الهندسة الكهربائية

وبطبيعة الحال تظهر الأعداد المتزايدة للهجمات الإلكترونية على نظام توزيع الطاقة أن الحاجة إلى تحسين تنفيذ الأمن السيبراني لنظام أتمتة التوزيع الحالي.

بينما تم تصميم نظام التوزيع الشعاعي (RDS) لتوفير الحمل الأقصى السنوي نظراً لأن الحمل الأقصى مطلوب فقط لفترة قصيرة نسبياً خلال العام؛ فإن معدل استخدام المنشأة متواضع إلى حد ما.

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

تطور نظام نقل الطاقة الاستقرائي (IPT) ليصبح نظاماً لتوزيع الطاقة الكهربائية، بحيث يوفر فوائد كبيرة في أنظمة الأتمتة الحديثة وخاصة في البيئات الصارمة

في هذه الدراسة، تم تقديم نموذج جديد لدمج تقييم الموثوقية التحليلية بشكل صريح في صياغة تخطيط التوسع متعدد المراحل لشبكات التوزيع الكهربائية.

يمكن تصنيف مناهج استعادة الخدمة الكهربائية مع أنظمة الاتصالات على أنها مناهج مركزية وموزعة وهرمية وفقاً لهندسة الاتصالات، من بينها تُستخدم تقنيات مختلفة.

مع النشر السريع للبنية التحتية المتقدمة للقياس (AMI) وأتمتة التوزيع الكهربائي (DA)؛ فقد أصبح الإصلاح الذاتي عاملاً رئيسياً لتعزيز مرونة الشبكة وبعد حدوث خطأ دائم

تعد الطاقة الشمسية أحد موارد الطاقة المتجددة الحيوية التي يمكنها توفير الطاقة للشبكات الكهربائية بتكلفة بيئية منخفضة مقارنة بالطرق التقليدية لإنتاج الطاقة.

جذبت الشبكات الصغيرة (MG) اهتماماً هائلاً في العقود القليلة الماضية، وذلك نظراً لسهولة تكاملها مع موارد الطاقة الموزعة (DER) جنباً إلى جنب مع قدرتها على استيعاب الاختراق العالي.

يتغير النموذج في صناعة الطاقة الكهربائية بسبب انتشار العدادات الذكية والموارد الموزعة، بحيث يتيح انتشار العدادات الذكية إمكانية الحصول على بيانات قياس محسنة عن استهلاك الطاقة.

يعد التنبؤ بالحمل مهماً لتشغيل نظام الطاقة والتحكم فيه وتحديداً في إرسال التوليد الكهربائي وتكامل التوليد الموزع والتحكم في القدرة التفاعلية.

يؤدي اندماج المستشعرات والحوسبة المتطورة وعلوم البيانات ومنصات الحوسبة عالية الأداء وتقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) إلى دفع كل مجال هندسي تقليدي إلى نموذج تشغيلي.

على مدى العقود الماضية، ولدت العديد من تقنيات الطاقة المتجددة، بما في ذلك طاقة الرياح والطاقة الشمسية والأمواج والمد والجزر والطاقة الحرارية الأرضية اهتماماً كبيراً في جميع أنحاء العالم.

في جميع أنحاء العالم، تم تطوير رموز شبكة موارد الطاقة الموزعة (DER) ومعايير الترابط لتشمل وظائف دعم الشبكة الكهربائية الجديدة، وغالباً ما تشتمل هذه المعايير على وظائف لتوفير تنظيم الجهد.

في الوقت الحاضر  ليس من السهل على مشغلي نظام التوزيع تشغيل نظام دون الالتفات إلى التشوه التوافقي، والذي يعتبر من أهم مشكلات جودة الطاقة (PQ).

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.

من السنوات القليلة الماضية، أدت المخاوف المتزايدة بشأن الآثار البيئية بسبب استنفاد الوقود الأحفوري إلى التحول نحو مصادر الطاقة المتجددة لتلبية الطلب العالمي على الطاقة.

تعد الشبكات الذكية (SGs) القائمة على اتصالات خطوط الطاقة (PLC) بديلاً تنافسياً للغاية لتحديثات الشبكة المستقبلية ويمكن أن توفر اتصالاً سهلاً وفعالاً بين زوجين عشوائيين من العقد الكهربائية.

يعد تكامل وحدات توليد التوزيع (DG) ميزة أساسية في شبكة المرافق الكهربائية الحديثة، كما يمكن النظر في معطيات معينة، مثل كمية وحدات (DG) وحجمها وأفضل موقع وتكوين الناقل.

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.

أصبح تكامل الشبكة لموارد الطاقة الموزعة (DERs) على مستوى توزيع الجهد المتوسط ​أو المنخفض سائداً يوماً بعد يوم، بحيث يضم نظام الطاقة بشكل تدريجي.

مع الانخفاض الحاد في الطاقة الأحفورية، أصبح توليد الطاقة المتجددة تدريجياً اتجاهاً لا مفر منه في صناعة الطاقة، بحيث تعد طاقة الرياح من أكثر الخيارات تنافسية نظراً لنظافتها.

باعتبارها واحدة من أكثر الهياكل الواعدة من حيث الطلب على تطبيقات الطاقة المتوسطة إلى العالية؛ فقد حظيت المحولات المعيارية متعددة المستويات (MMCs).

مع توقع ارتفاع أسعار الوقود الأحفوري على المدى الطويل وانخفاض أسعار الخلايا والوحدات الكهروضوئية (PV)، تستمر أنظمة الطاقة الكهروضوئية في النمو حول العالم.

تم استكشاف التحكم التنبئي بنموذج التحكم المحدود (FCS-MPC) لمحركات الآلة الكهربائية، وكذلك محولات الطاقة في السنوات الأخيرة، كما أنه من المعروف أن (FCS-MPC) تمتلك مزايا محددة.

تلعب مزامنة الشبكة دوراً مهماً في أنظمة تحويل الطاقة، مثل أنظمة التوليد الموزعة ومرشحات الطاقة النشطة (APF) ومُعادِدات الجهد الديناميكي ومولدات (var) الثابتة (SVG).

إلى جانب التوسع في الطلب على نظام طاقة غير منقطعة (UPS) من فئة متعددة المئات كيلو فولت أمبير؛ فقد نما الطلب على أنظمة إلكترونيات القدرة في مجالات الطاقات المتجددة.

نظرًا للتلوث البيئي والاحتياطيات المحدودة من الوقود الأحفوري، تبدي صناعات السيارات اهتماماً أكبر بالمركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEV).

يشيع استخدام المحركات الكهربائية التعريفية في الصناعات لمختلف التطبيقات، كما تعمل هذه المحركات على عامل طاقة متأخر مما يسبب مشاكل في جودة الطاقة في (PCC).

تم اعتبار أجهزة الشحن المتكاملة للمركبات الكهربائية منذ أكثر من ثلاثين عاماً، ومع ذلك فقد أصبحوا محور تركيز الأوساط الأكاديمية والصناعية في الآونة الأخيرة فقط،