Artículos sobre física
La física es una disciplina que estudia las leyes más generales del movimiento material y la estructura básica de la materia. Es la disciplina de las ciencias naturales más sofisticada en la actualidad. El siguiente es un ensayo de muestra sobre física que compilé para usted. ¡Puede leerlo y consultarlo! Documento sobre física 1
Una discusión de prueba sobre la enseñanza de cursos de electrodinámica en estudiantes de física
Teoría dinámica clásica de los fenómenos electromagnéticos dinámicos. También llamada a menudo electrodinámica clásica, electrodinámica es su abreviatura. Estudia las propiedades básicas, las leyes del movimiento de los campos electromagnéticos y la interacción entre los campos electromagnéticos y la materia cargada.
1. Conceptos básicos de la enseñanza curricular
En primer lugar, en la enseñanza debemos respetar la subjetividad del aprendizaje de los estudiantes y el dominio de los profesores en la enseñanza, y dar pleno juego a las habilidades de los estudiantes. ceguera, iniciativa e inventiva. En segundo lugar, el curso "Electrodinámica" es un curso básico profesional. El contenido didáctico está diseñado no solo para permitir a los estudiantes aprender los conocimientos básicos, las teorías básicas y las ideas básicas de este curso, sino que también tiene una relación única y única con otras ramas. de la física. En respuesta a esta característica, los profesores deberían prestar atención a guiar a los estudiantes a pensar de manera abstracta similar durante la enseñanza. En tercer lugar, la enseñanza debe resaltar los métodos de enseñanza basados en la investigación, cambiar los métodos de enseñanza tradicionales, integrar al máximo los cursos de tecnología de la información y electrodinámica, utilizar una variedad de métodos educativos modernos para optimizar el proceso de enseñanza y promover la discusión heurística basada en la investigación. Se utilizan métodos de enseñanza basados y a pequeña escala. La fabricación y otros métodos de enseñanza se utilizan para cultivar las ideas y conceptos innovadores de los estudiantes.
2. Se deben lograr los siguientes puntos en la impartición de este curso
1. El contenido docente debe ser práctico y práctico
Electrodinámica como asignatura principal Los cursos son cursos prácticos básicos para estudiantes de física en universidades normales. Durante la enseñanza, se requiere que los estudiantes dominen los conocimientos básicos, las teorías básicas y los principios básicos del curso, para que puedan profundizar su comprensión del conocimiento enseñado y tener una comprensión más profunda del valor de aplicación práctica de la electrodinámica, a fin de lograr con el propósito de aplicar lo aprendido, y al mismo tiempo mejorar el desempeño analítico de los estudiantes, su capacidad para resolver problemas.
2. Prestar atención al cultivo de la subjetividad y la colectividad de los estudiantes en el aprendizaje
Desde el diseño del currículo hasta la evaluación de todos los aspectos, prestando atención al papel protagónico de profesores en la enseñanza, 134 reforma educativa y reforma curricular En marzo de 2016, se debe prestar especial atención a reflejar el estado de las materias de los estudiantes en el aprendizaje, a fin de aprovechar plenamente el entusiasmo de los estudiantes y explorar su potencial de aprendizaje. Se requiere que los estudiantes analicen inicialmente problemas electrodinámicos en la producción y la vida, a fin de mejorar su capacidad para analizar problemas y resolverlos. Utilice herramientas matemáticas para resolver problemas en el estudio de la teoría de la electrodinámica, de modo que los estudiantes puedan comprender la estrecha relación entre las matemáticas y la física, y cultive la capacidad de los estudiantes para usar herramientas matemáticas para resolver problemas físicos. Para cultivar la capacidad de autoaprendizaje de los estudiantes, lo importante no es enseñar contenidos, sino enseñarles métodos de aprendizaje. Es necesario prestar plena atención a las diferencias colectivas en los intereses, conocimientos y fundamentos de los estudiantes, enseñar a los estudiantes de acuerdo con sus aptitudes, determinar los objetivos de aprendizaje y los métodos de evaluación basados en estas diferencias y presentar las sugerencias de enseñanza correspondientes. Las especificaciones curriculares brindan espacio para la elección y el espacio de desarrollo para la enseñanza y el aprendizaje en aspectos como el diseño curricular, los planes de enseñanza, la formulación de programas, la selección de contenidos y la evaluación de la enseñanza.
