الهندسة الكهربائية

يقدم تكامل طاقة الرياح على نطاق واسع تحديات جديدة لأنظمة الطاقة جنباً إلى جنب مع الخصائص المتأصلة في الصين، كذلك أنظمة الطاقة في الصين كبيرة نسبياً.

الطاقة هي المدخل الأساسي للحياة، حيث أن الكهرباء هي واحدة من الطاقة الهامة بين أشكال الطاقة المختلفة، كما يضمن مرونة الحياة ويتزايد الطلب على هذه الطاقة بسرعة.

يحفز الاستهلاك الكهربائي سريع النمو والقلق من انبعاثات "ثاني أكسيد الكربون" لمحطات الطاقة التقليدية القائمة على الوقود الأحفوري نظاماً للطاقة الخضراء.

ارتفاع تكلفة الوقود النووي والأحفوري هو تشجيع لنشر مصادر الطاقة غير التقليدية، حيث ظهرت أيضاً طواحين الهواء البرية والبعيدة عن الشاطئ لتوليد الكهرباء كخيار قابل للتطبيق لتوليد الطاقة.

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، كما تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si).

يعد توليد الكهرباء من مزارع الرياح البحرية أحد أكثر المصادر ملاءمة لتلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة الكهربائي، وفي السنوات الأخيرة زاد تغلغل طاقة الرياح البحرية بشكل كبير.

خلال السنوات الأخيرة، زاد تغلغل أنظمة الخلايا الكهروضوئية (GCPV) القائمة على التوليد الموزع (DG) بشكل كبير، كما ويرجع ذلك إلى مزاياها المختلفة مثل تكلفة التوليد

مع تكامل طاقة الرياح على نطاق واسع في الشبكة الكهربائية، وبالإضافة إلى إنتاج الطاقة النشط؛ فإن توربينات الرياح مطلوبة لتوفير الخدمات المساعدة،

تم استخدام تحويلات مختلفة في الهندسة الكهربائية لتحليل ونمذجة والتحكم في أنظمة الطاقة والآلات الكهربائية أو الأجهزة الإلكترونية للطاقة،

تعد الشبكات الصغيرة مكوناً رئيسياً للشبكات الذكية لأنها تعزز قدرة نظام الطاقة على الصمود والاستدامة والاقتصاد والأمن، وفي المرحلة الأولية تم تطوير شبكات صغيرة للتيار المتردد.

يواجه الاقتصاد العالمي وخاصة الصيني سريع النمو تحديات متعددة عندما يتعلق الأمر بتوليد الطاقة، لا سيما النمو السكاني والضغط الاقتصادي على الطلب على الطاقة.

مرشح القدرة النشط التحويلة (APF) مع تردد التبديل التمثيلي (10- 20) كيلو هرتز، وهو جهاز فعال لقمع التيارات التوافقية السائدة من الخامس إلى الحادي والثلاثين في شبكة المرافق (50/60) هرتز.

في تطور المجتمع الحديث، يعد توفير الطاقة وتوفير الكهرباء النظيفة المستدامة من العوامل الرئيسية من أجل أن تصبح أكثر استقلالية عن موارد الطاقة القائمة على النفط والوقود الأحفوري.

في السنوات الأخيرة، شهد استخدام المحولات الإلكترونية للطاقة (PECs) على مستوى الشبكات الأرضية والشبكات الصغيرة نمواً هائلاً، وفي الواقع توفر هذه الأجهزة العديد من المزايا.

يواجه تطوير والتحقق من صحة إلكترونيات القدرة لوحدات التحكم في المحركات (MCU) تحديات كبيرة لأن المرافق الحالية لا تتناسب مع المتطلبات المرغوبة.

يمكن أن يؤدي الترويج للمركبات الكهربائية إلى تسريع عملية استبدال الوقود وتقليل انبعاثات عوادم المركبات، والتي لها أهمية كبيرة في تعزيز الحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات ومنع تلوث الهواء.

أثارت موارد الطاقة المتجددة، مثل الرياح والطاقة الشمسية، المزيد والمزيد من الاهتمام حول العالم بسبب مزاياها المتجددة والبيئية في السنوات الأخيرة.

لقد فرض تكامل موارد الطاقة المتجددة على نطاق واسع تهديداً كبيراً على تشغيل نظام الطاقة، كما أنه يجعل من الصعب وغير الفعال الحفاظ على توازن الطاقة بالاعتماد فقط على المولدات التقليدية.

تلعب إمدادات الطاقة التفاعلية الكافية في أنظمة الطاقة الكهربائية دوراً مهماً في الحفاظ على الموثوقية والأمان المناسبين، كما يتأثر استقرار الجهد بشكل كبير بقدرة أنظمة الطاقة.

كان التعدين احتلالاً للبشرية منذ عصور ما قبل التاريخ، كما تم استخدامه للحصول على المعادن لصنع الأدوات اللازمة للأنشطة الزراعية، كما كان التعدين أحد الركائز الأساسية للاقتصاد الأسترالي.

يتسبب استخدام خطوط نقل الطاقة الكهربائية في المناطق المأهولة بالسكان في العديد من المشكلات، وذلك بسبب ارتفاع قيمة الكهرباء إلى جانب المجالات المغناطيسية على مستوى الأرض.

يتطلب توليد الطاقة عن بُعد نقلاً مثالياً من رؤوس التوليد إلى مراكز التحميل، حيث إن النقل غير السليم للطاقة التفاعلية إلى مراكز التحميل له تأثير سلبي وضار على استقرار نظام الطاقة.

تمت ملاحظة زيادة الاهتمام بمحول مصدر الجهد (VSC) القائم على الجهد العالي للتيار المستمر (HVDC)، بحيث توفر تقنية (VSC-HVDC) العديد من المزايا.

يتم جمع قدر كبير من بيانات الأعطال أثناء إجراءات تشغيل وصيانة نظام الطاقة الكهربائية، بحيث تتكون هذه البيانات من نصوص شبه منظمة وغير منظمة.

أصبحت وحدة قياس الطور المتزامن (PMU) ونظام قياس المنطقة الواسعة (WAMS)، والتي يمكن أن توفر قياسات السعة وزاوية الطور بتردد عالٍ (حتى 100 هرتز) وتأخير منخفض.

مع ضغط نقص الطاقة الأحفورية وتغير المناخ واحتياجات البيئة، تتطور طاقة الرياح وهي طاقة خضراء ومنخفضة الكربون، وذلك بسرعة هائلة في الصين.

يُعرَّف ترهل الجهد الكهربائي على أنه انخفاض يتراوح بين (0.1) و (0.9) وحدة دولية، وفي جذر متوسط التربيع (RMS) الجهد أو التيار الكهربائي عند تردد الطاقة لمدة (0.5) دورة إلى (1) دقيقة.

باعتبارها المعدات الرئيسية لتوصيل القدرة الكهربائية؛ فإن سلامة المحولات الكهربائية واستقرارها مهمان لموثوقية نظام الطاقة، وفي الوقت نفسه وكتنفيذ واسع النطاق للألواح الكهروضوئية.

جذب تعزيز موثوقية شبكات التوزيع الكهربائية عن طريق وضع التبديل الأمثل الكثير من الاهتمام، وفي حالة حدوث أعطال في وحدة تغذية التوزيع

أخذ (AFPMSM) المكون من ثلاثة الجزء الثابت المزدوج الدوار ككائن بحثي، كما وتم دراسة نظام التحكم الكهربائي في النواقل التنبؤية الحالية النابضة، وذلك بناءً على طريقة توزيع عزم الدوران المثلى بالكفاءة العالية