الهندسة الكهربائية

يؤدي التبني المتزايد لأنظمة الخلايا الكهروضوئية السكنية في جميع أنحاء العالم إلى تعرض مشغلي شبكات التوزيع (DNOs) لتحديات فنية ، لا سيما في شبكات الجهد المنخفض (LV).

اليوم يتم الحفاظ على استقرار شبكة الطاقة الكهربائية من خلال موازنة الوقت الحقيقي بين التوليد والطلب، كما يتم تحجيم أنظمة تخزين طاقة الشبكة الكهربائية، وذلك لتوفير المرونة لمشغل الشبكة.

يتم تعريف الحماية الكهربائية التكيفية على أنها نظام في الوقت الفعلي يمكنه تعديل إجراءات الحماية وفقاً للتغييرات في حالة النظام، بحيث يتم تنسيق نظام الحماية التكيفية (APS).

تتمثل الأهداف الرئيسية لـ (Volt-Var Optimization - VVO) في تقليل فقد الطاقة في نظام التوزيع والحفاظ على ملفات تعريف الجهد عند مستويات مقبولة في ظل ظروف تحميل مختلفة

من المتوقع أن تواجه الشبكة الكهربائية للمرافق بعض التحديات الرئيسية لتوليد الطاقة الحديثة، كما وستطرح أنظمة التوزيع في السنوات القادمة، وفي هذه الدراسة تحديداً يتم تقديم نظرة عامة.

أصبحت البنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI) جزءاً حيوياً من شبكات توزيع المرافق، مما يسمح بتطوير المدن الذكية، بحيث تتكون (AMI) من عدادات ذكية للكهرباء والغاز والمياه والأجهزة محدودة للغاية.

تتطلب المحطات الأساسية للترددات الراديوية (RF) القائمة على المدخلات المتعددة والمخرجات المتعددة (mMIMO) مضخمات طاقة عالية الكفاءة (PAs)

عادةً ما تقدم توربينات الرياح (WTs) التي تعمل بواسطة المغناطيس الدائم المتزامن (PMSG) طوبولوجيا محول القدرة على مرحلتين، وذلك استناداً إلى محول زيادة (DC/DC) وعاكس مصدر الجهد الكهربائي

تحليل الحساسية هو طريقة تقليدية لتحليل شبكة الطاقة الكهربائية، بحيث تم استخدامها على نطاق واسع في تصحيح سلامة الطاقة النشطة لأنظمة الطاقة

كما تم إجراء النمذجة الديناميكية لشبكة ميكروية ذات واجهة محول بما في ذلك الأحمال الثابتة والخطوط وأجهزة (PLL) كخطوة أولى، كذلك تم تحديد وظيفة موضوعية.

تلعب وحدات قياس (Phasor-PMU) دوراً مهماً في الأمان والدور في التحكم في المراقبة الديناميكية لنظام الطاقة، ومع ذلك؛ فإن عمليات النشر الواسعة لمصادر الطاقة المتجددة ونقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC)

بالمجمل المصادر الكهربائية هي تقنية فعالة لإدارة جانب الطلب لترويض تقطع مصادر الطاقة المتجددة، وفي هذا البحث تم تلخيص مبدأ التشغيل وطوبولوجيا الدائرة وطرق التطبيق والتحكم.

تشهد شبكات الطاقة الكهربائية في جميع أنحاء العالم تطوراً كبيراً، بحيث تتمثل الدوافع الرئيسية في تحول تكنولوجيا التوليد نحو مصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل أساسي) والأشكال الجديدة للطلب

تخضع شبكة التوزيع لتغييرات عميقة في الوقت الحاضر، كما وأصبح مقدر الحالة جزءًا أساسياً في غرفة التحكم لتمكين الشبكة الذكية في المستقبل.

يشكل الاستثمار في البنية التحتية للشبكات حوالي (80٪) من الاستثمار في مرافق الطاقة، بحيث تتغير باستمرار خصائص طلب الاستثمار التي تقدمها كل درجة جهد.