3. Utilice una variedad de métodos de enseñanza modernos para optimizar los vínculos de enseñanza.
Aproveche al máximo los métodos de enseñanza modernos, aproveche al máximo las ventajas de la enseñanza basada en la información y mejore la calidad de los estudiantes. interés en el aprendizaje y fortalecer aún más las habilidades que deben dominarse, ampliar sus conocimientos, fortalecer las habilidades de operación teórica de los estudiantes y cultivar formas de pensamiento científicas, para que los estudiantes puedan dominar mejor los métodos científicos relevantes involucrados en el ". Conocimientos del curso "Electrodinámica" y mejorar eficazmente su capacidad para descubrir problemas, analizar problemas y resolver problemas. Capacidad para lograr resultados.
4. Contar con buenas condiciones experimentales para garantizar plenamente la calidad de los experimentos y la formación teórica.
Incentivar a los estudiantes a realizar una formación teórica en investigación científica y participar en diversos concursos científicos y tecnológicos. Las clases experimentales y la formación teórica deben prestar atención a cultivar el pensamiento lógico y el pensamiento creativo de los estudiantes, aprovechar al máximo plataformas innovadoras como las competiciones de física y electrónica y promover la enseñanza de cursos de electrodinámica.
3. Exploración de las estrategias de aprendizaje del curso
En primer lugar, dadas las características de "electrodinámica" como curso teórico básico, los estudiantes deben insistir en "una vista previa antes de clase" y preguntar conscientemente preguntas durante el proceso de vista previa.
La enseñanza en el aula adopta principalmente el método de enseñanza en el aula basado en la investigación, es decir, cada clase destaca un tema y explica claramente los conocimientos teóricos relevantes. Cada tema interactúa con profesores y estudiantes de diversas maneras, y el profesor comprende y resuelve las preguntas de los estudiantes. de manera oportuna, para mejorar el interés de los estudiantes en el aprendizaje. En segundo lugar, combinar la escritura tradicional en pizarra, material didáctico electrónico, Internet y métodos de enseñanza por vídeo. Por ejemplo, la combinación de enseñanza en clase y discusión y producción extracurricular, la combinación de enseñanza de teoría básica y conferencias temáticas de vanguardia, y la combinación de teoría básica y formación en teoría de investigación científica. En tercer lugar, alentar a los estudiantes a participar en la formación teórica de la investigación científica y en diversas competiciones científicas y tecnológicas. Cultivar talentos prácticos diversificados para cultivar talentos prácticos, compuestos y técnicos, mejorar las capacidades laborales de los graduados y lograr los objetivos esperados de este curso. Cuarto, la electrodinámica también es un curso muy teórico. Su objeto de investigación es la forma de la materia que es diferente del objeto físico y tiene características abstractas. Para evitar las matemáticas en la enseñanza del curso, aprovecharemos al máximo las ventajas de la tecnología de la información moderna, como el uso de materiales didácticos en vídeo para mejorar la comprensión racional y la capacidad práctica de los estudiantes. En tercer lugar, las clases experimentales y la formación teórica deben prestar atención a cultivar el pensamiento lógico, la capacidad y la calidad del pensamiento creativo de los estudiantes, y aprovechar al máximo el pensamiento físico y las capacidades de exploración física de los estudiantes.
IV.Exploración de los métodos de enseñanza del curso
En la enseñanza de este curso, debemos prestar atención a la combinación de teoría y teoría de la electrodinámica, respetar adecuadamente la subjetividad del aprendizaje de los estudiantes. organizar el autoestudio guiado y cultivar la capacidad autodidacta de los estudiantes. Fortalecer la guía de preguntas y respuestas para los estudiantes antes y después de clase, y centrarse en el cultivo de las habilidades de los estudiantes, para que los estudiantes puedan comprender y dominar las reglas de investigación de los principios de la electrodinámica a través de la comprensión de las teorías básicas de la electrodinámica, desarrollar ideas y cultivar inicialmente a los estudiantes. 'Ideas de investigación científica.
