قابلية التشغيل البيني؟ OFDM؟ انس الأمر (في الوقت الحالي)
بالمقارنة مع الوضع في الماضي القريب، تواجه هندسة الطاقة اليوم أوضاعًا جديدة. ففي العالم الناضج، يتم الترويج للكهرباء كأحد الاحتياجات البشرية الأساسية. ولا يمكن ضمان السلوك المجتمعي الطبيعي بدون كهرباء. وتؤدي سياسات خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والدعم المالي الكبير لمصادر الطاقة المتجددة إلى نشرها على نطاق واسع، مع كل ما يرتبط بذلك من آثار.
في السابق، كان النشر المكثف للأنظمة التي تم التحقق منها يتحقق في السابق، أي أن التطوير يسبق الممارسة. أما اليوم فالوضع هو العكس. هندسة الطاقة تنتظر التطوير التقني، من أجل مواجهة جميع الحالات التشغيلية بأمان. الوضع خطير. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي انهيار نظام الطاقة في أوروبا الوسطى الذي يستمر لأكثر من 10 أيام إلى تعريض عمل الاتحاد الأوروبي بأكمله للخطر الشديد. وبالتالي، يمكننا القول أن هندسة الطاقة في أوروبا إلى حد ما، فإن هندسة الطاقة في أوروبا تسبق إعلان حالة الطوارئ بخمسة أيام بشكل دائم بكل آثارها.
لذلك لدينا حالة من التوازن المتوتر، وعلاوة على ذلك، تظهر متطلبات جديدة لعمليات طرح القياس الآلي والتحكم في الأحمال. وعلى الرغم من هذه الخطوة الإيجابية ذات الآثار المفيدة على البيئة، إلا أنها ليست كافية لتحسين وضع توازن الطاقة. أولاً، هذه الأنظمة غير قادرة على الاستجابة للوضع بسرعة كافية. وثانيًا، ستفرض عمليات النشر على نطاق واسع عبئًا ماليًا على النظام ومن المحتمل أن نواجه نقصًا في الموارد اللازمة لنشر تكنولوجيا أكثر أمانًا (وربما أكثر تطلبًا من الناحية المالية).
يمكن استخلاص الاستنتاجات الأولى استناداً إلى البرامج التجريبية/التجارب التي تم تحقيقها بالفعل. إن استخدام المشغل العام (أي نقل البيانات عبر نظام GPRS) يمثل مشكلة. فالمشغلون غير قادرين على ضمان الأمن الزمني للإرسال. وقد اتضح ذلك من خلال انهيار الإرسال خلال عطلة عيد الميلاد (تم تسليم الرسائل النصية القصيرة مع تأخير طويل، ولم يكن بالإمكان إجراء المكالمات الهاتفية بسبب الحمل الزائد على الشبكة). إذا كان المعيار الرئيسي هو الاقتصاد التشغيلي، فيمكن الحديث عن خدمة المناطق بأكملها على المستوى النظري فقط.
وبالتالي فإن خطوط الطاقة الحالية هي الحل الوحيد المعقول لنقل البيانات. ومن المؤكد أن الجوانب الإيجابية للاتصالات السلكية واللاسلكية السلكية واللاسلكية سائدة بالتأكيد، ولكن يجب أخذ جانبين آخرين في الاعتبار. أولًا، هناك قيود قانونية (مستوى جهد التشكيل ونطاق التردد المخصص)، وثانيًا، هناك إمكانية نقل البيانات عبر قناة الاتصالات، وهي خطوط الطاقة، بكل ما لها من تأثيرات مادية.
والحقيقة هي أن الحكومات أصبحت واعية بالوضع المتوتر في صناعة هندسة الطاقة، وهو ما يمكن رؤيته بوضوح من خلال إصدار العديد من الإعانات والمنح لجلب الحل المطلوب. ومع ذلك، فإن هذه المشاريع يعيبها أنها لا تعمل من الناحية المادية، أو أنها مكلفة للغاية. والسبب الجذري لذلك هو شيء واحد: قابلية التشغيل البيني.
