الهندسة الكهربائية

تعد التذبذبات بين المناطق والفشل المتتالي من أخطر التهديدات لأمن نظام الطاقة الكهربائية، بحيث سيحدث التقسيم غير المنضبط للجزيرة في حالة التذبذب غير المستقر.

أصبح دمج مصادر الطاقة المتجددة (RESs) في أنظمة الطاقة الكهربائية ملحوظاً للغاية بين الباحثين والمهتمين بإنتاج الطاقة الكهربائية بسبب زيادة الطلب على الطاقة واستنفاد الوقود الأحفوري والآثار البيئية.

يوفر استخدام أنظمة تخزين الطاقة الهجينة (HESS) في مصادر الطاقة المتجددة (RES) لتوليد الطاقة الكهروضوئية (PV) العديد من المزايا، كما وتشمل هذه زيادة التوازن بين التوليد والطلب.

يمكن لدخان حرائق الغابات والمواد الجسيمية الأخرى أن تمنع بشكل كبير إنتاج توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV)، في حين أن منشآت الطاقة الشمسية الكهروضوئية قد لا تكون موجودة.

في شبكات التوزيع الكهربائي، يتطلب العدد المتزايد باستمرار من أجهزة توليد الطاقة القائمة على مصادر الطاقة المتجددة الانتقال من نموذج التوليد المركزي إلى نموذج التوليد الموزع.

التفريغ الجزئي هو مقياس راسخ وثابت لتقييم حالة معدات مصنع الجهد الكهربائي العالي، بحيث تشتمل التقنيات التقليدية للكشف عن التفريغ الجزئي على "التوصيل المادي" لأجهزة الاستشعار.

يمكن أن يتسبب فشل أجهزة الاستشعار الحالية في محركات التيار المتردد في التعقب غير الدقيق لمرجع التحكم وتذبذبات عزم الدوران، مما قد يؤدي إلى إتلاف المكونات الميكانيكية.

يتزايد تغلغل موارد الطاقة الموزعة في الشبكات الكهربائية بشكل مطرد في محاولة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، بحيث أصبحت المحولات كواجهات بين موارد الطاقة الموزعة والشبكات.

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.

يتسبب استخدام خطوط نقل الطاقة الكهربائية في المناطق المأهولة بالسكان في العديد من المشكلات، وذلك بسبب ارتفاع قيمة الكهرباء إلى جانب المجالات المغناطيسية على مستوى الأرض.

أدى الانخفاض المستمر في تكلفة توليد الطاقة الكهروضوئية إلى تعزيز النمو السريع للمنشآت الكهروضوئية، لذلك من المتوقع أن تكون الطاقة الشمسية إحدى الطاقات المهيمنة في المستقبل.

يتطلب توليد الطاقة عن بُعد نقلاً مثالياً من رؤوس التوليد إلى مراكز التحميل، حيث إن النقل غير السليم للطاقة التفاعلية إلى مراكز التحميل له تأثير سلبي وضار على استقرار نظام الطاقة.

أدى النمو السريع للاقتصاد العالمي وتحسين مستويات معيشة الناس إلى زيادة الطلب على الكهرباء، مما أدى إلى سلسلة من المشكلات مثل استقرار النظام وجودة الطاقة وتحسين القدرة التفاعلية

يتزايد استخدام المولدات الموزعة (DGs) باستمرار، وبالتالي يصبح تخطيط وتشغيل شبكات توزيع الكهرباء أكثر تعقيداً، وذلك مع (DGs) في شبكة التوزيع

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

يمكن أن يتسبب تكاثر الخلايا الكهروضوئية (PV) في العديد من المشكلات التشغيلية في أنظمة التوزيع الكهربائية، وفي هذا النطاق

يمكن أن تؤدي الحوادث المتعلقة بالطقس إلى تأثيرات سلبية على شبكات الطاقة الكهربائية، وفي هذا السياق؛ فإنه ينبغي اتخاذ تدابير موجهة نحو المرونة من قبل مشغلي النظام

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.

مع تطور التكنولوجيا في نظام الطاقة، أصبح استخدام الطاقة النظيفة لتوليد الطاقة ونقطة التوليد الأقرب إلى جانب المستخدم اتجاهاً جديداً في حل مشكلة البيئة.

تظهر الحاجة إلى نظام (DC) متعدد الأطراف بسبب الزيادة في مصادر الطاقة الموزعة للتيار المستمر مثل الكهروضوئية والزيادة في استهلاك حمل التيار المستمر.

في الوقت الحاضر، تزداد الأحداث الطارئة بشكل كبير بسبب النمو الهائل في الحمل الكهربائي والتمييز في عادات المستهلك، كما تؤدي الزيادة في طلب الأحمال والاستثمار والتسويق.

مع زيادة حمل الطاقة غير الخطي وبقاء بنية شبكة التوزيع الكهربائية أكثر تعقيداً؛ تصبح مشاكل جودة الطاقة أكثر خطورة، وعلى وجه الخصوص؛ فإنه يمكن أن تؤثر مشكلة جودة الجهد.

مع ضغط نقص الطاقة الأحفورية وتغير المناخ واحتياجات البيئة، تتطور طاقة الرياح وهي طاقة خضراء ومنخفضة الكربون، وذلك بسرعة هائلة في الصين.

تتطور طاقة الرياح بشكل مستمر بسبب الطلب المتزايد على الطاقة المتجددة وسياسة الطاقة منخفضة الكربون، وذلك مع زيادة تغلغل طاقة الرياح.

تعتبر أنظمة الطاقة الكهربائية (EPS) هي البنية التحتية الأساسية لأي دولة حديثة وتوحد أراضيها في شبكة موحدة ومعقدة ومتفرعة، كما أن هناك اضطرابات طارئة حتمية في مثل هذه الشبكات.

مع التطور السريع لتكنولوجيا الطيران، أصبح تواتر المعدات الإلكترونية المحمولة جواً أعلى وأعل ، مما يجعل مشكلة عدم توازن الطاقة التوافقية والفاعلية والجهد أكثر وأكثر خطورة.

في ظل التحول إلى مجتمع أخضر مستدام، شهدت طاقة الرياح نمواً سريعاً في جميع أنحاء العالم في العقود الماضية، ومع ذلك؛ فإن طاقة الرياح بطبيعتها العشوائية بسبب حالة الطقس.

يتم توزيع موارد طاقة الرياح ومراكز التحميل بشكل عكسي، بحيث يعتمد تطوير طاقة الرياح بشكل عام على طريقة التطوير المركزي واسع النطاق ونقل الجهد العالي لمسافات طويلة.

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.

يُعرَّف ترهل الجهد الكهربائي على أنه انخفاض يتراوح بين (0.1) و (0.9) وحدة دولية، وفي جذر متوسط التربيع (RMS) الجهد أو التيار الكهربائي عند تردد الطاقة لمدة (0.5) دورة إلى (1) دقيقة.