1. Método de enseñanza "Reactivo Bilateral"
Este método de enseñanza consta de dos partes: "autoestudio" y "reactivo". orientación de los maestros, y el maestro proporciona explicaciones enfocadas basadas en la información de retroalimentación, de modo que las habilidades de los estudiantes puedan atenuarse mediante el entrenamiento repetido. El "autoestudio" y la "respuesta" reflejan el proceso de formación de contacto mutuo, cooperación mutua e interacción mutua entre estudiantes y profesores.
2. Centrarse en las calificaciones y realizar debates en el aula.
El método de enseñanza tradicional recomienda que la enseñanza en el aula siga los principios de ciencia, subjetividad y desarrollo, y utilice discusiones grupales con los estudiantes como medida. el cuerpo principal.Este método comienza con preguntas para estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje, de modo que los estudiantes puedan explorar y utilizar el conocimiento práctico para resolver problemas prácticos de manera específica. También se pueden diseñar preguntas de discusión o consideración en función de los problemas encontrados; el trabajo de investigación científica de la sección de enseñanza e investigación, con el fin de alentar a los estudiantes a analizar y discutir cuestiones relevantes de electrodinámica, aprender y consolidar conocimientos de electrodinámica, desarrollar ideas y cultivar ideas de investigación científica.
3. Promover el método de enseñanza aprender a guiar
Bajo la guía de los profesores, los estudiantes realizan autoestudio y práctica, y los profesores consideran las actividades cognitivas de los estudiantes en el El proceso de enseñanza como actividad docente permite a los estudiantes adquirir activamente conocimientos y desarrollar sus respectivas habilidades, para desarrollar plenamente la iniciativa de los estudiantes y penetrar en la correcta orientación de los profesores, para que ambos lados de la enseñanza puedan hacer lo mejor que puedan. conseguir lo que quieren.
4. Realizar más actividades teóricas extraescolares.
En la formación teórica extraescolar se debe prestar atención a cultivar el pensamiento lógico, la capacidad y la calidad del pensamiento creativo de los estudiantes. Alentar y orientar a los estudiantes talentosos para que ingresen a la formación teórica de la investigación científica y participen en diversos concursos científicos y tecnológicos. Integrar los trabajos del curso escritos por los profesores en todo el proceso de enseñanza y seleccionar entre ellos proyectos de alta calidad para la formación teórica en investigación científica. Aprovechar al máximo plataformas innovadoras, como competencias de física y electrónica, para promover la enseñanza de cursos de electrodinámica, cultivar talentos prácticos, compuestos y técnicos y mejorar las capacidades laborales de los graduados. "Electrodinámica" es un curso exploratorio. En la enseñanza en el aula, es necesario resaltar la participación de los estudiantes para que puedan obtener activamente, en lugar de aceptar activamente, conclusiones científicas. El pensamiento interactivo hace que los estudiantes encuentren la electrodinámica estimulante y no les resulte difícil comenzar. . La "electrodinámica" tiene una relación "individual" y "característica" con otras ramas de la física. Para estimular el interés de los estudiantes en el aprendizaje, a menudo se pueden utilizar discusiones en el aula. Los estudiantes hacen preguntas y todos discuten bajo la guía del maestro para resumir y sacar conclusiones correctas. Dado que el análisis de la "electrodinámica" requiere el uso del pensamiento abstracto, la enseñanza en el aula debe hacer pleno uso de la multimedia y tratar de utilizar imágenes y combinación de colores para permitir a los estudiantes establecer imágenes físicas correctas.
Preste atención a la integración efectiva de los cursos de tecnología de la información y electrodinámica, que tiene implicaciones importantes para optimizar el proceso de enseñanza general, mejorar los resultados del aprendizaje del conocimiento profesional de los estudiantes, mejorar las capacidades de tecnología de la información de los estudiantes y cultivar la conciencia cooperativa y el espíritu innovador de los estudiantes. . Al mismo tiempo, la enseñanza práctica puede utilizarse en la formación de talentos teóricos innovadores y en diversas competiciones como la física y la electrónica.
