طريقة تقليل الأبعاد المستخدمة في الكشف عن أخطاء توصيل محول التوزيع

أهمية تقليل الأبعاد المستخدمة في الكشف عن أخطاء توصيل محول التوزيع

حظيت “طوبولوجيا شبكة التوزيع” (DNT) وكجزء مهم من بيانات الشبكة الأساسية؛ باهتمام متزايد مؤخراً، لذلك من المعروف أن صحة (DNT) ستؤثر بشكل كبير على إدارة خسائر شبكة التوزيع وصيانة شبكة التوزيع، ولتقليل خسائر الشبكة النشطة ولموازنة الحمل بين المراحل الثلاث ولتحسين موثوقية نظام القدرة؛ فإنه من الضروري ضبط (DNT).

ومع ذلك، تواجه العديد من مرافق الطاقة في “الصين” مشكلة التحقق من معلومات (DNT) وتحديثها في سجلاتها، وبشكل عام تتضمن بيانات (DNT) الجانب الثانوي والطوبولوجيا الجانبية الأولية، كما يوضح الشكل (1) أنواع معلومات (DNT)، بحيث يتضمن الهيكل الجانبي الثانوي نوعين من المعلومات:

النوع (1): محول التوزيع الذي يتصل به العميل والنوع.

النوع (2): المرحلة التي يتصل بها العميل.

بحيث يتضمن الهيكل الجانبي الأساسي ثلاثة أنواع من المعلومات، أي:

النوع 3: حالة المفتاح على المغذيات الجانبية الأولية.

النوع 4: إلى أي مرحلة يتم توصيل محول التوزيع.

النوع 5: أي وحدة تغذية يتصل بها “محول التوزيع” (توصيل محول التوزيع، DTC)، حيث يركز هذا الطرح على معلومات النوع (5) من (DNT).

كما أن الطريقة اليدوية التقليدية للتحقق من عدم القدرة على التحكم في النيتروجين تستغرق وقتاً طويلاً وتتطلب جهداً كثيفاً، لذلك؛ فقد اقترح الباحثون طرقاً تعتمد على الأجهزة والمعتمدة على البيانات لحل المشكلة، كما تعتمد الطرق التي يحركها الجهاز على وحدات قياس طور إضافية عالية الدقة في شبكات التوزيع، مثل وحدات قياس الطور الجزئي (μ PMUs) أو أطوار التزامن.

وعلى الرغم من أن هذه الأجهزة توفر نتائج دقيقة، إلا أنها مكلفة للغاية ولم يتم استخدامها على نطاق واسع، حيث أن كميات كبيرة من البيانات التشغيلية، مثل الفولتية الجانبية الثانوية لمحولات التوزيع وما إلى ذلك، بحيث لا تعكس هذه البيانات بشكل مباشر حالة تشغيل شبكة التوزيع فحسب؛ بل تعكس أيضاً بشكل غير مباشر لطوبولوجيا شبكة التوزيع.

وللتعامل مع بيانات (DNT) من النوع (1)، ففد تم اقتراح طريقة التحقق من اتصال شبكة التوزيع (DNC) بناءً على تحليل بيانات العداد الذكي، بحيث حددت الطريقة العدادات المجاورة عن طريق تحليل ارتباط ملف تعريف الجهد وتوقع اتصال العملاء في المنبع والمصب عن طريق مقارنة حجم الجهد.

كما أن هناك طريقة للتحقق من الطوبولوجيا للاستخدام في مناطق المحولات ذات الجهد المنخفض بناءً على مسافة فريشيه المنفصلة، بحيث تشترك الطرق المقترحة في شيء واحد، بحيث تم حساب أوجه التشابه في منحنيات جهد العميل وحساب التشابه هو الطريقة الأساسية للتحقق من (DNC).

طرق اكتشاف أخطاء (DTC) الخاصة بتوصيل محول التوزيع

توضح تجربة التشغيل أن محولات التوزيع المتصلة بنفس وحدة التغذية لها تشابه كبير في منحنيات الجهد، وعلى العكس من ذلك؛ فإن محولات التوزيع المتصلة بمغذيات مختلفة لها تشابه منخفض في منحنيات الجهد الكهربائي، وهذه هي القاعدة الأساسية التي سيتم استخدامها لاكتشاف أخطاء (DTC).

وقبل الحديث عن (DRM)، سيتم تقديم نظرة عامة حول كيفية اكتشاف خطأ (DTC)؛ كما اقترح المختصون طريقة لاكتشاف أخطاء (DTC)، بحيث يوضح الشكل (2) مخطط التدفق لاكتشاف أخطاء (DTC)، وهناك أربع خطوات.

جمع البيانات والمعالجة المسبقة المرتبطة بتوصيل محول التوزيع

لاكتشاف أخطاء (DTC)، يجب جمع بيانات الحساب وبيانات الجهد الجانبي الثانوي لمحولات التوزيع، كما تتضمن بيانات الحساب قيد النظر أسماء المحطات الفرعية وأسماء المغذيات وأسماء محولات التوزيع، حيث تشير بيانات الجهد الجانبي الثانوي لمحولات التوزيع إلى بيانات الفولتية الجانبية الثانوية ثلاثية الطور لمحولات التوزيع.

