طلال الحوامدة

أدت الزيادة الهائلة في التنمية الحضرية إلى مشكلة صعبة تتعلق بإدارة استهلاك الطاقة في قطاع الطاقة الكهربائية، وعلى وجه الخصوص في البلدان التي تكون فيها درجات الحرارة مرتفعة للغاية.

تعد الطاقة الشمسية أحد موارد الطاقة المتجددة الحيوية التي يمكنها توفير الطاقة للشبكات الكهربائية بتكلفة بيئية منخفضة مقارنة بالطرق التقليدية لإنتاج الطاقة.

استجابة لأزمة الطاقة والمخاوف البيئية، بحيث بدأ المحققون في استكشاف أنظمة طاقة متكاملة لتسهيل تحويل الطاقة وكفاءتها، وبناء نظام التسخين الكهربائي المتكامل (IEHS).

أصبحت أنظمة تحويل الطاقة المتقدمة ذات المنافذ الكهربائية المتعددة وأساليب التحكم الخاصة بها في الوقت الحاضر في دائرة الضوء لاتجاهات البحث الحالية في الهندسة الكهربائية.

شهدت تكنولوجيا توليد وتسخير طاقة الرياح نمواً سريعاً في الاستجابة للمخاوف البيئية المتزايدة حول العالم، وفي عام (2015م) سجلت صناعة الرياح في جميع أنحاء العالم.

شبكات الطاقة هي البنية التحتية الأساسية التي تدعم اقتصاداتنا وحياتنا اليومية من خلال توفير والحفاظ على إمدادات مستمرة من الكهرباء، كما إنهم يلعبون دوراً أساسياً في ربط صناعاتنا ومنازلنا.

أدى دمج تكنولوجيا المعلومات والاتصالات (ICT) مع البنية التحتية للكهرباء إلى إحداث ثورة في الشبكة التقليدية في الشبكة الذكية، بحيث يسمح ظهور الشبكة الذكية للمستهلكين.

يشهد قطاع الطاقة تحولاً غير مسبوق في النظام بأكمله بما في ذلك التوليد والنقل والتوزيع، وهو مدعوماً بأبحاث مكثفة في أنظمة الطاقة من الجيل التالي واستنفاد موارد الوقود التقليدية.

يعد تكامل وحدات توليد التوزيع (DG) ميزة أساسية في شبكة المرافق الكهربائية الحديثة، كما يمكن النظر في معطيات معينة، مثل كمية وحدات (DG) وحجمها وأفضل موقع وتكوين الناقل.

يمكن للزيادة الهائلة في الاقتصاد العالمي والسكان، وإلى جانب التطور السريع في التحضر أن تعزز الحاجة إلى استخدام الطاقة في السنوات المقبلة، كما أنه يمكن توليد الكهرباء وهي مصدر حيوي.

تتكون شبكة الطاقة المتجددة المستقلة (ARG) بشكل أساسي من عوامل متعددة متجددة ذات واجهات عاكس (MRAs) أو المولد الكهربائي الموزع.

تُستخدم محولات (DC-DC) أو محولات التيار المستمر على نطاق واسع لنقل طاقة التيار المستمر بين مستويين مختلفين من الجهد المستمر في تطبيقات تحويل الطاقة العالية.

تخضع البيئة المبنية لتغيير كبير في كيفية استخدامها وإدارتها وتفاعلها مع الطاقة الكهربائية، كما ويرجع ذلك إلى التقدم التكنولوجي وجهود كفاءة الطاقة واستجابة الطلب وموارد الطاقة الموزعة.

مع تطوير الشبكة الذكية، تم تعميم البنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI) تدريجياً، وبحلول عام (2020م)، كان من المتوقع أن يصل تركيب العداد الذكي العالمي إلى (780) مليوناً من المشتركين.

على مدى العقود القليلة الماضية، بذل المجتمع العلمي جهداً كبيراً في البحث عن تقنيات تتبع أقصى نقطة للطاقة مع عوامل تتبع عالية ووقت تقارب منخفض.

