Giới thiệu

Sự tiến bộ nhanh chóng của Internet của mọi vật (IoT) đang phân tích lại cách mà mạng lưới điện được giám sát, điều khiển và duy trì. Trong số những biến đổi có tác động lớn nhất, sự tăng cường dữ liệu và phân tích. Các đơn vị đo lường Phasoor đã từ lâu là xương sống của hệ thống giám sát rộng, nhưng sự tích hợp của công nghệ IoT sẽ khuếch đại đáng kể khả năng của chúng. Bài này khám phá cách IoT cách thức để đạt được, sự phân tích về việc vận hành, và phân tích các phép đo đạc đồng bộ, và điều này có nghĩa là gì cho sự ổn định lưới, hiệu quả và hệ thống năng lượng trong tương lai.

Hiểu được dữ liệu Phaser và vai trò quan trọng của nó trong các hoạt động lưới

Dữ liệu Phaser- cụ thể đồng bộ hóa thời gian - provironized ảnh chụp cao độ của trạng thái điện của một hệ thống điện. Những đo này thu được độ lớn và thời gian của điện áp và sóng tại thời điểm chính xác, thường sử dụng GPS đồng bộ hóa. Kết quả là các mạng lưới có thể quan sát hành vi hoạt động qua các mối quan hệ rộng lớn.

Các đơn vị đo lường tiền tài hoạt động như thế nào

Một mẫu điện áp của Bộ Tư pháp và các mẫu sóng hiện tại với tốc độ 30 đến 120 mẫu trên giây, nhanh hơn nhiều hệ thống SCAD truyền thống. Mỗi mẫu được dán nhãn thời gian với độ chính xác nhỏ giây, cho phép so sánh các phép đo từ địa lý phân tán. Dữ liệu tổng hợp được cung cấp vào các tập hợp dữ liệu phasor (PDC) mà xếp thẳng và truyền thông tin đến trung tâm điều khiển.

Comment

Dữ liệu đồng bộ hỗ trợ các ứng dụng quan trọng, bao gồm:

  • Hệ thống theo dõi nước Mỹ (WAMS): ) Hình dung thời gian thực về dao động mạng và sự khác biệt hình chữ nhật.
  • Tính toán [FLT: 1] tăng độ chính xác tăng lên trong ước lượng độ lớn điện áp và góc trên mạng.
  • Sự phát hiện và phân tích sau khi chết: ) dữ liệu phân giải cao tiết lộ chuỗi nhiễu như lỗi dòng hoặc các chuyến đi máy phát điện.
  • [FLT: 0] Việc thẩm tra mẫu: so sánh các phản ứng được đo với mô hình mô phỏng cải tiến kế hoạch hệ thống điện năng.

Nếu không có dữ liệu sử dụng ảo giác đáng tin cậy, những người điều hành sẽ thiếu tầm nhìn cần thiết để ngăn chặn sự thất bại to lớn hoặc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo một cách hiệu quả.

Internet về sự vật: Một cuộc di cư mới để cảm nhận lưới

IoT mở rộng tầm với của mạng lưới PMU bằng cách lắp đặt trí thông minh vào các thiết bị ở mọi cấp độ mạng lưới. Các thiết bị thông minh truyền thống là đắt tiền, đứng yên tại các trạm phụ chính.

Trình cấu trúc IoT cho bộ sưu tập dữ liệu Phasor

Một hệ thống xương chậu điển hình kết hợp ba dây:

  1. Lớp canh tác: đã phân phối máy ảnh, cảm biến/vô số hiện tại, và mét năng lượng tạo ra luồng đồng bộ.
  2. Lớp truyền thông: Giao thức như IEE C37.118, DNP3, và MQTT truyền dữ liệu qua sợi, 5G, hoặc mạng LTE riêng để đảm bảo độ phân giải thấp.
  3. Chương trình bảo vệ lớp: Các cổng ra cạnh thực hiện lọc và nén, sau đó chuyển dữ liệu tới nền tảng phân tích mây để lưu trữ và học máy.

Kiến trúc này có thể tăng trưởng từ hàng chục nhiếp ảnh gia lên hàng ngàn thậm chí hàng trăm hàng ngàn điểm đo lường qua các mạch phân phối và nguồn tài nguyên đằng sau mét.