ومن أجل تحسين دقة الإجراء؛ فمن الضروري معالجة البيانات المجمعة مسبقاً بما في ذلك حذف السجلات التي تحتوي على البيانات المفقودة، كما  سيتم النظر فقط في محولات التوزيع ذات البيانات الكاملة في التحليل، وعلى سبيل المثال؛ فإنها تحتوي منحنيات الجهد الجانبي الثانوي لمحول التوزيع على ثلاث مراحل وكل مرحلة بها (96) نقطة.

حساب التشابه لمنحنيات الجهد الكهربائي لمحول التوزيع

معامل الارتباط

لاحقاً تم استخدام قيمة معامل الارتباط لتعكس تشابه متغيرين، وفي هذا الطرح سيتم حساب معامل الارتباط لمنحنيات الجهد، وكلما زادت القيمة المطلقة لمعامل الارتباط، زاد احتمال محولي التوزيع المتصلين بنفس وحدة التغذية.

كما أن طريقة حساب معامل الارتباط موضحة في المعادلة (1):

طريقة الجهد أحادي الطور

من أجل فهم أفضل لـ (SPVM)، سيتم استخدام محولي توزيع كمثال، حيث يوضح الشكل التالي منحنيات الجهد الجانبي الثانوي لمحولي توزيع (لفاتهما متصلة yyn0):

•  YS # 1.

•  YS # 2.

كما من المعروف أن المحولات (YS # 1) و (YS # 2) متصلون بنفس وحدة التغذية، وكما هو معروض في الشكل (3)، ومن الواضح أن منحنيات الجهد الجانبي الثانوي لمحولي التوزيع مختلفة، بحيث يجمع نظام الحصول على معلومات استهلاك الطاقة الفولتية الجانبية الثانوية كل (15) دقيقة، وبالتالي؛ فإن هناك (96) نقطة لكل مرحلة.

لذلك إذا كانت المراحل (A) من محولي التوزيع متصلة بالمرحلة (A) من وحدة التغذية؛ فيمكن تسجيلها على أنها (A-A)، وخلاف ذلك؛ فإنه إذا كانت المرحلة (A) من محول التوزيع متصلة بالمرحلة (A) من وحدة التغذية، وفي حين أن المرحلة (A) من محول التوزيع الآخر متصلة بالمرحلة (B) من وحدة التغذية؛ فيمكن تسجيلها على أنها (A-B).

كما يتكون (SPVM) من نوعين فرعيين هما (SPVM-3 و SPVM-9)، وذلك عندما تكون مرحلة محولي التوزيع متسقة، على سبيل المثال (A-A /B-B /C-C)، كما سيتم استخدام (SPVM-3) لحساب معامل الارتباط، وذلك عندما تكون مرحلة محولي التوزيع غير متسقة، على سبيل المثال (A-B / B-C/ C-A)، كما سيتم استخدام (SPVM-9) لحساب معامل الارتباط.

طريقة تقليل الأبعاد

تكون محولات التوزيع عبارة عن محولات ثلاثية الطور تكون ملفاتها متصلة بـ (yyn0) أو متصلة بـ (Dyn11)، حيث توضح تجربة التشغيل أن الفولتية الجانبية الثانوية ثلاثية الطور لمحولات (Dyn11) متوازنة، في حين أن الفولتية الجانبية الثانوية ثلاثية الطور لمحولات (yyn0) غير متوازنة.

والسبب الرئيسي هو أنه عندما يكون المحول الذي يتم توصيل لفاته (yyn0)؛ فإن جانب الجهد العالي يكون متصلًا بالنجوم وغير مؤرض، خاصةً إذا كانت الأحمال ثلاثية الطور غير متوازنة؛ فإن تيار التسلسل الصفري لا يمكن أن يتدفق في الملف الجانبي للجهد العالي.

بحيث يصبح تيار التسلسل الصفري تيار إثارة ويتم إنشاء جهد “صفر” على جانب الجهد العالي، كما ينتج عن هذا إزاحة المحايد لجانب الجهد العالي وعدم التوازن بين الفولتية ثلاثية الطور على جانب الجهد العالي، وفي المقابل سيكون جانب الجهد المنخفض للجهود ثلاثية الطور غير متوازن، أيضاً توضح تجربة التشغيل أنه تم تركيب العديد من محولات التوزيع غير الموفرة للطاقة (yyn0) في شبكة التوزيع الريفية.

وكما هو مذكور أعلاه، يؤدي عدم توازن الأحمال ثلاثية الطور إلى عدم توازن الفولتية الجانبية الثانوية لمحول (yyn0)، وكما هو موضح في الشكل (4)، بحيث يمكن لـ (DRM) تحويل الفولتية غير المتوازنة ثلاثية الطور إلى جهد متوازن، بحيث سيتم استخدام الجهد المتوازن لحساب معامل الارتباط بدلاً من الفولتية ثلاثية الطور غير المتوازنة.