الهندسة الكهربائية

تقدم الدوائر والأنظمة الجزئية (غير الصحيحة) مزايا فريدة من خلال تمكين مطابقة المعاوقة الأوسع والسماح بضبط استجابة التردد للدوائر الإلكترونية.

تتميز المحولات المعيارية متعددة المستويات (MMCs) بقابلية التوسع والنمطية والجهد المنخفض للتشويه الناتج والقدرة على تحمل الأخطاء.

تتمتع الأجهزة الإلكترونية ذات الأغشية الرقيقة بالعديد من المزايا مقارنة بالأجهزة السميكة التقليدية مثل التكلفة المنخفضة.

تخضع معظم أغشية البوليمر العازلة المستخدمة في المكثفات لمجالات كهربائية قوية، سواء أكانت (AC) أو (DC) أو متراكبة، والتي تؤدي إلى حقن الشحنات الفراغية.

أصبح الاختراق المتزايد لأنظمة الطاقة المتجددة والحاجة الملحة لتكاملها الموثوق به مع أنظمة نقل الطاقة التي تعمل في ظل ظروف متنوعة.

من أجل التشغيل الآمن لنظام الطاقة؛ تعد قدرة التحميل الزائد لأجهزة التحويل الإلكترونية للطاقة خاصية مهمة، وعلاوة على ذلك يجب أن يكون من الممكن عزل الخطأ.

تظهر نمذجة المحول ثلاثي الطور، بحيث يحتوي كل ساق من ذراعين متصلين في سلسلة، كما يحتوي الذراع على (N) من الوحدات الفرعية المتطابقة.

بالعادة يتم تحديد الحد الأدنى لتيار الرحلة لكل قاطع، بحيث يشمل إجراء الاختبار متطلبات رحلة الحمل الكهربائي الزائد الأساسية للمعيار المعمول به.

الشرط الأساسي لانهيار الفجوة وإشعال القوس لقاطع دائرة الجهد الكهربائي المنخفض هو أن الجهد بين جهات الاتصال يصل إلى الجهد الحرج.

تركز المحاكيات الهجينة الحديثة أو المحاكيات المشتركة لنظام الطاقة الكهربائية على الميزات العلمية والبحثية لاقتراح وتطوير محاكيات جديدة وأكثر دقة، والتي تؤسس نهجاً واحداً للنمذجة الهجينة.

وفقاً لظروف السوق؛ فإنه يمكن لـ (BESS) تقليل تكاليف البناء الإضافية من خلال تحقيق ربح بناءً على فارق التوقيت في تكلفة الكهرباء، ومن أجل الحجم المناسب لسعة المحطة الفرعية.

أدى التطوير الأخير وتقليل التكلفة في تقنية الكهروضوئية إلى تغيير هيكل نظام الطاقة، بحيث تتزايد مشاركة توليد الطاقة الكهروضوئية، كما ويزداد حجم كل مزرعة كهروضوئية.

تطورت تقنيات الدوائر الكهربائية المتكاملة (GaN) بشكل كبير خلال السنوات الأخيرة، حيث أن الميزة البارزة لترانزستورات (GaN) عالية الحركة الإلكترونية (HEMTs)، كذلك كثافات الطاقة الناتجة التي لا مثيل لها.

تقدم التحليلات الهندسية عادةً مخططاً للتحكم التنبئي (MPC) للنموذج القائم على الرتبة لمحولات مصدر الجهد (VSCs) التي تعمل في شبكة ميكروية منخفضة الجهد ومجتمع التيار المتردد مع طوبولوجيا متغيرة ديناميكياً.

تحدث بالعادة مشكلات جودة الطاقة والاستجابة الديناميكية الرئيسية في (MGs) بسبب قدرة "التوصيل والتشغيل" لعدد كبير من (DGs) والأحمال الكهربائية المتعددة، بحيث يؤدي الانتقال من الوضع المتصل بالشبكة إلى وضع الجزيرة والعكس.

حثت التطورات الحديثة في توليد الطاقة المتجددة وإنترنت الأشياء (IoT) على إدارة الطاقة لدخول عصر إنترنت الطاقة (IoE)، بحيث تتبنى (IoE) عدداً كبيراً من منشآت توليد الطاقة الموزعة.

نظراً للتوسع في أسواق الكهرباء المعاد هيكلتها وبالتالي اقتراب تشغيل شبكة الطاقة من هوامش ديناميكية وثابتة؛ فقد تم زيادة احتمال عدم الاستقرار العابر بشكل ملحوظ لتقليل مخاطر عدم الاستقرار العابر.

بالعادة لا يتم الإبلاغ عن خسائر الشبكة الكهربائية على هامش استقرار الجهد (VSM) لنظام النقل بشكل شامل حتى الآن، لكن يتم التركيز نظرياً في تأثير هذه العوامل على (VSM).

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.

بالعادة يتم تطبيق النظام المحسن للتوازن (EO)، وذلك لتصميم شبكة هجينة لتغذية الكهرباء للداخلة، وكمنطقة معزولة تم اختيار (EO) لتصميم نظام (microgrid).

تعتمد مستشعرات غاز أكسيد المعادن (MOX) على التفاعلات الكيميائية التي تحدث بكفاءة في درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى متطلبات طاقة شديدة المتطلبات لتطبيقات معينة.

سيؤثر تركيب كاشف المستشعر الدقيق ذي الرؤية الكاملة على توزيع المجال الكهربائي لصمام محول بقوة (800) كيلوفولت، لذلك تم القيام ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد لبرج صمام محول (800±) كيلوفولت.

ضمنياً تم تكييف مستشعر التيار الكهربائي الكامل للألياف الضوئية لقياس تيار التسرب للسفن، كا تم بناء النموذج التحليلي بنظام إحداثيات ديكارت ثنائي الأبعاد (2D).

في العادة يتم استخدام كاشف قائم على حلقة مغلقة التردد لتقدير سرعة الدوران وموضع الزاوية لعمود دوار آلة كهربائية، بحيث يتكون نظام القياس من خلال مصفوفات من المغناطيس الدائم.

قد يتسبب تدهور العزل في التشغيل غير الفعال والخطأ للمحولات الكهربائية، بحيث تبدأ حالات فشل العزل في المحولات في الغالب بحدث التفريغ الجزئي (PD)، ولأسباب تتعلق بالتشغيل والتكلفة.

يتم التعرف على أعطال الدائرة القصيرة المتعرجة كواحدة من أكثر أوضاع فشل الماكينة الكهربائية شيوعاً، كما يعد التشخيص الفعال عبر الشبكة لهذه الأمور أمراً حيوياً.

تستخدم التجارب مستشعر المجال المغناطيسي للموجة الصوتية السطحية لقياس تيار الحث والتحكم الحالي في الحلقة المغلقة في محول الطاقة القائم على (GaN-dc-dc)ز

تتطلب الكثير من التطبيقات إنشاء نطاق جديد للمقياس المغناطيسي الدقيق (MEMS)، بحيث يتميز بمجالات مغناطيسية ثابتة لثنائي القطب المرجعي لـ (CERN) مع قراءة سعوية مخصصة.

تم تناول مشكلة قياس توفر وحدات التوليد في أنظمة الطاقة الكهربائية في الدراسات باستخدام مجموعة من المعادلات التحليلية ومحاكاة مونت كارلو (MCS)، بحيث يعد (MCS) كأداة محاكاة قوية،

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