Name

iT tạo điều kiện cho việc truyền dữ liệu liên tục, thông qua dữ liệu cao. Ví dụ, một tiện ích hiện đại triển khai các máy tính cá nhân dựa trên IoT có thể tiêu thụ hơn 1 triệu điểm dữ liệu mỗi giây từ một thành phố cỡ trung bình. sự giàu có dữ liệu này, khi được kết hợp với dự báo thời tiết, giá thị trường năng lượng, và hồ sơ sức khỏe tài sản, giải tỏa nhận thức tình hình hiện tại chưa từng có.

Lợi thế chủ chốt của phân tích Phasord Iot-Enabled

Sự đồng điệu giữa Iot và các dữ liệu phasor tạo ra những lợi ích biến đổi.

Đáp ứng thành công lưới tăng cường và có thời gian thực

Với IoT, các đo đạc phosor đến trung tâm điều khiển với độ trễ dưới giây. Tổng đài có thể phát hiện sự tách rời giữa các vùng và bắt đầu các hành động điều trị - chẳng hạn như thế hệ reispatch hoặc tải lại - trước khi truyền tải bất ổn định. Lấy thí dụ, trong 2022 hỗn loạn ở Tây Liên kết kết liên kết, mạng IoTugement U phát hiện sự khác biệt đang tăng 5 độ- chữ nhật trước 3 giây so với hệ thống truyền thống truyền thống truyền thống truyền thống, cho phép một sự phản ứng thành công trên đảo.

Hoạt động hiệu quả và tự động làm việc

Nền tảng IoT tự động phân tích dữ liệu phasor. Mô hình máy học tập về dòng lịch sử đồng bộ có thể phân loại sự nhiễu loạn trong thời gian thực - phân biệt sự cố giữa lỗi, sự kiện chuyển đổi, hay thay đổi tải. Điều này giảm bớt gánh nặng trên bộ gửi và cắt giảm thời gian đồng nghĩa với thời gian để phát hiện dị thường từ phút đến giây. Các tiện ích báo cáo 30–50% nhanh hơn sự cố xảy ra sau khi triển khai IoT-alys.

Quản lý tài chính và bảo trì dự đoán

Dữ liệu Phasoor tiết lộ dấu hiệu tinh tế của sự thoái hóa thiết bị. Ví dụ, một bộ chuyển hóa trải nghiệm nội bộ biến đổi tạo ra sự hòa hợp khác nhau trong lối phay hiện tại. Việc phân tích có thể kích hoạt tuần trước khi thất bại thảm họa, cho phép bảo trì dựa trên điều kiện. Một tiện ích lớn ở Bắc Mỹ mở rộng sự sống của các tính tần số (ROCOF) chuyển tiếp bằng 20% khả năng dự đoán thông tin từ dữ liệu phas.

Khả năng cắt tỉa và tăng cường chi phí

Về mặt lịch sử, chi phí lắp đặt của Bộ Quốc phòng bị cấm để giám sát mức phân phối. IoT mini-MUs, giá trị một phần nhỏ các đơn vị truyền thống và giao tiếp qua cơ sở hạ tầng không dây hiện có, làm cho kinh tế phát triển rộng rãi. dự án phi công ở California đã triển 200 micro-PMU trên một nguồn cấp phát 12 kV cho ister - không tốn kém chi phí của một thiết bị lắp đặt máy tính cá nhân đơn. Tính năng lượng này là quan trọng khi kết hợp các mạng chia sẻ năng lượng (DER)

Giải quyết các thách thức trong hệ thống Phasor IoT-Driven

Bất kể lời hứa, việc kết hợp IoT với bộ sưu tập dữ liệu phosor đưa ra nhiều thách thức cần phải được giải quyết để có thể tin cậy hoạt động.

Bảo vệ mạng và sự riêng tư của dữ liệu

Dữ liệu Phasor là quan trọng để mạng ổn định; sự thỏa hiệp của nó có thể hiệu lực các cuộc tấn công gây mất điện. Thiết bị IT thường có nguồn lực tính toán hạn chế, làm cho chúng dễ bị khai thác. Khởi động an toàn, mã hóa nhẹ (v. d., hệ thống phụ tùng, và cập nhật phần mềm thường xuyên là thiết yếu. Viện nghiên cứu quốc gia về tiêu chuẩn và kỹ thuật (NST) IR 83 cung cấp [FL: 0] Thiết bị cấu hình mạng an ninh [FLT] hướng dẫn [FL1] có thể thích ứng với mạng thông tin UP.