شكّل النمو الأخير في الطلب على الطاقة تحدياً لتوليد الطاقة وتسليمها، كما يمكن تحقيق موثوقية الطاقة وكفاءتها من خلال تنفيذ الاستراتيجيات المثلى على جانبي التوليد والطلب.

مع التطور السريع لتكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات، يزداد استهلاك الطاقة للمعالجات الدقيقة عالية الأداء بشكل كبير على الرغم من تقليص جهد الإمداد إلى أقل من (1) فولت.

تشير جودة الطاقة إلى قدرة النظام الكهربائي على إنشاء مصدر طاقة مناسب له شكل موجة جيبية نقي وخالي من الضوضاء، كما تمثل جودة الطاقة المحسنة قيمة ثابتة.

مع وجود عدد كبير من المكونات الموزعة والمركبات الكهربائية والمكونات غير الخطية الأخرى المتصلة بالشبكة الكهربائية، ظهرت اضطرابات جودة الطاقة المختلفة (PQD).

تتزايد المخاوف بشأن التغيرات المناخية في الوقت الحاضر، مما دفع العديد من البلدان إلى تغيير مواقفها نحو مصادر الطاقة المتجددة، ووفقاً للوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA).

تبلغ القدرة المركبة لمحطات الطاقة التي تعمل بالفحم في الصين أكثر من مليار كيلو وات، حيث أن القيود المفروضة على المصادر عانت محطات الطاقة التي تعمل بالفحم في الصين.

تعد تقنية نقل التيار المباشر عالي الجهد متعدد الأطراف (HVDC) وتقنية شبكة التيار المستمر من الطرق الفعالة لحل مشاكل تكامل الطاقة المتجددة، ومع ذلك يلزم وجود محول تيار مستمر.

يؤدي اندماج المستشعرات والحوسبة المتطورة وعلوم البيانات ومنصات الحوسبة عالية الأداء وتقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) إلى دفع كل مجال هندسي تقليدي إلى نموذج تشغيلي.

لفهم الاستجابة الديناميكية لنظام الطاقة المتكامل الكهروضوئي (PV) للتخميد التذبذبات الكهروميكانيكية عمليا، أولاً تطور هذه الدراسة النموذج الخطي الرياضي لنظام ناقل لا نهائي لآلة واحدة مدمج بواسطة العاكس المرتبط بالشبكة الكهروضوئية

تحدد معظم طرق الكشف القائمة على الانحراف السلوكي وغير الطبيعي للشبكة الكهربائية، وذلك عن طريق فحص كل حزمة شبكة دون أي ارتباط

تعتبر شبكة التوزيع الكهربائية بمثابة المحطة الطرفية لنظام الطاقة، والذي يحتوي على هيكل معقد وأخطاء تأريض متكررة ونطاق تباين واسع لمعلمات الأرض ومعطيات الأعطال،

بالمجمل تمثل طريقة التعلم المعزز التي تم تصميمها، وذلك لفهم البيئة الكهربائية بناءً على مكافأة تمثل تباين الحمل، بحيث تكون نتائج مرضية أفضل مما يمكن للمشغل التعامل معه بمفرده.

في هذا البحث، تم تصميم محاكي كامل من نوع (EMTP) القائم على وحدة معالجة الرسومات باستخدام النمذجة الموجهة نحو الخيط وخوارزمية لكل من الأنظمة الكهربائية وأنظمة التحكم.

إن المشكلات والتحديات التي يطرحها التطور الحالي التصاعدي حيث تستمر أجهزة إلكترونيات القدرة في اختراق نظام الطاقة الكهربائية، بحيث تستحق اهتماماً ذا أولوية قصوى من الباحثين والمهندسين في أنظمة الطاقة

لضمان التشغيل الآمن والمستقر لشبكة الطاقة الكهربائية؛ فإنه من الضروري إجراء تقييم مخاطر التوصيل الكهربائي الرئيسي في المحطة الفرعية، وفي الطرق التقليدية يتم تجاهل تأثيرات شبكة الطاقة الإقليمية على مخطط التوصيل الكهربائي الرئيسي.