الهندسة الكهربائية

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.

عندما يعمل محول معياري متعدد المستويات يعتمد على نظام التيار المباشر عالي الجهد (MMC-HVDC) تحت أعطال الشبكة الكهربائية

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

هناك اتجاه إلى أن يتم تنفيذ مجموعة متنوعة من شبكات الاتصالات المشتركة والعامة في أنظمة التحكم الصناعية الحديثة (ICSs)،

يُقترح التحكم التنبئي لدورة العمل لتكامل شبكة التيار المستمر لنظام الطاقة الكهروضوئية (PV) المعزول شبه (Z-) المصدر المعزول (qZS-MCC)

يعد موقع الأعطال أحد أهم التقنيات للحفاظ على التشغيل المستقر لأنظمة الطاقة الكهربائية، بحيث يسمح موقع الخطأ السريع والدقيق للمشغلين باستعادة شبكات الطاقة بشكل أسرع وتجنب الخسائر الاقتصادية

مع زيادة الطلب على الطاقة، أصبح اتجاهاً حتمياً للاستفادة الكاملة من الأجيال الموزعة (DGs)، ونظراً لأن لها مزايا كبيرة مثل تقليل فقد الطاقة وخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

يعتمد المشغلون على حساب حالة التشغيل (OSC) الذي يوفر حدود التشغيل الآمنة للشبكات لتقدير مستوى أمان أنظمة الطاقة، وفي السنوات الأخيرة ونظراً لتطور الاقتصاد الاجتماعي.

على مدى العقد الماضي، تطورت تقنيات توزيع الطاقة الحالية (DC) بسرعة، بحيث يمكن تطبيق المزايا التقنية الرائعة لتقنيات توزيع التيار المستمر لحل المشكلات المرتبطة بشبكات توزيع التيار المتناوب.

بصفتها الميسر الرئيسي لتدفق الطاقة في نظام النقل متعدد الأطراف للتيار المباشر (MTDC)؛ فإنه يمكن لوحدة التحكم في تدفق طاقة التيار المستمر (DCPFC) توسيع منطقة تنظيم تدفق الطاقة.

تلعب المركبات الكهربائية الموصولة بالكهرباء (PEVs) دوراً محورياً في كهربة النقل، بحيث يمكن الاستفادة من الطبيعة المرنة لطلب الشحن في السيارات الكهربائية لخفض تكلفة الشحن.

تسلط الاضطرابات الكهربائية التاريخية الضوء على تأثير الطقس المتطرف على مرونة نظام الطاقة، وعلى الرغم من أن حدوث مثل هذه الأحداث أمر نادر الحدوث.