Referencias:
[1] Feng Yunguang. Investigación sobre la reforma de la enseñanza de la electrodinámica en las carreras de física [J Caizhi, 2014,
. >[ 2] Zheng Wei, Lu Yan. Investigación sobre el establecimiento de una plataforma de enseñanza en red de electrodinámica [J]. Revista de la Universidad Normal de Shenyang (Edición de Ciencias Naturales), 2013, 31(4): 531-534. p>[3 ] Liu Jia. Investigación sobre innovación del sistema curricular de "Electromagnética" y "Electrodinámica" [J] Información científica y tecnológica, 2013, (11): 44.
[4] Xiong Wanjie, Lu Jianlong. ¿Sobre la electrodinámica? Exploración de la reforma curricular [J]. Educación elemental en artes liberales, 2003, (6):
[5] Fu Changbao, Xu Guohui, Wang Xiying. Discusión de métodos de aprendizaje basados en la reforma de la enseñanza de la electrodinámica [J]. Revista de la Universidad Normal de Tonghua, 2009, 30 artículos sobre física 2
Discusión de prueba sobre el sistema de fusión de ciberfísica de energía eléctrica
Palabras clave CPPS; PMU síncrona; comunicación abierta; control distribuido
Introducción
Impulsado por la crisis energética, la presión de la protección ambiental y las preocupaciones de los usuarios sobre la calidad de la energía. Con la mejora continua de los requisitos (QoS), los sistemas de energía contemporáneos ya no satisfacen las necesidades de desarrollo de la sociedad, y las redes inteligentes (Smart Grid) se han convertido en la dirección de desarrollo de los futuros sistemas de energía. Las principales razones para el desarrollo de las redes inteligentes son las siguientes:
1) Problemas de estabilidad del sistema provocados por la gran cantidad de generación distribuida (GD) conectada a la red eléctrica. Dado que una gran cantidad de DG están conectados a la red eléctrica, la red eléctrica se convierte en una red activa con un flujo bidireccional de corriente de falla y potencia operativa, lo que aumenta la complejidad y vulnerabilidad del sistema. Por lo tanto, existe una necesidad urgente. Desarrollar redes inteligentes para resolver el problema de estabilidad del sistema causado por un gran número de DG conectados a la red eléctrica.
2) Los requisitos de calidad de la energía (QoS) de los usuarios de electricidad continúan aumentando. Los cortes de energía a corto plazo en la sociedad moderna también traerán enormes pérdidas económicas a las industrias de alta tecnología. Los grandes apagones que han ocurrido en los últimos años han traído pérdidas económicas inestimables a la sociedad. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de establecer una red inteligente fuerte y autorreparable para proporcionar servicios energéticos de alta calidad.
La estructura principal del artículo es la siguiente: la Parte 1 presenta el desarrollo de la tecnología del Sistema Ciberfísico (CPS) en los últimos años y la relación entre el CPS y la red inteligente; la Parte 2 presenta la integración de; ciberfísica de energía El modelo de plataforma de hardware del sistema (Cyber-Physical Power System, CPPS) presenta la tecnología de unidad de medición de fasores sincronizados (Phasor Measurement Units, PMU); la Parte 4 realiza un análisis preliminar de la red de comunicación abierta en CPPS; La Parte 5 presenta brevemente la tecnología de control distribuido de CPPS y finalmente la Parte 6 resume el texto completo.
1 La relación entre CPS y redes inteligentes
El desarrollo de la tecnología CPS se beneficia del rápido desarrollo de la tecnología de sistemas integrados, la tecnología informática y la tecnología de comunicación en red en los últimos años. Es lograr el control del mundo físico en cualquier momento y en cualquier lugar.
CPS logra una conciencia ambiental del mundo físico al incorporar una gran cantidad y variedad de sensores inalámbricos. Logra una comunicación segura, oportuna y confiable dentro del sistema a través de una red de comunicación abierta de alto rendimiento y un sistema de procesamiento de datos confiable y de alta precisión. El objetivo de la coordinación autónoma y el control remoto preciso [1].
La tecnología CPS ha sido inicialmente investigada y aplicada en los campos del almacenamiento y la logística, vehículos de navegación autónomos, aeronaves no tripuladas, gestión inteligente del tráfico, edificios inteligentes y redes inteligentes [2].