Name

Các ứng dụng đồng bộ cần thiết độ nhạy nhất định dưới 50 phần nghìn giây để điều khiển hành động. Mạng truyền thông IT phải đảm bảo chất lượng dịch vụ. phương pháp kết nối bằng xương sống sợi cho các trạm phụ và 5G để phân phối hạch có thể đáp ứng các nhu cầu này. tuy nhiên, các vùng nông thôn với sự kết nối hạn chế vẫn là một rào cản; các mạng lưới dựa trên vệ tinh IoT và mạng lưới mesh là những giải pháp nổi lên.

Tiêu chuẩn hóa và khả năng giao tiếp

Hệ sinh thái PMU phụ thuộc vào hệ thống truyền dữ liệu IEEE C37.118 chuẩn cho việc truyền tải dữ liệu đồng bộ. Hệ thống IoT thêm các giao thức như MQTT, OPC UA, và RET AIS. Không cần thiết phải có những kho chứa dữ liệu cẩn thận, phát sinh. Bộ Trưởng tiến trình Hình học (GMI) khuyến khích [FT: 0] các khuôn khổ khả năng liên tục [FL: 1) hòa hợp các giao thức này. Các tiện ích cần thiết cho Bộ xử lý IET để hỗ trợ IE. 1. 1. 2. 2.

Hướng tương lai: Al, Edge Computing, và xa hơn

Cơn sóng đổi mới tiếp theo sẽ đẩy trí thông minh đến gần nguồn dữ liệu và áp dụng các phân tích tiên tiến vào đại dương đang phát triển của các phép đo lường hình ảnh.

Phân tích cạnh cho tiến trình ít hiệu quả

Thiết bị điện toán cạnh đặt tại tiểu trạm hoặc ngay cả trên cực có thể chạy các thuật toán phân tích nhẹ của phosor tại địa phương. Điều này làm giảm phần mềm băng thông tin cần thiết cho việc truyền dữ liệu thô và cho phép phản ứng tiểu mô tô ví dụ, giảm tốc độ của ngân hàng tụ điện trong vòng 15 phần nghìn giây phát hiện một máy điện áp.

Máy học phát hiện và định trước một cách vô thức

Các nhà nghiên cứu tại các dữ liệu thời gian giả. Các nhà nghiên cứu tại các hành động kiểm soát trước khi sử dụng công cụ & máy tính. Tổ chức Năng lượng đã chứng minh rằng các mô hình dựa trên LSTM có thể dự đoán các lề ổn định tạm thời 2–5 giây trước sử dụng khả năng đồng bộ hóa dữ liệu. Như được miêu tả trong trang web này [FL: 0], dự đoán các lề số hiệu lực cao hơn.

Hợp nhất với nguồn năng lượng phân phối

Với sự phát triển của năng lượng mặt trời, gió và pin lưu trữ, dữ liệu phasor từ bộ cảm biến IoT sẽ là thiết yếu để quản lý dòng điện hai chiều. Các dự án năng lượng không thay đổi có thể kết nối đến bộ điều khiển điện phản ứng để điều chỉnh kết xuất vào thời gian thực, duy trì sự ổn định điện áp. Bộ năng lượng của U.S.S. [FLT: 0] Quỹ đầu tư [FL: 1] mà sử dụng dữ liệu đồng bộ bộ bộ bộ điều khiển dữ liệu để điều chỉnh kết hợp hàng ngàn mặt trời trong thời gian thực tế, không thể thay đổi kích thước không có tác động và cảm nhận được.

Kết luận

Kết hôn với bộ dữ liệu IoT và phasor đang chuyển đổi hệ thống điện năng từ hoạt động phân tích thụ động, thấp thành một hệ thống thông minh năng động, rộng rãi hơn. bằng cách cho phép các hoạt động phát triển cảm biến lớn, truyền tải thời gian thực, và phân tích tiên tiến, và phát triển mạng lưới điện truyền tải năng lượng cho các nhà điều hành để xem các sự nhiễu nhanh hơn, phản ứng nhanh hơn, và có tính tự tin hơn. trong khi những thách thức như an ninh mạng, sự ổn định, sự chuẩn bị, vẫn tiếp tục nghiên cứu và hợp tác công nghệ tiếp tục tiến hành các giải pháp. khi chúng ta di chuyển tới các giải pháp, phân tích carbon, id, ition-Tor sẽ không chỉ để duy trì sự ổn định cho mỗi kilot, mà còn cho mỗi một sự kết hợp nhất định từ nguồn năng lượng tái tạo.