الهندسة الكهربائية

بسبب نمو الاقتصادات، زاد الطلب على الكهرباء لاحقاً، خاصةً إذا لم يتم تلبية الزيادة في الطلب مع زيادة مقابلة في سعة التوليد؛ فإن أنظمة الطاقة تنتهي بهوامش احتياطي أقل.

نظراً لأن المجتمعات يزداد اعتمادها على التوافر المستمر للطاقة الكهربائية عالية الجودة؛ فإن المرافق الحيوية محمية بشكل متزايد بواسطة مصفوفات من المولدات الاحتياطية.

قد يتسبب تلوث العوازل في حدوث تلوث وحوادث الومضة الكهربائية على خطوط النقل، مما يهدد بشكل خطير التشغيل الآمن لنظام الطاقة ويسبب خسائر اقتصادية كبيرة لشبكة الطاقة الكهربائية.

في توليد الطاقة المتجددة، يتم تطوير واستخدام طاقة الرياح على نطاق واسع بسبب خصائص التركيب المرن، كما يمكن للتنقيب عن طاقة الرياح على نطاق واسع.

يواجه الاقتصاد العالمي وخاصة الصيني سريع النمو تحديات متعددة عندما يتعلق الأمر بتوليد الطاقة، لا سيما النمو السكاني والضغط الاقتصادي على الطلب على الطاقة.

مراكز البيانات عبارة عن مستودعات تخزين رقمية كثيفة الطاقة مع متطلبات تشغيلية صارمة للغاية في حالة حدوث أي انقطاع مفاجئ للطاقة أو الاتصالات،

في الوقت الحاضر، تم تطبيق تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية على نطاق واسع في نظام الطاقة، بما في ذلك المجالات الصناعية والزراعية والعامة والمدنية وغيرها من المعدات الكهربائية،

أصبحت الشبكات الكهربائية السكنية منخفضة الجهد (LV) إحدى طليعة البحث والتطوير في الشبكة الذكية بسبب عدد من الابتكارات في جانب الطلب،

يعتبر (VSG) عبارة عن جهاز يمكن استخدامه لمحاكاة ظروف ترهل الجهد لشبكة الطاقة في المختبر أو بيئة الاختبار الميدانية، وبالإضافة إلى ذلك يجب أن يكون (VSG) قادراً على محاكاة ترهل الجهد.

يؤدي عدم التوازن ثلاثي الطور إلى استخدامات غير فعالة لأصول شبكة الجهد المنخفض (LV)، كما يؤدي التخصيص غير المتوازن للأحمال أحادية الطور في شبكة الجهد المنخفض

من أجل سلامة صناعة الطاقة النووية، من الضروري تنفيذ ضمان الجودة ومراقبة الجودة بنجاح. إلى جانب ذلك لضمان الأمان النووي والتشغيل طويل الأمد.

تعتبر مكاسب عالية الجهد محولات (DC-DC) مطلوبة بشكل خاص في بعض التطبيقات مثل الأنظمة المتصلة بالشبكة الكهروضوئية منخفضة الطاقة والأجهزة التي تعمل بخلايا الوقود وتطبيقات التنقل.

تمتلك البرازيل معظم الكهرباء المولدة من مصادر متجددة، حيث يتصدر التوليد بواسطة المحطات الكهرومائية (HP) أعلى نسبة، كما تصل إلى (64.9٪) من مصفوفة الكهرباء البرازيلية.

مع تكامل طاقة الرياح على نطاق واسع في الشبكة الكهربائية، وبالإضافة إلى إنتاج الطاقة النشط؛ فإن توربينات الرياح مطلوبة لتوفير الخدمات المساعدة،

في الآونة الأخيرة، تم دمج المولدات الموزعة القائمة على إلكترونيات الطاقة (DGs) في شبكة الطاقة الحديثة لتحسين موثوقيتها وأدائها، ونتيجة لذلك يتغير السلوك الديناميكي لشبكة الطاقة.

