Elektrik şebekesi, daha öngörülebilir bir dönem için tasarlandığını, binlerce insanı karanlık, yıldıza adamış ve Kontrol ve Veri Edinme (SCADA) sistemleri için büyük bir öneme sahip.Bu, daha hızlı bir şekilde kovalamanın kullanıldığı geleneksel araçlardı. 2003 Kuzeydoğu Siyahout için, bu, 55 milyon insanı karanlıklara itti ve bu gerçek zamanlı Operatöre yaklaşımın her iki ila dört saniyeliğine kadar süren başarısızlığın farkına vardı.

Bu kritik boşluk için çözüm, Phasor Ölçüm Birimi (PMU) Ayrıca bir senkronizasyon olarak da bilinir, bir PMU zaman-stamped, yüksek çözünürlüklü ölçümler ve daha dayanıklı bir elektrik ağı oluşturmak için PMU'lar.

Core Technology'yi anlamak: Bir Senhrophasor nedir?

Bir fasor, bir sinüsoidal dalgaformunun matematiksel bir gösterimidir, örneğin gerilim veya mevcut gibi.Bu, arsanın [Dönetici] ilerleyicisi[Döneticisinin 1,3) ve bir komşu otobüsün açısal açısına sahiptir.[Dönetici: 1 derecelik bir şekilde ayarlandığında, AADA açısından dalganın dengelemesi bu kadar önemli ölçüde önemlidir.

Bir PMU, ikinci başına 60 ölçüme kadar olan özel bir cihazdır (veya 30, 50 veya 120), güç sistemi frekansı ve konfigürasyonuna bağlı olarak).Her ölçüm, Florida'daki PMU'lardan alınan ölçümler ve mevcut dalgaformunun tam olarak aynıdır.Bu seferki veriler, bir mikrosanatın çözümüyle her bir ölçüm olarak adlandırılır.

Bir PMU'dan gelen veri akışı, Geniş Alan İzleme Sistemi (IEEE) standart C37.118 tarafından yönetilmelidir. Bu standart, senkronizasyon gereksinimleri, veri formatları ve iletişim protokollerini tanımlar, PMU'ların farklı üreticilerden birlikte çalışmasını sağlar.

PMU Donanımı

  • [FONTS:0)GPS Alıcı:[Dön 1 Pulse-Per-İkinci (1PPS) sinyal zamanı için gerekli olan zaman işaretini sağlar.
  • [FONT:0]Anti-Aliasing Filtreler:[Dönemli gerilim ve mevcut sinyalleri potansiyel dönüştürücülerden (PT) ve mevcut dönüştürücüler (CTs) güç hatlarında.
  • [FOC: [FOC: [Dönetici:0]) Analog-to- Digital Converter (ADC): ), çok yüksek örnekleme oranına sayısal bir şekilde işaret eder (İkincisi için 4,800 ila 14,400 örnek).
  • [DSP:0)Phasor Microprocessor (DSP): [DSPT:1), bir Fourier, dijital veri akışına temel frekans phasor (mamin ve faz açısı) sahip olmak için dörtlü bir dönüşüm gerçekleştirmektedir.
  • [FONT:0) İletişim Modül:[Dönetici:[Dönetici:0) Paketler senkronizasyon veri çerçeveleri ve onları merkezi bir Phasor Data Concentrator (PDC) ile bir ağ üzerinden iletir.

Operasyonel Faydaları: Yüksek Çözünürlük Viability Değeri

PMU'ların şebeke operasyonları üzerindeki etkisi derindir. Operatörlerin, sistemin dinamik davranışlarını görmesini sağlayan tamamen yeni bir görünürlük katmanı sağlar. Aşağıdakiler, PMU teknolojisini dünyadaki kabul eden birincil kullanım vakalarıdır.

