คำถามนี้เกิดขึ้นในเกือบทุกการสนทนาที่ฉันมีกับนักวางแผนสาธารณูปโภคและผู้พัฒนาโครงการ ทุกคนกำลังพูดถึงกริดอัจฉริยะ ทั้งเซ็นเซอร์ ซอฟต์แวร์ และการวิเคราะห์ข้อมูล แต่สิ่งเหล่านี้ไม่สำคัญเลยหากไม่มีอุปกรณ์ทางกายภาพที่ทำให้การควบคุมเป็นไปได้ ยูนิตหลักของวงแหวนตั้งอยู่ตรงทางแยกนั้น
เรามาพูดถึงสิ่งที่ RMU ทำได้จริงในเครือข่ายการกระจายสินค้าสมัยใหม่ และเหตุใดจึงมีความสำคัญ ไม่ใช่ทางเลือก
อันดับแรก จริงๆ แล้วยูนิตหลักของวงแหวนคืออะไร
กแหวนยูนิตหลักคือชุดสวิตช์ ฟิวส์ และเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่สร้างจากโรงงานขนาดกะทัดรัด ซึ่งใช้ในเครือข่ายการกระจายแรงดันไฟฟ้าปานกลาง โดยทั่วไปได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 6 kV ถึง 40.5 kV และออกแบบมาสำหรับการติดตั้งกลางแจ้งหรือในร่มโดยใช้พื้นที่ขนาดเล็ก
ชื่อนี้มาจากแอปพลิเคชันดั้งเดิม: การเชื่อมต่อแหล่งที่มาสองแห่งเพื่อสร้างวงแหวนหรือลูป โดยมีการแตะโหลดระหว่างแหล่งทั้งสอง พลังโทโพโลยีที่มาจากสองทิศทางนั้นเป็นรากฐานของความน่าเชื่อถือในการกระจาย หากเส้นทางหนึ่งล้มเหลว อีกเส้นทางหนึ่งก็จะเปิดไฟไว้
แต่ในบริบทของกริดอัจฉริยะ RMU ไม่ใช่แค่สวิตช์แบบพาสซีฟเท่านั้น เป็นจุดที่ฟิสิคัลกริดมาบรรจบกับระบบควบคุม
โทโพโลยีริง - ความน่าเชื่อถือโดยการออกแบบ
ก่อนที่จะมีกริดอัจฉริยะ การกำหนดค่าวงแหวนได้ให้ความน่าเชื่อถือที่ดีกว่าระบบเรเดียลแล้ว ข้อผิดพลาดบนตัวป้อนแนวรัศมีจะทำให้ทุกคนต้องออกจากล่องน้ำจนกว่าทีมงานจะมาถึงเพื่อซ่อมแซม ในวงแหวน สามารถแยกข้อผิดพลาดออกได้ และพลังงานกลับคืนมาจากทิศทางอื่น ซึ่งมักจะใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีแทนที่จะเป็นชั่วโมง
สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือความเร็วและระบบอัตโนมัติ RMU แบบดั้งเดิมกำหนดให้ทีมงานเปิดและปิดสวิตช์ด้วยตนเอง หน่วยที่ทันสมัยทำงานร่วมกับ SCADA ช่วยให้สามารถดำเนินการจากระยะไกลได้ การแยกและการฟื้นฟูแบบเดิมที่เคยใช้เวลาหลายชั่วโมงสามารถเกิดขึ้นได้ในไม่กี่วินาที โดยไม่มีใครออกจากห้องควบคุม
นี่คือรากฐานของสิ่งที่ยูทิลิตี้เรียกว่า FLISR-Fault Location, Isolation และ Service Restoration RMU คืออุปกรณ์ที่ดำเนินการคำสั่งเหล่านั้น
ระบบอัตโนมัติและการควบคุมระยะไกล - ส่วนอัจฉริยะ
กริดอัจฉริยะถูกกำหนดโดยความสามารถในการรับรู้และตอบสนอง RMU เปิดใช้งานได้โดยการรวม:
- กลไกที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่สามารถสลับระยะไกลได้ ผู้ปฏิบัติงานที่โต๊ะสามารถเปิดหรือปิดสวิตช์ตามเงื่อนไขของระบบโดยไม่ต้องสั่งการรถบรรทุก
- เซ็นเซอร์สำหรับการตรวจจับแรงดัน กระแส และข้อผิดพลาดสิ่งเหล่านี้ช่วยให้มองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนเครือข่ายแบบเรียลไทม์ เมื่อเกิดข้อผิดพลาด RMU สามารถรายงานตำแหน่งและขนาดได้
- อินเทอร์เฟซการสื่อสารไม่ว่าจะเป็นไฟเบอร์ เซลลูล่าร์ หรือวิทยุ RMU จะสื่อสารกับศูนย์ควบคุม การสื่อสารนั้นทำให้เกิดการตอบสนองที่ประสานกันในอุปกรณ์หลายเครื่อง
ฉันเห็นว่าระบบสาธารณูปโภคลดเวลาการหยุดทำงานลงถึง 70% เพียงเพิ่มระบบอัตโนมัติให้กับสถานที่ตั้ง RMU ที่มีอยู่ ฮาร์ดแวร์ก็มีอยู่แล้ว ส่วนที่ชาญฉลาดกำลังเชื่อมต่อมัน
