויקים, בזמן אמת בכל צומת של המערכת.בעצם שכבת רכישת נתונים זו הם FLT:0transducers FLT:1), אשר לגשר על התחום הפיזי והדיגיטלי ללא יכולת, ולכן החלטות ניהול חשמליות או , הן לא יכולות להיות מכוונות, כלומר, הן יכולות להיות מכוונות לטמפרטורה, או לטמפרטורה, או לטמפרטורה חכמה, או לטמפרטורה, או לטמפרטורה, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, או לטמפרטורה, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן יכולות להיות חכמות, הן לא-זמנית, או לטמפרטורה, או לטמפרטורה, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן יכולות להיות חכמות, הן לא-מתאים-מתאים-מתאים-מתאים לטמפרטורה, הן לא-כך, או לטמפרטורה, אם כן, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, כלומר, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן לא-זמנית, הן בלתי

מערכות ניהול אנרגיה חכמות (EMS) מסתמכות על נתונים מצופים לדור אופטימיזציה, שידור, הפצה וצריכה. מאמר זה חוקר את התפקיד הבסיסי של טרנספורצים, מקטטט את הסוגים הנפוצים ביותר, מסביר את היישומים שלהם בפונקציות רשת קריטיות, ומדגיש את היתרונות שהם מספקים.על ידי הבנה כיצד טרנסנפורים עובדים והיכן הם מתאימים לאדריכלות רשת חכמה, מהנדסים, מערכת במריצים, אנשי מקצוע בתחום האנרגיה, ומקבלים החלטות על גבי בחירת מערכות מידע על חיישן.

הבנת טרנסקנדים ב-Smart Grid Context

עקרונות יסוד

(FLT:0)transducertureFLT:1 הוא כל מכשיר שממיר צורה אחת של אנרגיה לתוך אחר. בהקשר של מערכות חשמל, טרנסנפורמטים בדרך כלל להמיר כמויות פיזיות - כגון מתח, זרם, טמפרטורה, לחץ או כוח - בסימנים חשמליים סטנדרטיים (למשל, 4 מ"א, 0-10 V, או פלטים דיגיטליים כמו Modbus אלה נקראים אותות אנרגיה מרחוק), אשר נקראים אז אותות אנרגיה מרחוק (RS).

תהליך ההמרה חייב להיות ליניארי וחזור על טווח התפעול של טרנסדור.הכלכלה מוגדרת על ידי פרמטרים כגון שגיאה מקדמה, לקבל שגיאות, ולא לינאריות. עבור יישומי רשת חכמה, טרנספורטורים לעתים קרובות מוגדרים עם שיעורי דיוק (למשל, 0.2% או 0.5 אחוזים) כדי לעמוד בדרישות רגולטוריות ואמינות.

Transducers vs. Sensors

בעוד שהמונחים משמשים לעתים קרובות, aFLT:0 sensorFLT:1 הוא סוג מסוים של טרנסנפורמטי להגיב גירוי פיזי ומייצר פלט קשור.כל החיישנים הם טרנסנפורמטיביים, אבל לא כל טרנסנפורמטים הם חיישנים, למשל, פועל - כגון מנוע שממיר אנרגיה להילוך מכני - הוא גם רשת חכמה (Fergateeratives) אשר כוללת לוכדים (מפעילים) של פעילות גופנית, למשל, כמו גם אקטיבית אנרגיה) אקטיבית (מפעילה-Fensator אנרגיה) אקטיבית).

סוגים נפוצים של טרנסקנטים בניהול אנרגיה חכם

השתלות נוכחיות (CTs)

(FLT:0Current Transducers, 1R) למדוד את הזרם המשתנה (AC) או זרם ישיר (DC) זורם דרך קווי חשמל, להאכיל, ועומסים בודדים.הם הכרחיים עבור ניטור, זיהוי, וניתוח איכות כוח. במערכות AC, חיישנים נוכחיים (לעיתים קרובות מאולתרים כ- CTs) משמשים באופן נרחב.

טרנסנפורמטים מודרניים משלבים לעיתים קרובות עיבוד אותות דיגיטליים לתפוקה של ערכי RMS אמיתיים, תוכן הרמוני ואפילו לכידת גלפור עבור ניתוח transient.הם ממלאים תפקיד מפתח ב-FLT:0ביקוש תגובה תוכניות 1 על ידי מתן כלים לפקח על פרופילי עומס בזמן אמת והתאמה של מכס או לוח זמנים של צמצום בהתאם.