La introducción de la tecnología CPS en las redes inteligentes puede conducir al concepto de Sistema de Energía Ciberfísica (CPPS). Para analizar la relación entre CPPS y red inteligente, primero revisemos brevemente el concepto de red inteligente. Actualmente existen muchos conceptos sobre las redes inteligentes y no se ha llegado a una conclusión unánime. Martin Hauske, experto senior en energía de IBM China, cree que la red inteligente tiene tres niveles de significado: primero, utilizar sensores para monitorear el estado operativo de equipos clave en la generación, transmisión, distribución, suministro de energía y otros enlaces en tiempo real; luego utilizar los datos obtenidos a través del sistema de red Transmitir, recopilar e integrar finalmente, mediante el análisis y extracción de datos en tiempo real, se logra el propósito de optimizar el funcionamiento de todo el sistema eléctrico [3-4].
De la introducción anterior a CPS y la red inteligente, podemos ver que CPS y la red inteligente son conceptualmente similares. Ambas enfatizan el uso de tecnología de comunicación de vanguardia y tecnología de control de alta gama para mejorar el medio ambiente. del sistema. Por lo tanto, el CPPS establecido sobre la base del CPS proporciona nuevas ideas y métodos de implementación para promover la integración profunda del sistema primario de energía y el sistema de información de energía y, en última instancia, realizar la construcción de una red inteligente completa.
2 Arquitectura de plataforma de hardware CPPS
Basado en los problemas de estabilidad del sistema causados por el acceso generalizado de energía distribuida a la red eléctrica y el objetivo general de establecer una red inteligente fuerte y autorreparable El establecimiento de una red inteligente segura, estable y confiable se ha convertido en una dirección importante para la investigación futura de sistemas eléctricos y también es el contenido principal de la investigación de CPPS.
Los métodos tradicionales de monitoreo de sistemas de energía incluyen principalmente sistemas SCADA/EMS basados en el monitoreo de estado estable del sistema de energía y varios registradores de fallas que se enfocan en el monitoreo de procesos transitorios electromagnéticos. Los métodos de control de protección incluyen principalmente métodos de monitoreo principal basados en SCADA. método de control centralizado de la estación y el método de control local basado en la ubicación de instalación del dispositivo de control de protección [5]. El método de control local es fácil de implementar y tiene una velocidad de respuesta rápida. Sin embargo, debido a la información limitada utilizada, el rendimiento del control no es perfecto y no puede predecir ni resolver fallas desconocidas del sistema, y no puede actuar con precisión ante fallas de reacción múltiples. el sistema de energía. El método de control centralizado utiliza la información global del sistema para optimizar el rendimiento del control del sistema. Sin embargo, los datos de cálculo son enormes, los enlaces de comunicación son muchos y la velocidad de respuesta del sistema es lenta. Además, el sistema SCADA existente funciona principalmente de manera constante. análisis de estado del sistema de energía y no puede realizar el control dinámico del sistema de energía de manera efectiva.
En vista de las deficiencias de los métodos actuales de monitoreo y control del sistema eléctrico, para establecer una futura red inteligente fuerte y autorreparable, se debe implementar un correspondiente sistema de monitoreo dinámico en tiempo real para la protección de un área amplia. establecido. La plataforma de hardware de CPPS se basa en esto.
La arquitectura de seis capas de la plataforma de hardware CPPS se muestra en la Figura 1, que incluye principalmente: capa física (equipo primario de energía), capa de control de sensores (PMU síncrona), capa de control distribuido (unidad terminal inteligente STU , dispositivos electrónicos inteligentes IED, etc.), capa de control de procesos (PLC de subestación de control), capa de control de optimización avanzada (centro de control de estación maestra SCADA) y capa de información (red de comunicación abierta).
Entre ellos, la capa física subyacente se refiere a los equipos primarios del sistema eléctrico, como centrales eléctricas, redes de transmisión y distribución, etc. La capa de accionamiento de detección se utiliza principalmente para el monitoreo en tiempo real de los parámetros operativos dinámicos del sistema de energía. Los parámetros de medición incluyen corriente, voltaje, ángulo de fase, etc. El dispositivo de medición ampliamente utilizado en CPPS es la PMU síncrona. La capa de control distribuido incluye principalmente cada STU/IED, que proporciona bucles de control de retroalimentación para el control local distribuido de protección de área amplia. La capa de control de procesos se refiere principalmente a las subestaciones de control de las subestaciones y centrales eléctricas. Es una parte importante de CPPS. Al recopilar información de datos de múltiples nodos de medición, establece un circuito de control a nivel del sistema y toma las decisiones de control correspondientes.