การบูรณาการทดแทน-การจัดการการไหลแบบสองทาง
นี่คือจุดที่ RMU มีความสำคัญในแบบที่นักออกแบบดั้งเดิมไม่เคยจินตนาการมาก่อน การกระจายแบบดั้งเดิมเป็นแบบทางเดียวจากสถานีย่อยไปยังโหลด ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาและการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายอื่นๆ ตอนนี้ไฟฟ้าจึงไหลทั้งสองทิศทาง
นั่นเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งเพื่อการปกป้องและการควบคุม ข้อผิดพลาดที่เคยป้อนจากสถานีย่อยเท่านั้น ขณะนี้ได้รับการสนับสนุนจากการสร้างลูกค้าด้วยเช่นกัน RMU ที่มีการตรวจจับทิศทางและการสื่อสารสามารถแยกแยะระหว่างข้อบกพร่องต้นทางและปลายน้ำ และประสานงานกับอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อเคลียร์ข้อผิดพลาดได้อย่างเหมาะสม
พวกเขายังเปิดใช้งานแผนการเกาะโดยเจตนาตัดการเชื่อมต่อส่วนหนึ่งของเครือข่ายกับเจนเนอเรชั่น เพื่อรักษาพลังงานไว้เมื่อแหล่งจ่ายไฟหลักหายไป ซึ่งต้องการการสลับที่รวดเร็วและการประสานงานซึ่งมีเพียง RMU อัตโนมัติเท่านั้นที่สามารถให้ได้
การจัดการโหลดและการควบคุมแรงดันไฟฟ้า
กริดอัจฉริยะไม่ได้เป็นเพียงเรื่องไฟฟ้าขัดข้องเท่านั้น พวกเขากำลังเพิ่มประสิทธิภาพระบบระหว่างการทำงานปกติ
ปัจจุบัน RMU บางตัวมีความสามารถในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ไม่ว่าจะผ่านตัวเปลี่ยนแทปออนโหลดที่รวมอยู่ในยูนิตหรือผ่านการประสานงานกับอุปกรณ์ดาวน์สตรีม ด้วยการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่หลายจุดในวงแหวน ระบบสามารถปรับเพื่อให้ลูกค้าทั้งหมดอยู่ในข้อกำหนดในขณะที่ลดการสูญเสียให้เหลือน้อยที่สุด
การกำจัดโหลดและการฟื้นฟูเป็นไปตามตรรกะเดียวกัน เมื่อหม้อแปลงเข้าใกล้ขีดจำกัด ระบบสามารถเปิด RMU โดยอัตโนมัติเพื่อกำจัดโหลดที่ไม่สำคัญ จากนั้นปิดกลับคืนเมื่อกำลังการผลิตกลับมา ลูกค้าอาจไม่เคยสังเกตเห็น
การรวบรวมข้อมูล-ผลิตภัณฑ์ที่มองไม่เห็น
RMU อัตโนมัติทุกเครื่องจะสร้างข้อมูล โปรไฟล์แรงดันไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไป โหลดกระแสตามเฟส บันทึกข้อผิดพลาดด้วยรูปคลื่น จำนวนการสลับสำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์
ข้อมูลดังกล่าวจะไหลกลับไปยังยูทิลิตี้และกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการวางแผน การจัดการสินทรัพย์ และการปรับปรุงการปฏิบัติงาน ยูทิลิตี้ที่รู้แน่ชัดว่าเครือข่ายทำงานอย่างไรสามารถชะลอการใช้จ่ายด้านทุน กำหนดเป้าหมายการบำรุงรักษาเมื่อจำเป็น และตอบสนองต่อเหตุการณ์ได้เร็วขึ้น
ฉันเคยเห็นแผนกวิศวกรรมเปลี่ยนจากฝ่ายรับเป็นฝ่ายรุกเพียงเพราะพวกเขาเริ่มรับข้อมูลจาก RMU ที่ตนเป็นเจ้าของอยู่แล้ว
ประเภทของ RMU และความเกี่ยวข้องของกริดอัจฉริยะ
เทคโนโลยีฉนวนมีความสำคัญต่อวิธีที่ RMU รวมเข้ากับกริดอัจฉริยะ แม้ว่าฟังก์ชันการควบคุมจะคล้ายกันในประเภทต่างๆ
RMU ที่หุ้มฉนวน SF6เป็นมาตรฐานมานานหลายทศวรรษ มีขนาดกะทัดรัด ปิดผนึก และไม่ต้องบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งาน ก๊าซให้ทั้งฉนวนและการดับอาร์ค จากมุมมองของกริดอัจฉริยะ พวกมันทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วยระบบอัตโนมัติ - ตู้แบบปิดผนึกแบบเดียวกับที่ปกป้องสวิตช์เกียร์สามารถบรรจุเซ็นเซอร์และอุปกรณ์สื่อสารได้โดยไม่ต้องปกป้องสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม
RMU ที่เป็นฉนวนที่เป็นของแข็งกำลังได้รับความสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาดที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของก๊าซเรือนกระจกของ SF6 ใช้ฉนวนอีพอกซีเรซินแทนแก๊ส ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดการรั่วซึม รอยเท้ามีความคล้ายคลึงกัน และแพ็คเกจระบบอัตโนมัติก็ผสานรวมได้อย่างง่ายดายเช่นกัน สำหรับสาธารณูปโภคที่มีข้อกำหนดด้านความยั่งยืน สิ่งเหล่านี้เป็นตัวเลือกเริ่มต้นมากขึ้น
RMU หุ้มฉนวนอากาศมีอยู่แต่พบได้น้อยในการใช้งานในเมืองขนาดกะทัดรัด มีขนาดใหญ่กว่าและสัมผัสกับสิ่งปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมมากกว่า ซึ่งอาจทำให้ความน่าเชื่อถือในระยะยาวของเซ็นเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความซับซ้อน
สิ่งที่ฉันบอกลูกค้าเกี่ยวกับ RMU และ Smart Grids
เมื่อมีคนถามฉันว่าพวกเขาต้องการ RMU อัตโนมัติสำหรับโครงการกริดอัจฉริยะหรือไม่ ฉันถามคำถามพวกเขาว่า คุณวางแผนใช้งานเครือข่ายอย่างไร
หากคำตอบเกี่ยวข้องกับการส่งทีมงานไปยังการดำเนินการสับเปลี่ยนทุกครั้ง คุณไม่จำเป็นต้องมีระบบอัตโนมัติ แต่ถ้าคุณต้องการตอบสนองเร็วขึ้น บูรณาการพลังงานหมุนเวียน รวบรวมข้อมูล หรือลดนาทีที่ไฟฟ้าดับ คุณต้องมี RMU ที่สามารถพูดคุยกับห้องควบคุมได้
ข่าวดีก็คือว่าพื้นฐานแหวนยูนิตหลักแพลตฟอร์มรองรับทั้งหมดนี้ คุณสามารถเริ่มต้นด้วยหน่วยที่ดำเนินการด้วยตนเองและปรับปรุงระบบอัตโนมัติในภายหลัง หรือคุณสามารถติดตั้งหน่วยอัตโนมัติตั้งแต่เริ่มต้นและเฟสในระบบควบคุมเมื่อเวลาผ่านไป ฮาร์ดแวร์มีความแข็งแกร่งเพียงพอสำหรับทั้งสองวิธี
สิ่งสำคัญคือการเลือกยูนิตที่มีพอร์ตเซ็นเซอร์ความยืดหยุ่นเพียงพอ กลไกที่พร้อมสำหรับมอเตอร์ ตัวเลือกการสื่อสาร เพื่อให้เติบโตตามความต้องการของคุณ กริดอัจฉริยะไม่ใช่จุดหมายปลายทาง มันเป็นวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่อง RMU ของคุณควรพัฒนาไปพร้อมกับมัน
หากคุณกำลังวางแผนการอัพเกรดการจัดจำหน่ายหรือการพัฒนาใหม่และต้องการพูดคุยเกี่ยวกับตัวเลือก RMU - ระดับการทำงานอัตโนมัติ โปรโตคอลการสื่อสาร การบูรณาการเซ็นเซอร์ - ฉันยินดีที่จะช่วยเหลือ ทางเลือกทางเทคโนโลยีที่คุณทำในวันนี้จะกำหนดสิ่งที่กริดของคุณสามารถทำได้ในอีกสามสิบปีข้างหน้า
อ้างอิง
- IEEE Std C37.74, มาตรฐาน IEEE สำหรับข้อกำหนดสำหรับสวิตช์เกียร์ขัดขวางการโหลดใต้พื้นผิว ห้องนิรภัย และแบบติดตั้งบนแพด และสวิตช์เกียร์ขัดขวางโหลดแบบหลอมรวมสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสสลับสูงถึง 38 kV
- IEC 62271-200 สวิตช์เกียร์แรงดันสูงและเกียร์ควบคุม - ส่วนที่ 200: สวิตช์เกียร์และเกียร์ควบคุมที่ปิดด้วยโลหะ AC สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสูงกว่า 1 kV และสูงถึงและรวมถึง 52 kV
- โบรชัวร์ทางเทคนิคของ CIGRE 600 ผลกระทบของระบบอัตโนมัติในการกระจายสินค้าต่อความน่าเชื่อถือของเครือข่ายการกระจายสินค้า
