الهندسة الكهربائية

في القرن الحادي والعشرين، يتم تطوير فكرة الشبكة الصغيرة والشبكة الذكية ومحطة الطاقة الافتراضية (VPP) لحل تحديات تغير المناخ واستخدام الطاقة المتجددة في شبكة الكهرباء.

لقد تطورت شبكات الكهرباء الذكية إلى نظام بيئي فيزيائي أكثر تعقيداً للبنية التحتية مع شبكات اتصالات متكاملة ومصادر جديدة خالية من الكربون لتوليد الطاقة وأنظمة مراقبة وتحكم متقدمة.

تظهر زيادة الطلب على الطاقة وتشجيع توليد الطاقة المتجددة أهمية التوليد الموزع (DG)، بحيث تعتبر الخلايا الكهروضوئية (PV) مصدراً للتوليد الموزع، حيث إن دمج وحدة (PV-DG) في الشبكة له تأثير كبير.

تعد خوارزمية فرز التردد الكهربائي الأساسية (FFSA) رائعة بالنسبة لميزان جهد مكثف (MMC)، وذلك نظراً لانخفاض العبء الحسابي والتخلص من الكشف عن تيار الذراع.

نظراً لأن استراتيجية التفريغ القائمة على اللف تستخدم مقاومة المحرك لتبديد الطاقة الإضافية؛ فإن قوة التفريغ تعتمد بشكل أساسي على التيار في المحرك.

يلزم أن ينخفض جهد مكثف ناقل التيار المستمر (DC-bus) الخاص بآلة المغناطيس الدائم المتزامن ذات الجهد العالي (PMSM) في السيارات الكهربائية (EVs).

تتكون المحولات المعيارية متعددة المستويات من العديد من خلايا المحول نصف الجسر أو كامل الجسر، وبالتالي ينتج الضغط على المكثفات.

للقضاء على (CFs) وتحسين أداء النظام الكهربائي؛ تم اقتراح طوبولوجيا جديدة مرنة (LCC-HVDC) مع تحليل محدود لأدائها الاقتصادي.

تم استخدام أنظمة التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) القائمة على محول الخط (LCC) على نطاق واسع في أنظمة الطاقة الحديثة.

يتكون الإعداد المرجعي لمعايرة النظام لأنظمة قياس خسارة المحولات الصناعية (TLM) من ثلاثة مكونات رئيسية، مثل مقسم جهد ومحول تيار ومقياس طاقة، كما ويجب ألا تزيد إزاحات الطور عن (10 μrad).

تتغير طبيعة وخصائص أنظمة التوزيع باستمرار مع زيادة اختراق موارد الطاقة الموزعة، ومع هذا أصبحت الحاجة إلى فحص تفاعل النقل والتوزيع الكهربائي (T&D) أثناء تقييم أمان الجهد أمراً كبيراً.

مع التحول السريع لقطاع الطاقة نحو أنظمة الطاقة الحديثة المتمثلة في الشبكات الذكية (SGs) والشبكات الصغيرة (MGs) والتوليد الموزع؛ أظهرت تقنية (blockchain-BC) القدرة على حل تحديات الأمان والخصوصية.

التكلفة المستوية للطاقة (LCOE) هي مقياس شائع الاستخدام لتقييم نسبة التكلفة إلى الفائدة على مدى عمر مورد الطاقة، مثل الخلايا الكهروضوئية (PV)، ومع ذلك يميل مهندسو إلكترونيات الطاقة.

يعد المحول الكهربائي ثلاثي الأطوار خماسي الأطراف شكلاً محتملاً لتطبيق (Sen Transformer-ST) خاصةً للتطبيقات ذات ظروف الأحمال الكهربائية غير المتوازنة بشكل كبير.

يتم تقديم مخطط جديد للتحكم في البداية الناعم يعتمد على "شبكة عصبية اصطناعية" (ANN) لنظام محرك تحريضي ثلاثي الطور (IM)، كما تتمثل المهمة الرئيسية لنظام التحكم.

