کاهش زمان خاموشی با سوئیچ‌های پیشرفته

فناوری شبکه هوشمند

یکی از شرکت‌هایی که کاهش خاموشی را جدی گرفته است شرکت PPL Electric Utilities است که بخشی از خانواده مجموعه شرکت‌های PPL است. این شرکت برق را به بیش از ۴/ ۱ میلیون خانه و کسب و کار در شرق و مرکز ایالت پنسیلوانیا می‌رساند. تقریبا ۲هزار کارمند این شرکت در ۲۹ شهرستان به مشتریان خدمات‌رسانی می‌کنند و بیش از ۵۰ هزار مایل خطوط برق را محافظت می‌کنند. چندین سال پیش، PPL الکتریک استراتژی نوسازی شبکه را برای بهبود سیستم توزیع برق خود آغاز کرد. این شرکت در بسیاری از پروژه‌ها با شرکت پیشرو نرم‌افزار صنعتی جنرال الکتریک، GE Digital، همکاری کرده است. در میان فناوری‌‌های شبکه هوشمند به کار رفته در پروژه نوسازیPPL الکتریک، ماژولی به نام ترمیم سرویس ایزولاسیون خطا یا FISR ارائه شد که بخشی از نرم‌‌افزار مدیریت توزیع پیشرفته شرکت (ADMS( GE Digital است. کارآمدی ماژول FISR از طریق استقرار حسگرها و سوئیچ‌ها در سراسر شبکه توزیع تسهیل می‌شود.

این دستگاه‌های هوشمند امکان تقسیم شبکه را به بخش‌های کوچک‌تر فراهم می‌کنند. اگر قطعی اتفاق بیفتد، سیستم می‌تواند به‌طور خودکار برق را در نقاط مشکل‌‌دار تغییر مسیر دهد تا اکثر بخش‌ها در عرض چند ثانیه بازیابی شوند و می‌تواند بدون دخالت انسانی، قطعی را مهار کند. شرکت PPL الکتریک نخستین شرکتی بود که به‌طور متمرکز فناوری FISR و نرم‌‌افزار مدیریت توزیع پیشرفته را برای ترمیم خودکار خطا، ادغام کرد و این سیستم مجهز به دستگاه‌های هوشمند، همراه با یک سیستم نرم‌افزاری پیشرفته، ثابت کرده است که سرمایه‌گذاری مطمئنی است و شبکه خودترمیمی ایجاد می‌کند که قابلیت اطمینان و ثبات را بهبود می‌بخشد.

یک فرآیند ساده ترمیم خاموشی

قبل از اجرای نرم‌افزارADMS جنرال الکتریک، شرکت PPL الکتریک قطعی برق را از طریق ابزارهای مختلف مدیریت می‌کرد. سیستم مدیریت خاموشی قبلی آن از نقشه‌های مکان‌‌‌شناسی و کاغذی استفاده می‌کرد. مکان‌های خطا در شبکه از طریق گشت‌های مداری میدانی یا فرآیندهای تقسیم و آزمایش تعیین می‌شدند. بشار جراح، مدیر مهندسی عملیات و مدیریت منابع انرژی در شرکت PPL، در این خصوص اظهار کرد: قبل از ساختن یک سیستم خودترمیم‌کننده، فرآیند قدیمی ما از اپراتورهای سیستم می‌خواست که سوئیچینگ‌‌های مناسب را به صورت دستی شناسایی کنند و سپس خدمه خط را برای انجام انتقال‌‌ به صورت محلی در میدان اعزام کنند. وی در ادامه افزود: علاوه بر اتکای شدید به مداخله انسانی، بازیابی شبکه و ارسال برق به مشتریان‌مان یک فرآیند طولانی بود. این در حالی است که فرآیند جدید دید بیشتری را در مکان‌های خطا برای اپراتورها فراهم می‌آورد، که اکنون می‌توانند مکان‌های خطا را به سرعت شناسایی کنند و از علم روز برای تصمیم‌گیری عملیاتی هوشمندتر استفاده کنند.

علاوه بر این، اپراتورها اکنون می‌توانند مراحل سوئیچینگ را از راه دور و از طریق روش‌های دورسنجی‌(تله متری) اجرا کنند، بنابراین مدت زمان بازسازی را از میانگین دو ساعت به حدود دو تا سه دقیقه با فناوری FISR کاهش می‌دهند. این روش همچنین تعداد مشتریانی را که تحت تاثیر قطعی قرار می‌گیرند به حداقل می‌رساند. جراح در ادامه توضیح داد که چگونه ممکن است یک سناریوی خطای واقعی در شرایط عملیاتی آشکار شود. اگر یک قطع‌کننده مدار فیدر به دلیل خرابی تجهیزات یا سقوط درخت روی بخشی از خط برق جدا شود، دستگاه‌های هوشمندی که بین کلید مدار و محل خطا وجود دارد، جریان خطا را حس می‌کنند و این اطلاعات به ADMS ارسال می‌شود. علاوه بر این، دستگاه‌های پایین‌دست محل وقوع حادثه نشان می‌دهند که جریان خطا را حس نکرده‌‌اند‌ که با ADMS نیز هماهنگ می‌شوند.

در همین حال، ADMS به‌طور مستقل برنامه‌ای را ایجاد می‌کند تا آخرین دستگاهی را که جریان خطا را حس کرده و نخستین دستگاهی را که آن را تشخیص نداده است باز کند، سپس کلید فیدر را ببندد و به فیدر همسایه متصل کند. این تغییر مسیر برق تا جایی که ممکن است مشتریان زیادی را در شبکه نگه می‌دارد در حالی که ما تعمیرات را انجام می‌دهیم. شرکت PPL Electric تخمین می‌زند این سیستم از زمان استقرار حدود ۴/ ۱ میلیون مشتری را از قطعی نجات داده است. این شرکت می‌گوید برق مشتریان امروز ۳۰ درصد کمتر از ۱۰ سال پیش قطع می‌شود و آمارهای اخیر حتی بهتر از این هم هستند. شرکت PPL الکتریک افزود در سال ۲۰۲۱ تعداد کل خاموشی‌ها را ۳۴ درصد در مقایسه با میانگین پنج سال گذشته کاهش داده که گواه دیگری بر ارزش فرآیند بهبود شبکه هوشمند است.