الهندسة الكهربائية

يتم الحصول على التعبير التحليلي لتيار نقطة الخلل الذي يختلف مع الوقت، وهنا يتم تقديم مزيد من التحليل لخصائص الخطأ التي تختلف باختلاف المساحة.

في (LCC-HVDC) سوف يتسبب خطأ (PTG) من جانب التيار المستمر، أيضاً في حدوث مشكلات في عدم التوازن والاقتران، بحيث يعتبر تحويل (CDM) أداة فعالة لتحليل الظاهرة غير المتماثلة.

تحدث هذه الظاهرة بسبب هيمنة حقن الشحنة السالبة غير المتماثلة والهجرة المتبادلة للشحنات المحقونة.

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

تتسبب دورات الشحن والتفريغ المتولدة من الأقطاب الكهربائية والمواد العازلة للكهرباء في حدوث تلف حراري عن طريق زيادة فقدان الحرارة والطاقة الداخلية للمكثف.

تُعزى الخصائص الممتازة لأغشية (BOPP) إلى السلاسل الجزيئية التي لا تحتوي على مجموعات قطبية والتي يتم توجيهها تحت تأثير المجال الكهربائي.

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

تؤدي عملية التبديل إلى تشويه توافقي وتداخل كهرومغناطيسي (EMI) لأن الجهد والتيار على محولات طاقة التحويل يتغيران فجأة، بحيث يجب أن تكون المكونات السلبية في الدائرة كبيرة

في السنوات الأخيرة ومع التطور السريع لتكنولوجيا إلكترونيات القدرة تطورت تقنيات الطاقة ومع ذلك؛ فإن مصادر الطاقة المتجددة أقل استقراراً.

لقد مهدت السعة السلبية (NC) للمواد الحديدية الكهربائية الطريق لتحقيق ميزة تبديل أقل من (60) مللي فولت لكل عقد في ترانزستورات التأثير الميداني.

يتم استخدام محول المكثف والمحث المدمج والمتكامل عالي الصعود مع عناصر طاقة أقل، وذلك من خلال رفع الجهد والمحث المقترن لمحول (ICIC).

منذ العقد الماضي ازداد الطلب على الطاقة في جميع أنحاء العالم بشكل كبير، وبالتالي انخفضت احتياطيات الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز الطبيعي والفحم.

تعد الضوضاء المسموعة لمكثفات مرشح التيار المتردد أحد مصادر الضوضاء الرئيسية في محطات تحويل الجهد العالي المباشر (HVDC). 

مقارنة بالطرق الأخرى لتوليد (FTMF)؛ فإنه يمكن لـ (MCPS) بسهولة إنشاء (FTMFs) بمعطيات عالية وقابلية تعديل مرنة لعرض النبض.

بالعادة يكون نظام (FTMF) مدعوماً بمصدر طاقة متعدد المكثفات (MCPS)، بحيث يتكون (MCPS) من عدة بنوك مكثفة ذات سعة قابلة للتخصيص وجهد معين.

يمكن أن يلبي المجال المغناطيسي المسطح (FTMF) المتطلبات التجريبية العلمية لشدة مغناطيسية أعلى وعرض أطول للنبض المسطح.

من أهم الأهداف التكنولوجية العالمية في هذا القرن تحقيق أنظمة طاقة كهربائية محايدة الكربون، لذلك لن يقلل هذا من التلوث وآثار الاحتباس الحراري.

بالمقارنة مع مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية، لا تزال الطاقة البحرية إلى حد كبير مصدراً غير مستغل للطاقة المتجددة، وذلك على الرغم من أن لديها قدرة طاقة نظرية.

التنمية الصناعية الموفرة للطاقة مطلوبة بشدة، ومع ذلك؛ فإن النظم الصناعية الحديثة تدمج تقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) مثل الحوسبة عالية الأداء والشبكات التي زادت من استهلاك الطاقة.

مع زيادة الأحمال غير الخطية والمحولات الإلكترونية للطاقة في الشبكة الكهربائية، أصبحت مشكلة جودة الطاقة قضية حيوية في البحث الحالي حول شبكة التوزيع الذكية.

مع تطوير توليد الطاقة الكهروضوئية (PV)، تم فحص التقنيات ذات الصلة بشكل كامل وتطبيقها على نطاق واسع، بحيث تحتوي محولات مصدر الجهد (VSI) على تقنيات تطبيق أكثر نضجاً.

في أنظمة إمداد طاقة الجر التقليدية (TPSSs) التي تتبنى مفاصل منفصلة، توجد مشكلات تتعلق بجودة الطاقة، مثل تيار التسلسل السلبي والتوافقيات والقوة التفاعلية.

تعد طاقة أمواج المحيط من أكثر مصادر الطاقة المتجددة الواعدة نظراً لكثافة طاقتها، والتي تعد أعلى من طاقة الرياح والطاقة الشمسية، بحيث يتمتع هذا المصدر بإمكانية إنتاج طاقة عالمية.

يستلزم الاتصال بشبكات توزيع الطاقة النشطة للعدد المتزايد من منشآت الطاقة الكهروضوئية (PV) التغلب على العديد من التحديات التقنية لمشغلي أنظمة التوزيع (DSOs).

مع تطور إنترنت الأشياء (IOT) في الأنظمة الذكية، تم تجهيز عدد متزايد من مستشعرات المراقبة اللاسلكية في نظام الطاقة لإنجاز دمج أجهزة الاستشعار وأخذ عينات البيانات.

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.

يتزايد استخدام التيار المستمر في تطبيقات الطاقة العالية على مر السنين حيث أصبحت أشباه موصلات الطاقة الأفضل متاحة والحلول المحتملة للتحديات التقنية الرئيسية لأنظمة طاقة التيار المستمر.

يكمن الطلب العالمي على الطاقة الكهربائية آخذ في الازدياد والتوسع، كما أنه من المثير للاهتمام ملاحظة الزيادة الحادة في استهلاك الطاقة في الصين منذ عام 1973م.

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.

بسبب أزمة الطاقة الحادة في مجتمع اليوم، تم تطبيق تقنية  على نطاق واسع في مجالات الشبكة الذكية وتوليد الطاقة الجديدة للطاقة وحركة السكك الحديدية.