للتخفيف من مشكلة جودة الطاقة في الشبكات الصغيرة، يتم تقديم إستراتيجية جديدة للتحكم المرجعي عبر الإنترنت لتوزيع المعوض الثابت باستخدام خوارزمية التعلم المعزز.

في هذا الطرح تم اقتراح وحدة تحكم (PI-FOPI) بالترتيب الجزئي المعتمد على الخوارزمية للتحكم الافتراضي الموجه نحو التدفق لمعدل (PWM) وهو متصل بالشبكة ثلاثي الأطوار.

تقترح هذه الدراسة تحكماً تنبئياً نموذجياً قائماً على مراقب الاضطراب (MPC) لعاكس متصل بالشبكة بدون مستشعر الجهد الكهربائي مع مرشح حثي سعوي (LCL).

يتم تنفيذ محولات التيار المتردد ثلاثية الطور (المقومات) على مجال واسع في المحركات وتوربينات الرياح والمركبات الكهربائية وأنظمة طاقة الطائرات

بصرف النظر عن آلات المغناطيس الدائم (PMM)؛ يعد المحرك التعريفي (IM) أحد أكثر آلات الدفع شيوعاً في تطبيقات الدفع الكهربائي

عادةً ما يتم تغذية الأحمال الحرجة مثل أنظمة الاتصالات والمعدات الطبية ومراكز البيانات بواسطة أنظمة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (UPS) في حالة انقطاع طاقة الشبكة الكهربائية

تعد جدولة التحميل والتحكم في تخزين طاقة البطارية وتحسين راحة المستخدم من مشكلات تحسين الطاقة الحرجة في الشبكة الذكية، ومع ذلك؛ فإن مدخلات النظام مثل عملية توليد الطاقة المتجددة وعملية توليد الشبكة التقليدية.

أدت المخاوف المتزايدة بشأن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى اتجاه متزايد لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة (RERs) في نظام الطاقة كذلك الفاصل الزمني.

التطور السريع للطاقة المتجددة والنمو المستمر لحمل الذروة يجلب تحديات جديدة لقدرة الإرسال من جانب التوليد الكهربائي، وفي ضوء عدم التوافق المحتمل بين توليد الطاقة من الطاقة المتجددة والحمل الكهربائي.

تستمر الحاجة إلى دمج أجهزة تخزين الطاقة مع مصادر الطاقة المتجددة وتحسين تقنيات التعديل والتحكم في المحولات المستخدمة في الازدياد، كما أن هذا الاتجاه نشط بشكل أكبر.

تم اقتراح إستراتيجية تحكم موزعة لمشاركة التيارات الكهربائية غير المتوازنة في ثلاث مراحل معزولة بأسلاك (AC-MGs)، بحيث يعتمد على نهج جديد، وبدلاً من تحليل (MG) كنظام ثلاثي الطور.

تعد نماذج تدفق الطاقة الخطية (LPF) مهمة بشكل خاص في سياق خوارزميات التحسين لأنظمة التوزيع ثلاثية الطور مع الاختراق العالي للمولدات الكهربائية المتجددة الموزعة.

لن تستوعب الشبكة الذكية ذات المتطلبات الكبيرة من المرونة نسبة عالية من التوليد الموزع مع عدم اليقين في المستقبل، ومن ثم يصبح لا غنى عنه للبحث في استراتيجية جدولة التوليد الموزع.

حظي التحسين الأمثل والإدارة الصحية لمرجل محطة الطاقة الكهربائية، والتي تعمل بالفحم باهتمام متزايد في السنوات الأخيرة، حيث إن رصد تلوث الرماد والتنبؤ به هما الأساس لتحقيق هذا الهدف.

تهدف إلى مشاكل الكفاءة المنخفضة للمولد الكهرومغناطيسي وصعوبة تنظيم شدة المجال المغناطيسي لمولد المغناطيس الدائم، كما يُقترح مولد ممانعة بتبديل مغناطيسي دائم متتالي جديد.