الهندسة الكهربائية

يعتبر قطاع التوزيع الحلقة الأضعف في قطاع الكهرباء بأكمله، كما إنه ينطوي على التعامل مع مستهلكي التجزئة بتوقعات متنوعة وفي نفس الوقت قدرة دفع مختلفة،

توجد معايير الجهد والمعايير الفنية الأخرى التي يمكن استخدامها لقياس جودة الطاقة، كما يمكن تقسيم المعايير التي تؤثر على جودة الطاقة إلى فئتين،

يُعرف الخلل في نظام الطاقة الذي يتسبب في توقف التيار عن التدفق عبر هذا النظام بأنه خطأ، وذلك بمعنى آخر، حيث يُقال إن انقطاع التدفق الطبيعي للتيار هو خط,

ترتبط اللفات الأولية والثانوية للمحول الذاتي معاً، وعلى حد سواء كهربائياً ومغناطيسياً مما يقلل التكلفة على المحولات التقليدية.

يمكن وصف القدرة التفاعلية بشكل أفضل على أنها كمية الطاقة "غير المستخدمة"، والتي يتم تطويرها بواسطة المكونات التفاعلية في دائرة كهربائية أو نظام التيار المتردد.

آلات التيار المستمر هي أجهزه تستخدم لتغيير الطاقة الكهرو ميكانيكية، فيكون مبدأ العمل لآلة التيار المستمر هو عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر ملف داخل مجال مغناطيسي ، ثم تولد القوة المغناطيسية عزماً يدور محرك التيار المستمر، يتم تصنيف آلات التيار المستمر إلى نوعين: مولد التيار المستمر وكذلك محرك التيار المستمر.

SCADA تعني "التحكم الإشرافي واكتساب البيانات"، SCADA هو نوع من هندسة أنظمة التحكم في العمليات التي تستخدم أجهزة الكمبيوتر، الاتصالات، البيانات الشبكية وواجهات الآلة البشرية الرسومية (HMIs)، لتمكين الإدارة والتحكم الإشرافي للعملية على مستوى عالٍ.

هي عبارة عن مسار مغلق يتكون من مجموعة من العناصر المترابطة مع بعضها البعض كالعنصر النشط ويسمى بمصدر الطاقة كالبطاريات أو مصدر فرق الجهد الكهربائي منفصل بالإضافة الى مجموعة من العناصر السلبية غير النشطة كالمقاومات،المكثفات،المواسعات.

نظراً لأن مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح متصلة بالشبكة الكهربائية على نطاق واسع؛ فإن التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة يواجه تحديات ويصبح الطلب على المرونة بارزاً بشكل متزايد.

في السنوات الأخيرة، أصبح تحقيق نظام إمداد طاقة الجر المتجدد والمستدام (TPSS) في قطاع السكك الحديدية تحدياً كبيراً، وبالتركيز على هذه المسألة؛ تقدم العديد من الدراسات والتجارب نظرة عامة.

تتمتع أجهزة أشباه موصلات الطاقة بحد أقصى لدرجة حرارة التوصيل، ولكن ليس من السهل اكتشاف أو فهم درجة الحرارة داخل الأجهزة المغلقة في المحولات الكهربائية العاملة.

يتم استخدام ليزر الصمام الثنائي (DFB) المغلق بالحقن الذاتي للكشف عالي الدقة عن الانبعاثات الصوتية (AE) باستخدام مستشعر مقياس التداخل (Fabry-Perot - FPI).

تعزى بعض الحوادث الصناعية إلى تدهور عزل الأصول الكهربائية ،كما يمكن أن يكون التسرب الحالي مؤشراً حاسماً لرصد عزل الأصول عبر التوصيل، ولإجراء مراقبة لكل مرحلة.

يؤدي الاختراق المتزايد للشبكات الصغيرة (MGs) في أنظمة الطاقة الحالية وقدرة "التوصيل والتشغيل" للمولدات الموزعة (DGs) إلى حدوث تجاوزات كبيرة وأوقات استقرار إلى جانب مشكلات جودة الطاقة المختلفة.