La capa de control de optimización avanzada se refiere a la estación maestra de control del centro de despacho, que proporciona principalmente control de optimización asistido manualmente para el funcionamiento dinámico del sistema eléctrico. La capa de información superior es la red de comunicación abierta de la red inteligente. Tenga en cuenta que la capa de información no es una capa separada, sino que se superpone y superpone las distintas capas del CPPS para proporcionar una comunicación segura, oportuna y confiable para varios componentes dentro del CPPS.
El modelo de plataforma de hardware de CPPS se proporciona arriba. Sin embargo, implementar CPPS específicamente en el sistema de energía implica muchas dificultades técnicas. Lo siguiente trata sobre la PMU síncrona, la red de comunicación abierta y la distribución en CPPS. etc. se presentan brevemente respectivamente.
3 Tecnología de medición de PMU síncrona
La PMU síncrona es la base para construir CPPS. Proporciona datos de medición enriquecidos para el monitoreo dinámico de la protección de área amplia en CPPS. El dispositivo PMU síncrono mide y genera principalmente el fasor sincronizado dentro del sistema de energía. Los puntos de instalación incluyen grandes centrales eléctricas, puntos de colocación de líneas de unión, puntos de conexión de carga importantes y sistemas de control como HVDC y SVC. voltaje de fase de la línea, corriente trifásica, valor de conmutación y voltaje trifásico, corriente trifásica, valor de conmutación, corriente de excitación, voltaje de excitación, señal de excitación, señal de apertura de válvula, AGC, AVC, PSS y otros controles. señales en el extremo del generador [6]. Los datos medidos se pueden utilizar para analizar el margen de estabilidad del sistema y proporcionar una base para el control dinámico del sistema de energía.
El diagrama de bloques de la estructura de hardware de la PMU síncrona se muestra en la Figura 2.
Entre ellos, el módulo receptor GPS envía el segundo pulso de sincronización y la señal horaria estándar con una precisión de ?1 microsegundo al convertidor A/D y a la unidad CPU como estándar para la recopilación de datos y el cálculo vectorial. Fuente de tiempo. Después del filtrado, la conformación y la conversión A/D, la corriente y el voltaje trifásicos medidos por los transformadores de voltaje y corriente se envían a la unidad CPU para el cálculo discreto de Fourier, y el fasor sincronizado se calcula y luego se genera. Tenga en cuenta que además de medir el voltaje, la corriente y el voltaje y la corriente de excitación del terminal de la máquina, la PMU del generador también necesita acceder a la señal de pulso de fase clave para medir el ángulo de potencia del generador [7].
4 Red de comunicación abierta CPPS
Para establecer una red de comunicación abierta para CPPS, debemos hacer que el sistema sea altamente abierto para garantizar una comunicación segura, oportuna y confiable, admite plug. -and-play de equipos de automatización y software de aplicación, y admite la combinación de control distribuido y control centralizado. Para la red de comunicación abierta establecida, es necesario realizar análisis de comunicación en tiempo real, seguridad de la red y análisis de confiabilidad.
4.1 Aplicación del estándar IEC 61850
Como una nueva generación de estándar de comunicación de red, el estándar IEC 61850 se utiliza en subestaciones inteligentes, admitiendo plug-and-play e interoperabilidad de equipos. haciendo inteligente La subestación tiene un alto grado de apertura. El estándar IEC 61850 es el estándar de comunicación de red para subestaciones inteligentes y se está desarrollando aún más hasta convertirse en el estándar de comunicación para redes inteligentes [8]. Por lo tanto, utilizar IEC 61850 como estándar de comunicación para redes de comunicación CPPS es la mejor opción.
Las tecnologías centrales de IEC 61850 [9] incluyen tecnología de modelado orientado a objetos, tecnología XML (lenguaje de marcado extensible), tecnología de reutilización de software, tecnología de sistema operativo integrado y tecnología Ethernet de alta velocidad.