يعد تنظيم الجهد معياراً مهماً لأي نظام طاقة من خلال تنظيم الجهد الكهربائي، بحيث يمكن أن يوفر نظام الطاقة أدنى تغير في مقدار الجهد حيث يتغير الحمل على نظام الطاقة مع مرور الوقت.

الشبكات الصغيرة (μ Gs) والشبكات النانوية (nanogrids) عبارة عن شبكات منخفضة النطاق تتضمن تقنيات ناشئة كمحولات طاقة حديثة تتداخل مع كل من موارد الطاقة الموزعة.

مع بروز قضايا الطاقة والبيئة، توصلت البلدان حول العالم إلى توافق في الآراء بشأن تغيير هيكل الطاقة وتطوير الطاقة المتجددة، وفي السنوات الأخيرة تطورت الطاقة المتجددة في الصين.

يعتبر استيعاب توليد الطاقة المتجددة وإمدادات الطاقة الموثوقة من خلال أنواع مختلفة من الأحمال من الوظائف المهمة لأنظمة الطاقة الحديثة، ومع التطور السريع والتكامل بين توليد الطاقة المتجددة.

تم استخدام مصادر الطاقة المتجددة (RE)، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وذلك لمواجهة المخاوف بشأن انبعاث الكربون من الوقود الأحفوري.

يحفز الاستهلاك الكهربائي سريع النمو والقلق من انبعاثات "ثاني أكسيد الكربون" لمحطات الطاقة التقليدية القائمة على الوقود الأحفوري نظاماً للطاقة الخضراء.

من المعروف أن إنترنت الأشياء كان بمثابة تقنية تمكين أخرى لأنظمة الطاقة الكهربائية، وذلك مع زيادة قدرات الاستشعار والاتصال والتحكم، بحيث يواجه نظام الطاقة أيضاً مشكلات أمنية أكثر خطورة.

مع تزايد المخاوف بشأن القضايا البيئية واستنفاد الوقود الأحفوري، جذبت التكنولوجيا الكهروضوئية (PV) اهتماماً كبيراً واستثمارات ملحوظة في العقد الماضي.

في الوقت الحاضر، تُستخدم الأنظمة الإلكترونية متعددة المحولات في التطبيقات الصناعية نظراً لبساطتها في الهيكل وكفاءة الطاقة العالية والتكلفة المنخفضة والموثوقية العالية.

النمو السكاني والتقدم في التقنيات والاقتصاد الاجتماعي هو إلى حد كبير، مما أدى إلى زيادة الطلب من العقود القليلة الماضية على استهلاك الطاقة والمواد.

كمصدر رئيسي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون؛ فإن التنمية المنخفضة الكربون لقطاع الطاقة تتطلب جهود القطاع الخاصة والتعاون مع الصناعات الأخرى،

على سبيل المثال لا الحصر؛ تواجه الصين ضغوط تعزيز النمو الاقتصادي مع توفير موارد الطاقة وكذلك حماية البيئة، ونظراً لأن الصين هي أكبر مصدر لانبعاثات الكربون في العالم.

في عام 2015م، أصدر مجلس الدولة الصيني ملف "بعض الآراء حول تعميق إصلاح نظام الطاقة الكهربائية"، بحيث يتمثل جوهرها في إنشاء سوق للكهرباء وتنفيذه بطريقة يلعب فيها السوق.

إن تغلغل موارد الطاقة الموزعة (DER) الواقعة بالقرب من مكان استهلاك الكهرباء، على سبيل المثال المنازل أو المباني التجارية ويتزايد في السنوات الماضية.

نظام القدرة متعدد الآلات الكهربائية هو نظام غير خطي موحد ومعقد مع اقتران بين المكونات الديناميكية والأنظمة الفرعية، بحيث يتكون النظام واسع النطاق المترابط من مجموعة متنوعة.