نظراً للهيكل القوي وعزم الدوران العالي ونطاق السرعة الواسع والتسامح المتأصل مع الخطأ وكفاءة التشغيل العالية؛ فقد تم استخدام محركات ممانعة التبديل (SRM) في العديد من المجالات.

تتيح التطورات الحديثة في موارد الطاقة الموزعة القائمة على العاكس (DERs) للشبكات الصغيرة العمل في أوضاع متصلة بالشبكة والجزيرة بسهولة، ومع ذلك؛ فإن تحديد حل لتدفق الأحمال الكهربائية المستقر لشبكة ثلاثية الطور.

مع النمو السريع للطاقة الكهروضوئية (PV) في السنوات الأخيرة؛ فإن استقرار تشغيل النظام وأداء تحليل الطوارئ للنظام وكذلك جودة الطاقة لشبكة الطاقة مهددة بسبب عدم اليقين المتأصل.

في الوقت الحاضر يتم استخدام نظام توليد الطاقة الكهروضوئية السكني في جميع أنحاء العالم، وفي هذا البحث تم اقتراح هيكل محسن للنظام الكهروضوئي السكني مع ناقل (1500V- DC).

تقترح هذه الدراسة تحكماً جديداً في نطاق التباطؤ المتجه للفضاء ذي التردد الكهربائي الثابت (CF-SVHCC) في الإطار المرجعي الثابت (SRF) لتطبيقات مرشح القدرة النشطة ثلاثية المستويات.

تقترح هذه الدراسة خوارزمية تحكم تعتمد على نظرية الإطار المرجعي المتزامن مع قوالب الوحدة بدلاً من الحلقة المغلقة بالطور للنظام الشمسي الكهروضوئي (PV) المتصل بالشبكة الكهربائية.

قد يتسبب الاختراق الواسع النطاق لمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة (RE) مثل توليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية في حدوث مشكلة انحراف التردد الكهربائي.

بالمقارنة مع المرشحات التقليدية من النوع (L) الأحادي؛ فإنه يمكن لمرشحات (LCL) للعاكسات المتصلة بالشبكة الكهربائية ثلاثية الطور أن تثبط جهد التبديل وتموج التيار بشكل أفضل.

في هذا البحث، تم اقتراح إستراتيجية تحكم جديدة متعددة الأهداف للعاكس ثلاثي الأطوار شبه (Z-source) (q-ZSI)، بحيث يُقترح وحدة تحكم قائمة على التحكم في الوضع المنزلق (SMC) لتنظيم التيار المحرِّض.

أصبحت القدرة غير الكافية لشبكات التوزيع لاستهلاك الطاقة المتجددة والتخصيص غير المناسب للتوليد الموزع المتجدد (RDG) من القضايا المهمة، وفي هذه الدراسة، تم اقتراح منهجية قائمة على التعلم الآلي.

يمكن لمحاكي الآلة الكهربائية (EME)، وذلك باستخدام المحاكاة الرقمية وإلكترونيات القدرة لمحاكاة خصائص الآلات الفعلية، وذلك من خلال تسريع اختبار المحركات الكهربائية بشكل كبير.

في هذا البحث تم اقتراح تقنية جديدة منخفضة الجهد للركوب (LVRT) للمحولات ثلاثية الطور المتصلة بالشبكة الكهربائية، بحيث تتكون التقنية المقترحة من جزأين أساسيين.

بشكل هندسي تم اقتراح طريقة لتحسين لف المولد الخطي لزيادة توليد الطاقة الكهربائية من الموجة المحيطية، كم تم تصميم المولد الخطي في بيئة (ANSYS / Maxwell).

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

تتعامل العديد من الأعمال في مجال ديناميكيات نظام الطاقة والحماية والتحكم مع استخدام الكميات السلبية للحماية، كما يعد استخدام التسلسلات غير المتماثلة للحماية الكهربائية في (BPS) مفيداً جداً،

ستؤثر مسافة تباعد الرفع بين مستشعر التيار الدوامي (EC) وقطعة الاختبار على الإشارات المكتشفة ودقة القياس، كما تم اقتراح تقنيات مختلفة بما في ذلك تصميمات المستشعرات الجديدة والميزات.