וולטאז' טרנפורים (VTs)

(FLT:0) ו-Voltage Transducers (FLT:1) מודד את ההבדל הפוטנציאלי בין המנצחים ובין מול הקרקע.כמו טרנסנפצים נוכחיים, ממירי מתח (מהפכה פוטנציאלית, או PTs) משמשים במערכות AC כדי להפחית מתחים גבוהים לרמה בטוחה (למשל, 120 V עבור מערכות DC, התפלגות או חיישנים של הול-סנדרום לספק את רמת הבקרה הקריטית של תאים.

טרנסנפורמטים מאפשרים גם ל-FLT:0power Quality MonitoringofFLT:1 על ידי לכידת סבים, swells, flicker, ו-הרמוניה.כאשר משולבים עם המדידות הנוכחיות, הם מאפשרים חישוב של כוח פעיל וחדשני (באמצעות מכפילים דיגיטליים או מכפילים אנלוגיים). שילוב זה הוא הבסיס של מ"ח חכם ותשתיות מטר מתקדמות (AM).

טמפרטורה Transducers

הטמפרטורה היא פרמטר קריטי לבריאות הנכסים. Transformers, מתגים, כבלים, חשמל אלקטרוניקה כל לייצר חום; מעל לדרג את הגבולות להאיץ הזדקנות בידוד יכול לגרום כישלונות קטסטרופליים.FLT:0;0 Temperature transducers (FLT:1 ברשת חכמה כוללים thermocouples (Type K, T, J), גלאי התנגדות (Ds, בדרך כלל PT100 סיבים אופטיים או חיישנים דלקתיים), כי הם יותר ויותר PT-אנטארקטיים (NV) הם יותר ויותר אורגניזמים PT-אנטארקטיים (NVal-R) ו-PT-PT-PT-PT-CRM (NVal) הם אורגניזמים).

נתונים ממקרי טמפרטורה מזינים ל-FLT:0 אלגוריתמים של תחזוקה מקדימה של אלגוריתמים 1.לדוגמה, אם הטמפרטורה של הטרנספורמציה עולה באופן חריג תחת עומס קבוע, EMS יכול לגרום אזעקה, להפחית עומס, או לשלוח צוות תיקון. ניטור טמפרטורה הוא גם חיוני עבור מערכות אחסון אנרגיה סוללה (BESS), שבו יש להימנע מריצה תרמית.

לחץ Transducers

למרות פחות נפוץ מ-GIS, FLT:0pressure TransducationersFLT:1 נמצאים ב- מתג ג'אר בעל אספקת גז (GIS), שבו hexafluoride (לחץ SF6) יש לשמור בתוך חלון צר כדי לשמור על כוח דיאלקטרי.הם משמשים גם בצמחים הידרואלקטריים כדי למדוד לחץ, במערכות דחוסות להפעלה, או לדגום של מלחים, אשר לעתים קרובות, כדי להפוך את הלחץ הפנימי.

Power Transducers

בעוד שניתן להסיק ממתח נפרד ומדידות נוכחיות, ייעודיות:0 Powerducersal 1:0power אינטגרטיבית 1 משלבת הן קלטות והן תפוקת אות דיגיטלי יחיד או יחסי אות לעוצמה פעילה (וואט), כוח תגובתי (VARs), או כוח גלוי (VA) אלה משמשים נרחב בתת-תחמוש תעשייתית ומערכות ניהול אנרגיה (BEMS) שבו 4-A פשוט נדרש אות עבור מערכת הפעלה של PLC ו-D.

כיצד Transducers Enable Smart Grid Functionality

מעקב בזמן אמת ובקרה

מושג הרשת החכם מסתמך על נקודות FLT:0 נצפית בזמן אמת התגלותFLT:1 Transducers פרוסות בתת-התרעות, נקודות להאכיל, ואת הנחות הצרכנים לייצר זרמי נתונים רצופים.הנתונים האלה נאספים על ידי EMS, אשר לאחר מכן computes המדינה הערכות, זרימת כוח, ויציבות המערכת. עם ערך תת-שני - ניתן להשיג באמצעות amps במהירות גבוהה ו-61S (Irops) , לעומת זאת, 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 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 קיבולת המערכת , 000 , 000 קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת , 000 יותר מאשר קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת קיבולת

לולאות בקרה בזמן אמת מסתמכות גם על משוב טרנספורמטיבי (לדוגמה, קונסולת:0voltage הרגולטורFLT:1) משתמשות במשחת מתח כדי להתאים את הניקוד או בנקים קיבולים באופן דומה, AFLT:2ביקוש תגובה בקרים FLT 3:2ביקוש עשוי להפחית עומסים לא קריטיים כאשר עובר נוכחי מציין את המזינים מתקרב למגבלה התרמית שלו.

