الهندسة الكهربائية

يلعب نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) دوراً مهماً في أنظمة الطاقة الحديثة، كما وأثارت مشكلة استقرار الطاقة والجهد الناتجة قلقاً واسع النطاق

مع النمو المستدام في دمج وحدات التوليد الموزعة في شبكة التوزيع، يزداد احتمال تجاوز مستوى العطل الحالي لتصنيف المكونات الحالية

الطريقة التقليدية للبحث في قسم الإرسال بشكل عام لديها مشكلة الحذف واستهلاك الوقت، بحيث تم اقتراح خوارزمية متقاربة طوبولوجيا لمصفوفة تجاور شبكة الطاقة

مع تطور الاقتصاد العالمي والمجتمع، تسبب استخدام الطاقة الأحفورية في سلسلة من المشاكل البيئية، مما أدى الطلب المتزايد على الطاقة المتجددة (RES) إلى زيادة تغلغل وحدات التوليد الموزع (DG) في أنظمة الطاقة

تعمل زيادة نشر موارد الطاقة الموزعة (DERs) على إعادة نحت أنظمة الطاقة الحديثة في السنوات الأخيرة، بحيث يجب أن تكون أنظمة توزيع الطاقة الذكية المستقبلية مؤهلة لاستيعاب التكامل الشامل لـ (DERs)

يعتبر المكثف الفائق هو نوع من أجهزة تخزين الطاقة مع ميزات كثافة الطاقة العالية والعمر الطويل ونطاق درجة حرارة العمل الواسع، بحيث يستخدم نظام تخزين الطاقة القائم على المكثف الفائق على نطاق واسع في نظام الطاقة المتجددة

من المطلوب أن يكون التحكم في التوليد الموزع (DG) مرن وموثوق به للغاية للاتصال بالشبكة بكفاءة، بحيث تلعب المفاتيح الذكية دوراً رئيسياً في التحكم في (DG) ودمجها في شبكة الطاقة

يتم تقديم طريقة تخطيط آلية عملية جديدة لشبكة توزيع الجهد المتوسط مع مراعاة استكمال الحمل المميز وتقسيم مصدر الطاقة لحل مشاكل حجم الشبكة الكهربائية الكبير وانخفاض نسبة استخدام المعدات

في النهاية؛ فإن الحل المقترح القائم على العوامل والكتل هو نهج هجين مرن (مركزي ولا مركزي) لمشكلة الاستعادة المعنية بخدمة توفير المركزية بواسطة عامل كتلة واحد.

تعد البنية التحتية للطاقة الكهربائية الآمنة والموثوقة والمرنة والنظيفة عنصراً أساسياً في المجتمع الحديث، بحيث يمكن أن يؤدي الفشل في البنية التحتية للطاقة الكهربائية إلى فقدان الإنتاجية الاقتصادية

تعتبر شبكة التوزيع الكهربائية بمثابة المحطة الطرفية لنظام الطاقة، والذي يحتوي على هيكل معقد وأخطاء تأريض متكررة ونطاق تباين واسع لمعلمات الأرض ومعطيات الأعطال،

مع الاختراق الواسع النطاق للتوليد الموزع على جانب الطلب (DG)، أصبحت شبكة التوزيع الكهربائية التقليدية ذات الجهد المنخفض معقدة بشكل متزايد من حيث استقرار المزامنة والتحكم

تم تطوير نموذج هرمي من أجل تمكين مشغلي نظام (ADS) من معالجة مشكلة تنظيم الجهد في الشبكة الكهربائية، كما لوحظ أن الأساليب التقليدية لتنظيم الجهد.

في الواقع حددت هذه الدراسة نهجاً لتحديد موقع الخطأ لشبكات توزيع التيار المستمر القائمة على (VSC)، وذلك بناءً على التشابه بين أشكال موجة التيار التفاضلي للأمام والخلف.

تم اقتراح نموذج جديد لتخطيط نظام التوزيع المرن، وذلك مع تصلب الخط ووضع (DG)؛ استناداً إلى التحسين العشوائي على مرحلتين لتقليل تكاليف التخلص من الأحمال ضد الكوارث الطبيعية

وفي نهاية هذا الحديث تم التوصل إلى اقتراح استراتيجية (FDMAS) المتكاملة، بما في ذلك خوارزمية موقع الخطأ وخوارزميات العزل الأولية والاحتياطية لأنظمة التوزيع باستخدام (DGs)

بشكل عام، تتمثل أهم فائدة للوضع الأمثل للمفاتيح وتشغيلها في شبكة توزيع الطاقة خلال عمرها الافتراضي في تحقيق التوافق بين زيادة موثوقية الشبكة الكهربائية.

بالنظر إلى ضبابية وعشوائية الطاقة الناتجة لأنظمة التوليد الموزعة وقوة الشحن للمركبات الكهربائية؛ فإنه يتم إنشاء نموذج برمجة عشوائي مقيّد بالفرصة للتحكم المنسق في فقدان الطاقة.

تُصنف الصين حالياً كأكبر مصدر لانبعاث غازات الاحتباس الحراري في العالم، وفي عام (2013)م، بحيث بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الصين حوالي (10) مليارات طن متري.

مع تطوير توليد الطاقة الموزعة على جانب الطاقة والشبكات الصغيرة؛ زاد التنوع وعدم اليقين في مصدر الطاقة وجانب الحمل الكهربائي، كما وأصبحت سيناريوهات التشغيل أكثر تعقيداً.

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.

في الآونة الأخيرة، ومع تطور الطاقة المتجددة في غرب الصين؛ فإنه تم التخطيط للكثير من مشاريع التيار المباشر عالي الجهد (UHVDC) لنقل الطاقة الكهربائية المتجددة إلى شرق الصين.

من المقرر أن تصبح تقنية الخلايا الكهروضوئية الشمسية المصدر المهيمن لتوليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم وأساساً رئيسياً لأنظمة الطاقة المستقبلية.

تلعب الكهرباء دوراً محورياً في المجتمع الحديث، وخاصةً مع تطور أجهزة إلكترونيات القدرة، وعلى الرغم من تحسن أداء العديد من الأنظمة الكهربائية والإلكترونية.

يسمح التقدم التكنولوجي في العقود القليلة الماضية باختراق كبير لموارد الطاقة المتجددة في شبكة التوزيع (DN)، حيث أظهر تكامل هذه الموارد تأثيراً كبيراً على (DN).

أدى التطور السريع لتقنيات إنترنت الأشياء إلى تفاعل معقد بين الأنظمة السيبرانية والأنظمة الفيزيائية، بحيث تقف الشبكات الذكية كتطبيق نموذجي لتقنيات إنترنت الأشياء.

يواجه مشغلو أنظمة الطاقة اللامركزية أو المجمعون أو الموردون أو المديرون أو أصحاب المصلحة الآخرون تحديات من خلال المواجهات، والتي تختلف من عدة إمدادات كهرباء غير كافية لزيادة الاستهلاك.

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.

يؤدي الاختراق العالي لأنظمة إدارة الطاقة المنزلية (HEMS) إلى تأثيرات ضارة مثل قمم الارتداد وعدم الاستقرار وحالات الطوارئ في مناطق مختلفة من شبكة التوزيع.