إن قابلية التشغيل البيني هو بالتأكيد هدف مرغوب فيه. فالأنظمة الحالية لتبادل البيانات بين العدادات التي لا تعكس خصائص قناة الاتصال، والتي عفا عليها الزمن من الناحية التقنية، غير مناسبة، وتكاد تكون مطالبها لخصائص قناة الاتصال قاتلة. كان هذا هو الحال بالنسبة للأنظمة التي تستخدم التضمين عريض النطاقOFDM لنقل البيانات. ومن المثير للجدل استخدام طريقة التضمين هذه في نطاق التردد المخصص 9-132 كيلوهرتز، حيث يتم سحق الحاملات الفرعية الواحدة تلو الأخرى، ولا تزعج بعضها البعض بسبب تعادلية النظام فقط.
يعني التطبيق القياسي لنظام DLMS أن جميع الحاملات الفرعية تنقل أجزاء مفردة من بيانات الرسالة المنقولة. هناك احتمال بنسبة 100٪ تقريبًا أن تصيب بعض الاضطرابات تردد الموجة الحاملة الفرعية، مما يؤدي إلى فقدان الرسالة بأكملها.
مثل هذا النظام حساس للغاية للاضطرابات، وفقًا للاختبارات والقياسات المقارنة، والتركيبات الأولى للأنظمة القائمة على تقنية OFDM، مثل PRIME، أو G3. من العروض التقديمية هناك الكثير من المعلومات المهمة المفقودة، على سبيل المثال وصف حالة النقل (نوع قناة الاتصال – كابل، علوي، مختلط، مختلط، العمر، إلخ)، وعدد الاتصالات مع عدادات إلكترونية واحدة (نقل ملفات تعريف 15 م، والتأخير الزمني لتحقيق الأوامر)، ونتائج الطرح.
وأثبتت القياسات أن الأنظمة التي تستخدم مثل هذا الاتصال بتقنية OFDM (خاصة في الخطوط المختلطة ذات التركيبات القديمة) أسوأ بكثير مقارنة بالاتصال ضيق النطاق. إذا تم استخدام الأساليب الشائعة المستخدمة في أنظمةOFDM الأخرى (مسافة أكبر من الحاملات الفرعية وتكرار رسائل البيانات أو أجزائها)، فهذا هو الطريق الصحيح. ومع ذلك، فإن الانخفاض الكبير في معدل الإرسال هو نتيجة حتمية.
من الضروري الإجابة على سؤال رئيسي: هل نحتاج إلى اتصال موثوق وقوي أم اتصال سريع؟ كلتا الحالتين في قناة اتصال محدودة مستبعدة بشكل متبادل. إذا احترمنا الخصائص الفيزيائية للقناة الفيزيائية، علينا أن نأخذ بعين الاعتبار الكميات التي سننقلها. إن نقل جميع المعلومات إلى مركز التحكم واتخاذ القرارات اللاحقة هي فكرة طوباوية. إذا أخذنا في الاعتبار القواعد الفيزيائية، فمن الضروري اختيار النهج المعاكس: توزيع التحكم إلى أدنى مستوى ممكن. لا ينبغي أن ترسل العدادات الإلكترونية ومركّزات البيانات التي تتحكم فيها عناصر بيانات منفردة، بل يجب أن ترسل تقارير إلى مركز التحكم. وفقًا للسيناريوهات المعدة، يجب أن تساعد النظام في الحفاظ على حالة تشغيلية آمنة.
البحث والتطوير هو السبيل للتقدم وتقييم الأخطاء. من الضروري النزول من حل واحد، وتحديد المتطلبات الأساسية بدقة لتلبية جميع احتياجات المشاركين في نظام الطاقة، مع احترام متطلبات موثوقية النقل واستقرار النظام. إذا نظرنا إلى إنشاء النظام في السلع الأخرى، يمكننا أن نرى أن طلب قابلية التشغيل البيني ينشأ في النهاية، بعد حل جميع الطلبات الفنية. ستواجه هندسة الطاقة عملية مماثلة: أولاً وقبل كل شيء، من الضروري إنشاء نظام نقل البيانات الذي يعكسخصائص الإرسال للقناة المستخدمة والطلبات الزمنية للحالات التشغيلية لشبكة الطاقة. قد يصبح هذا النظام قياسيًا. ولكن من الواضح، للأسف، أنه من غير الممكن التحرك في الاتجاه المعاكس.