Geniş Alan Durum Farkındalık

Tek bir otobüs okumasına bakmak yerine, bir kontrol odası operatörü artık kırmızı kanaldaki faz açı farklılıklarının gerçek zamanlı bir haritasını görebilir veya geleneksel bir alarmın tetiklenmesine izin verir. Bu, PMU verilerinin operatörlerinin “yargısal istikrar”ını görselleştirmesine olanak tanır.

Dinamik Devlet Estimation

Geleneksel Devlet Estimasyon (SE) Enerji Yönetim Sistemleri (EMS) tarafından kullanılan matematiksel süreçtir, SCADA ölçümlerine dayanan ağ durumunu tahmin etmek. Çünkü SCADA verileri, yüksek çözünürlükte ve açısal bir ölçüm için kullanılabilir.Bu, bir PMU ile çözülebilir.

Oscillation Tespit ve Damping

Güç ızgarası düşük frekanslı elektromekanik osilasyonlara eğilimlidir (tipik olarak 3 Hz'e 0.2). Bunlar, jeneratörler arasında enerji akışında doğal “swings”dir.Eğer bu osilasyonlar düzgün bir şekilde değiştirilebilirse, PMU verilerini sürekli modal analize götürebilirler - frekans ve baraj hızlayıcılarını görme oranı çok yavaştır.

Post-Disturbance Analiz (Forensics)

Bir hata veya rahatsızlık oluştuğunda, olayların sırası (SOE), olayların ne olduğunu ve gelecekte nasıl ön planda olduğunu anlamak için kritiktir. Geleneksel dijital hata kayıtları (DFRs) yüksek hızlı veriler yakalar, ancak tek bir alt istasyona sınırlandırılır ve senkronize edilmez. PMU verileri, olayın doğru ve hızını dramatik bir şekilde geliştirir.

Model Geçerliliği

Power system modelleri planlama ve operasyonların temelidir. Ancak, bu modeller genellikle jeneratör performansı, yükleme özellikleri ve line parametreleri hakkında varsayımlar içerir. PMU verileri ve planlama çalışmalarıyla ilgili olarak bir modelin rahatsızlığını karşılaştırarak, modellemek için ideal bir kriter sunar.

PMUs ve Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Bütünleşmesi

Küresel karbonizasyon için baskı, enerji elektronikleri aracılığıyla şebekeye bağlıdır (IBRs) güneş ve rüzgar gücü gibi büyük bir değişken yenilenebilir enerji kaynaklarına yol açıyor. Bu kaynaklar, ızgarayı stabilize eden, doğal olarak "bizak ızgara" koşullardan daha farklı değildir.

PMUs bu geçişi yönetmek için gereklidir. Yüksek hızlı, ağ gerilimi veya açı değişiklikleri çok hızlı bir şekilde gözlemleyebilseydi, örneğin, bu PLL'leri bir inverterde tutmak için gerekli olan faz-Locked Loop (PLL), bu frekansına senkronize etmek için gerekli olan, bu PMU verilerini izlemesi için kritik olabilir.

Ayrıca, PMU'lar yenilenebilir nesilin varlığını izlemek için kullanılır. Büyük bir güneş çiftliğini kapsayan bir gölge, yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek miktarda yenilenebilir enerji kaynağı ile bir ağ geçidi) ile bir ağ geçidine yol açabilir. PMU verileri bu rampa etkinliğini neredeyse anında tespit edebilir, sistem operatörlerinin tedarik edilen rezervleri veya düzeltme yüklerini sağlamak için hızlı bir şekilde yükten veya talep edilen bakiyeyi korumak için izin verir.

PMU Deployment ve Data Management'daki Zorluklar

Onların muazzam değerine rağmen, PMU'ların dağıtımı önemli zorluklar olmadan değildir. Utilities altyapı, finans ve veri bilimi ile ilgili engelleri aşmak zorundadır.

Synchrophasor Data Tsunami

İkinci olarak 60 örnekteki tek bir PMU akışı, yılda yaklaşık 2.5 GB veri üretiyor. 500 PMU ile bir fayda her yıl 1.2 TB'den fazla hammadde oluşturacaktır. Bu veri deposu olarak adlandırılan ve bu veri akışını işlemek için genellikle “data tsunami” olarak adlandırılır.