גילוי ושיקום

[העברים] הם קו ההגנה הראשון נגד הזנות.כאשר מתרחשת תקלה (למשל, מעגל קצר או פגם קרקע), המתכננים הנוכחיים מתעדים עלייה חדה; מערכי מתח מראים ממסרי הגנה על דיפ.מנצלים להשתמש בפלטים טרנסנפורמטיביים אלה כדי לטייל בשברים בתוך מילימטרים.

במערכות מתקדמות יותר, טרנסנפורמטים מאפשרים ל-FLT:0 רשתות של עצמו-הההעברה 1(שימוש באינטליגנציה מבוזרת, EMS יכול לשנות את הרשת באופן אוטומטי – בידוד החלק המוטעם ושיקום השירות לחלקים בריאים באמצעות נתיבים חלופיים.

עקבו אחרי Balancing and Demand Response

איזון עומס דורש ידע על הנוכחי נמשך על ידי כל מזין ומשנה. Transducers לספק נתונים אלה בגרנריות של מעגלים בודדים או אפילו מכשירים לשימוש קצה.FLT:0LoadחיזויFLT:1 מודלים לצרוך נתונים transducer היסטוריים כדי לחזות דפוסים עתידיים ביקוש. Utilities אז להשתמש תחזיות אלה כדי להתאים גנרטור, תחזוקה, משא ומתן, הסכמי חשמל לרכוש.

ב-FLT:0 (ראה להלן) תוכניות, טרנסנפורמטים על הנחות הלקוח לזהות כאשר השימוש עולה על סף.ה-EMS יכול לשלוח אותות לתרמוסטטים חכמים, תנורי מים או תהליכים תעשייתיים כדי לשפוך.דיוק של הטרנסנפורמט משפיע ישירות על ההוגנות והיעילות של תוכניות אלה.

שילוב מקורות אנרגיה מתחדשת

רוח ודור השמש מציגים את חוסר הוודאות ואת אי הוודאות.העברות בנקודה של הפיכה משותפת (PCC) למדוד את תפוקת הכוח בזמן אמת ואת המתח. נתונים אלה משמשים על ידי FLT:0inverter בקרים בקריב 1 כדי לנהל תמיכה כוח תגובתית, גבולות רמפות, והגנה מפני הפלה.

טרנסנפורמטים מאפשרים גם ל- 0 (00) כוח וירטואלי של תחנות כוח ההרחבה 1:1 על ידי העלאה של נתונים מ- DERs קטנים רבים ומציגים ישות יחידה, בעלת שליטה למפעיל הרשת.הביצועים של מערכות כאלה תלויים בקריאה הסינכרון, אמינה של אלפי טרנסנפצים.

יתרונות מרכזיים של Transducers במערכות ניהול אנרגיה

אמינות ונאמנות

טרנסנפצים מודרניים מציעים התפתחויות מדידה של 0.1% או טוב יותר, הרבה מעבר לדרישות של רוב יישומי הרשת.דיוק זה תומך בחיוב מדויק, מסחר באנרגיה יעילה, פעולות בקרה מדויקות.FLT:0liabilityFLT:1 הוא קריטי באותה מידה: טרנסדוקטורים חייבים לתפקד על פני טווחי טמפרטורה רחבים, תחת שדות אלקטרומגנטיים גבוהים, ובמשך עשרות שנים ללא סחף חכם רבים כוללים אנליזה עצמית ותקלות עצמית, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, מזהמים עצמם, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, מזהמים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, אם הם נכשלים, מזהמים, מזהמים, אם הם נכשלים, מזהמים.

סקלאלה וגמישות

טרנסנפורמטים באים בגורמים שונים - מ miniaturized מודפס-circuitboard (PCB) סוגים של תרכובות מחוספסות עבור תת-קרקעיות בחוץ.הדרגות מאפשרות למפעילים לכל רמה של הרשת, מההעברה לאחור ועד מעגלים ביתיים בודדים.FLT:0Wireless TransducerssFLT:1 (למשל, באמצעות LoRa, באמצעות WAN, ZIG, או הרחבה של WAN, ו-SLC) ולהפחית את עלויות חדשות ללא , או TRAFLT.