لا غنى عن دور آلات الحث في المجتمع الحديث بسبب هيكلها البسيط والمتين والتكلفة المنخفضة وسهولة الصيانة والموثوقية، بحيث يزيد استخدامهم المهيمن والمتكرر من أهمية نماذجهم الرياضية

في الشبكة الدقيقة المعزولة بالديزل والرياح، بحيث ستؤدي طاقة الخرج المتذبذبة لمولد توربينات الرياح (WTG) واضطراب طلب الحمل إلى اختلال توازن الطاقة وانحراف التردد الكهربائي في النظام

يمكن لنظام معدل المولد الكهربائي المتكامل أن ينتج كفاءة تحويل عالية ويقلل من حجم المعدل النشط في تحويل التيار الكهربائي المتردد إلى تيار مستمر عالي الطاقة.

تتعرض معظم المرافق الساحلية حول العالم مثل منطقة جنوب كاليفورنيا للتلوث بالملح، وخاصةً عندما يتكثف ضباب الملح على المعدات الكهربائية الضرورية لتوصيل الطاقة للعملاء،

يكون تصنيف "خطوط النقل الكهربائية" إعتماداً على أداء خط النقل وعلى الأُسس الثلاثة المعروفة كهربائياً، وهي (R) و (L) و (C)، كما يتم توزيع هذه الأُسس الثلاثة بشكل موحد.

يمكن تقليل التأثيرات البيئية الناتجة عن إنشاء وتشغيل خطوط النقل من خلال دراسة متأنية لعدد من العوامل المتعلقة بتصميم مشروع خط النقل العام،

تظهر هناك بعض الأسئلة المتعلقة بخطوط النقل الكهربائية، وذلك من حيث طبيعتها وأساس عملها، حيث لا يمكن تخزينها، على الأقل ليس اقتصادياً بأي كميات ملحوظة

تُعرف وحدة التحكم (PID) بأنها وحدة التحكم المشتقة النسبية المتكاملة، وهي آلية تغذية مرتدة في حلقة التحكم (وحدة تحكم)، حيث تستخدم على نطاق واسع في "أنظمة التحكم الصناعية"

تتطلب تركيبات الجهد العالي (HV) والجهد المتوسط (MV) معدات خاصة للتبديل وعزل الدوائر الكهربائية المتعلقة بها أو أجزاء من الدوائر، ولهذا الغرض؛ فإنه يتم استخدام مفاتيح التبديل والعوازل.

بشكل عام تستخدم قواطع الدائرة الكهربائية للحماية من عطل التيار في الأنظمة الكهربائية، وذلك على أوسع نطاق، بحيث تقوم هذه القواطع "بكسر الدائرة" فجأة وإخماد القوس الكهربائي بأمان،

في محطة الكهرباء الفرعية تحديداً؛ فإن هناك العديد من الأجهزة والمعدات مثل محولات الطاقة والتوزيع وخطوط النقل والمحولات المحتملة و"التيارية" والعوازل وما إلى ذلك.

تتعرض الأنظمة والمعدات والمواد الكهربائية لأعطال يمكن أن تسبب التدمير الكامل للمعدات وانقطاعاً شديداً في التيار الكهربائي، ولهذا السبب؛ فإنه من المهم معرفة الأسباب الرئيسية لهذه الإخفاقات

تعتمد الحياة الحديثة على الطاقة الكهربائية في كل شيء، مثل المكاتب والأسر والمخازن تعتمد جميعها على الأنظمة الكهربائية لتعمل، ولكن ما مقدار ما نعرفه عن نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية؟

نمت صناعة المحولات بشكل كبير منذ إنشائها قبل خمسة عقود، ولقد نضج مصنعو المحولات أيضاً وأظهروا تطورات تكنولوجية جديرة بالملاحظة في السنوات الأخيرة.

ينمو قطاع الطاقة في مختلف بلدان العالم بوتيرة صحية مدعومة بمبادرات سياسية مختلفة من قبل الحكومات، وقد نمت قدرة التوليد بمعدل يزيد عن 10 في المائة.