Cybersecurity Vulner yükümlülükleri

Binlerce akıllı, ağlanmış sensörlere, PMU'lar saldırı yüzeyinin siber tehditlere yönelik dramatik bir şekilde artış gösterdi. PMU ağına yönelik başarılı bir siber saldırı yanlış verileri (a “grid spoofing” saldırısı), izleme sistemini bozmak veya kötü niyetli kontrol sinyalleri göndermek için zaman kesintiye uğratabilir.

Yüksek Altyapı Maliyetleri

Bir PMU cihazının maliyeti nispeten mütevazı (tDC ve Çiçeğin toplam maliyeti (TCO) çok daha yüksek. Her PMU, yüksek hızlı, güvenilir bir iletişim ağı (örneğin fiber optik), bir GPS anteni ve bir PDC ile iletişim altyapısının uzaktan alt istasyonlara yüklenmesi için maliyeti yasaklanabilir.

Data Quality and Validation

Herhangi bir sensörle olduğu gibi, PMU verileri donanım hataları, iletişim kesintileri veya kalibrasyon hataları tarafından yozlaşmış olabilir. Bir ÇYS'ye giren kötü veriler, yanlış devlet tahminlerine ve kötü operatör kararlarına yol açabilir.Veri akışı, eksik veri paketleri, kötü zaman damgaları, dış mekan dışı değerler için kontrol etmek ve faz atlar.

Grid İzlemenin Geleceği PMUs ile

PMU'ların rolü, şebekenin daha karmaşık ve veri odaklı hale geldiği kadar dramatik bir şekilde genişletmek için ayarlanmıştır.

Yapay Zeka ve Makine Öğrenme

PMU'lardan gelen yüksek çözünürlüklü veriler, makine öğrenimi için ideal olarak uygundur (ML) algoritmaları. ML modelleri, kesintiye uğramanın “geçici hataları”, alt istasyondaki AI’yı kullanarak, bir probleme yol açan hataların veya anormal ekipman davranışının kullanılmasıyla ilgili olarak, PMU verilerini hava tahmin ve tarihi kesinti verileri ile birleştirerek, düşük zamandaki yerel milislere tepki verebilecek şekilde yapılandırılabilir.

Micro-Synchrophasors

PMU'ların iletim ağı üzerindeki başarısı (yüksek gerilim) çatıdaki güneş enerjisi gibi daha aktif hale geldi:0)mikro-PMUs (μPMU)), dağıtım şebekesi için (düşük gerilim) dağıtım ağları, akıllı inverterlerin dağıtım şebekesi için daha aktif hale geliyor.

Wide-Area Control Systems

PMU teknolojisi için nihai hedef, izlemenin ve tamamen otomatik, kapalı-loop kontrolüne geçilmesidir. Bir operatörden bir osilasyon görmek ve manuel olarak bir komut vermek yerine, aİLFLT:0)Wide-Area Control System (WACS)), doğrulayıcıları, H999 dönüştürücüleri veya FACTS cihazlarını herhangi bir insan operatörüne otomatik olarak indirmeye yardımcı olacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Phasor Ölçüm Birimleri, modern ağ yönetimi için vazgeçilmez bir operasyonel teknoloji haline gelmek için araştırma laboratuarlarından taşındılar. Sektör daha dinamik ve karmaşık bir güç sistemindeki istikrarı korumak için gerekli olan hız, doğruluk ve senkronizasyonu sağlar.Malzeme yönetimi ile ilgili zorluklar devam ederken, gelişmiş güvenlik, verimli yenilenebilir entegrasyon ve gelişmiş sistem modelinin faydaları çok büyüktür; endüstri karbonatmaya ve sayısallaştırmaya devam eder ve PMU, gelecekteki zorluklar için seçim sensör olarak kalacaktır.