עלויות יעילות

למרות שתחזיות בעלות דיוק גבוה מייצגות השקעה מקדימה, הם משלמים לעצמם באמצעות:

  • (ב) ,0) ,העברה: 1FLT:1, גילוי מוקדם של תקלות מקטין את עלויות הפחתת זמן ותיקון.
  • ניצול נכסים:0 (Optimized Assetניצול: FLT:1) נתונים בזמן אמת מאפשר שירותים לדחוף ציוד קרוב יותר לגבולות בטוחים שלו מבלי להפריז בו.
  • (ב) ,0) הוצאות הון: 1FLT:1, ניטור טוב יותר יכול להאריך את חייהם של משתנים וכבלים מזדמנים.
  • (ב) חסכון:0) חסכון בחיסכון בפנסיה: 1FLT:1 מתח ובקרת כוח להפחית את אובדן הקו.

מחקר סמכותי של מכון המחקר של חשמל כוח (EPRI) מעריך כי פריסה נרחבת של מערכות טרנסנפורמטים ו ניטור יכול להציל מיליארדי דולרים בשנה באמצעות שיפור יעילות תפעולית.

מגמות וחדשנות עתידיים

הנוף הטרנסנפורמטיבי מתפתח במהירות.FLT:0Fiber-אופטימי הנוכחי והמתח חיישנים של חיישנים חיישנים חיישנים מקיפים 1 (מבוססים על אפקט פאראדיר ואפקט Pockels) מציעים בידוד גלקטי, חסינות לשחיקה, ורוחב רוחב פס רחב, מה שהופך אותם אידיאליים לתאים גבוהים וקישורי HVDC.

היתוך נתונים ממגוון רחב של טרנספורמטים, בשילוב עם למידת מכונה, מאפשר את ה-FLT:0דיגיטליים תאומים ציטראט 1 של הרשת. Algorithms יכול לזהות דפוסים עדינים - כגון החתימה הרמונית של פגם מכשול בלתי צפוי - כי מפעילי אנוש יחמיצו גם כן, עם מחשוב מסוגל של עיבוד נתונים, ביצוע התראות בסיסיות, רק כאשר ניתוחים בסיסיים הם מעל פני השטח.

ארגונים כמו FLT:0 (המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) ⁇ 1 ממשיכים לפתח מסגרות בין-אופרציה (למשל, מסגרת רשת חכמה NIST) המבטיחה טרנסנפורמטים מיצרנים שונים יכולים להחליף נתונים בצורה חלקה.

התפתחות מבטיחה נוספת היא שילוב של נתונים של FLT:0 transducer עם blockchainsFLT:1 עבור שקוף, tamper-הוכחה אנרגיה ביקורת - במיוחד רלוונטי עבור מסחר אנרגיה עמיתים לpeer microgrids. בעוד עדיין ניסיוני, מערכות אלה מסתמכות על מדידות אמינות, באיכות גבוהה כבסיס לעסקאות פיננסיות.

מסקנה

טרנסדוקרס הם מערכת העצבים הסנסורית של הרשת החכמה.מהפכה הנוכחית והמתחת בתת-התת-התעלים לחיישנים בטמפרטורות זעירות במפרקי מעגלים, הם מספקים את הנתונים הגולמיים שמערכות ניהול האנרגיה צריכות לפעול באופן אמין, ביעילות ובקיום.כאשר הרשת ממשיכה לשלב משתנים, כלי רכב חשמליים, אחסון מבוזר, הביקוש לטיפוס מדויק, מדרגי, וניתמילא-הת-זמנית רק במזגנים.

במקביל, טכנולוגיות מתפתחות - כגון חיישני סיבים אופטיים, MEMS ומודיעין קצה - הן שהופכות את טרנסנפצים חכמים יותר ויותר גמישים.עבור שירותים, מפעילי מערכת ומנהלי אנרגיה, השקעה בתשתיות טרנספורמנטליות באיכות גבוהה אינה רק אופציה טכנית אלא גם צורך אסטרטגי להשגת מטרות של פירוק פחמן תוך שמירה על אמינות השירות.

כדי להישאר מעודכן לגבי ההתפתחויות האחרונות בחיישנים ברשת חכמה, בקר ב-FLT:0.U. Department of Energy’s Smart Grid PageveFLT:1 ועקוב אחר פרסומים מה-FLT:2IEEE Power & Energy SocietysigFLT 3: עתיד ניהול האנרגיה יהיה בנוי על בסיס נתונים מדויקים, אורכיים.