Разработка сетевой архитектуры для мониторинга состояния централизованных инверторов в режиме реального времени

Аннотация

Актуальность: на электростанциях с возобновляемыми источниками энергии централизованные
инверторы являются основным энерготехнологическим звеном. В процессе эксплуатации они часто
подвергаются перегрузкам и отказам вследствие изменения нагрузки, воздействия внешней среды,
тепловых нагрузок и старения элементов силовой электроники. В связи с этим комплексный мониторинг электрического, теплового и эксплуатационного состояния централизованных инверторов в режиме реального времени, контроль качества данных (DQ), выявление индикаторов опасности (FT, FU, FI) и классификация состояния на основе индекса надёжности (HI) имеют важное научно-практическое значение. Такой подход позволяет повысить надёжность инверторов, заблаговременно выявлять аварийные ситуации, оптимизировать техническое обслуживание и оперативно принимать эксплуатационные решения.
Цель: разработка сетевой архитектуры, основанной на сборе и обработке электрических, тепловых и эксплуатационных параметров централизованных инверторов в режиме реального времени;
формирование алгоритмов мониторинга и диагностики, обеспечивающих оценку качества данных, выявление аварийных состояний (WARNING/CRITICAL) и классификацию состояния инвертора в
формате «Green/Warn/Red» на основе индекса надёжности HI(t).
Методы: в данном исследовании для оценки состояния централизованных инверторов был применен экспериментальный приём: на основе основных электрических, тепловых и эксплуатационных
параметров инвертора (Udc, Idc, Uac, Iac, P, Q, cosφ, f, Ths, Tigbt, RPM, Fault), был сформирован вектор
параметров x(t). Полученные данные прошли контроль качества с использованием синхронизации по времени, проверку диапазонов, выявление возможных аномалий.
Результаты: В результате предложенного подхода были разработаны структура, логическая схема и алгоритм для мониторинга централизованных инверторов в режиме реального времени. Внедрен блок контроля и восстановления качества данных (фильтрация/восстановление), что позволило снизить количество ошибочных решений, вызванных недостоверной информацией. На основе электрических и тепловых параметров были предварительно определены опасные ситуации и сформирована логика автоматического перехода в режим "ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ/КРИТИЧЕСКИЙ". Обоснован принцип работы цветовой классификации (зеленый/предупреждение/красный) на основе HI(t) и системы автоматических уведомлений.
В лабораторных условиях был выбран инвертор TEX 6.2KBGN, изучена динамика параметров в различных режимах, что создало основу для формирования информативного набора показателей для мониторинга.