4.2 Configuración y análisis de la red de comunicación
Para la configuración de la red de comunicación abierta CPPS, puede consultar la configuración de la estructura de dos redes de tres capas de la subestación inteligente para construir la red de comunicación CPPS de tres capas, como se muestra en la Figura 3.
Entre ellos, la capa inferior es una gran cantidad de PMU y STU/IED ubicadas en plantas de energía, subestaciones y cargas importantes, que son respectivamente responsables de recopilar información en tiempo real y ejecutar funciones de control de protección. La capa intermedia es la subestación de control (unidad de control de proceso PLC). Cada subestación de control está conectada a múltiples PMU y STU/IED para completar el control de protección a nivel del sistema de partición y cargar datos al centro de control de la estación maestra SCADA según sea necesario. El centro de control de la estación maestra SCADA recibe los datos cargados de cada subestación de control y, después del procesamiento, envía la información de control a cada subestación de control para realizar la función de control y protección de área amplia del CPPS. Tenga en cuenta que el equipo en cada capa está integrado con GPS para lograr una sincronización precisa y garantizar un muestreo de datos sincrónico de todo el sistema.
5 Mecanismo de control distribuido de CPPS
Para establecer una red inteligente fuerte y autorreparable, se debe utilizar un nuevo mecanismo de control para establecer un sistema de control de energía confiable. De acuerdo con la trayectoria de expansión y el alcance de las fallas de energía y el proceso de evolución temporal de las fallas, la literatura [10-11] propuso el establecimiento de un marco de defensa contra apagones coordinado espacio-temporalmente y estableció tres líneas de defensa para que el sistema de energía logre una dinámica de área amplia. La protección de las redes inteligentes sienta una buena base.
El control distribuido (DC) del sistema de energía se compara con el método de control centralizado de la estación maestra SCADA tradicional. Se refiere a un sistema de múltiples máquinas, es decir, que utiliza múltiples computadoras (en referencia al sistema integrado). incluyendo subestaciones de control PLC y STU/IED, etc.) controlan respectivamente diferentes equipos y objetos (como generadores, cargas, dispositivos de protección, etc.), formando cada uno de ellos un subsistema independiente. Cada subsistema está interconectado a través de una red de comunicación de coordinación mutua. y distribución de tareas logran los objetivos generales de control del sistema [12]. La característica principal del control distribuido es "control descentralizado y gestión centralizada". Basado en las tres líneas de defensa del sistema eléctrico y combinado con tecnología de control distribuido, se establece una arquitectura de control de tres capas de CPPS, como se muestra en la Figura 4.
Entre ellos, la capa de control distribuido es principalmente una medida de control tomada en la etapa inicial de falla (etapa de interrupción lenta). Su objetivo de control debe ser garantizar la estabilidad del sistema sin fallas graves y prevenir la propagación. de fallas. La capa de control de procesos es una medida de control de emergencia de área amplia que se toma cuando se produce una falla grave en el sistema (la etapa inicial del colapso en cascada), que requiere un precio elevado. Por lo general, para fallas específicas que pueden hacer que el sistema sea inestable, a menudo es necesario encender equipos que no están defectuosos para garantizar la estabilidad del sistema. Se deben implementar medidas de control de emergencia en un área amplia tan pronto como se identifique la falla. Cuanto más tarde se implementen las medidas de control, peor será el efecto de control. La capa de control optimizada es una medida de control que se toma después de que las dos primeras capas de control son rechazadas o insuficientemente controladas y no se logra ningún efecto de control. Al mismo tiempo, después de que se detectan varios fenómenos inestables, se realizan múltiples rondas de desconexión de carga y desmantelamiento por oscilación. normalmente requerido. Durante la fase de restauración de energía, se requieren esquemas de control de autorreparación y arranque en negro adaptativo.
6 Conclusión
Introducir el método CPS en el sistema eléctrico y establecer una plataforma modelo CPPS para proporcionar nuevas ideas para construir una red inteligente fuerte y autorreparable. Este artículo presenta brevemente la tecnología de medición síncrona de PMU, la tecnología de red de comunicación abierta y la tecnología de control distribuido en CPPS. >>>¿Más artículos interesantes sobre física en la página siguiente?