الهندسة الكهربائية

نظرًا للتلوث البيئي والاحتياطيات المحدودة من الوقود الأحفوري، تبدي صناعات السيارات اهتماماً أكبر بالمركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEV).

تم استخدام "نقل التيار المباشر" عالي الجهد (HVDC) المستند إلى تقنية "المحول المباشر" (LCC) على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم لنقل الطاقة منذ تطبيقه الأول قبل (60) عاماً،

يعمل الدافع نحو الموارد المتجددة على تحويل إنتاج الطاقة إلى العقد الموزعة، مما يجعل عاكس مصدر الجهد المعدل (PWM) (VSI) دائرة واجهة مستخدمة على نطاق واسع بين المصادر المتجددة.

تعد الشبكات الصغيرة مكوناً رئيسياً للشبكات الذكية لأنها تعزز قدرة نظام الطاقة على الصمود والاستدامة والاقتصاد والأمن، وفي المرحلة الأولية تم تطوير شبكات صغيرة للتيار المتردد.

مع تنفيذ "الخطة الخمسية الثالثة عشرة لتنمية الطاقة" وسياسات "التخفيف من حدة الفقر الكهروضوئية" نما عدد الخلايا الكهروضوئية في شبكة توزيع الجهد المنخفض في الصين بسرعة.

يتطلب النمو السكاني السريع التصنيع على مستوى كبير للتعامل مع احتياجاتهم، خاصة بالنسبة للدول النامية والمتخلفة، بحيث سيؤدي التطور الصناعي السريع.

نظراً لأن الدول المختلفة تولي اهتماماً كبيراً لحماية البيئة واستخدام الموارد؛ فإنه يتم دمج نسبة عالية من الطاقة الجديدة باستمرار في نظام الطاقة.

كما يستخدم المقبس اتصالاً لاسلكياً وذاكرة لتخزين البيانات الأولية، بحيث تُستخدم أيضاً دارات تكييف الإشارة الخاصة لأخذ عينات من جهد الخط وبيانات التيار والترحيل.

نما الاتجاه العالمي لاستهلاك الطاقة الكهربائية بشكل كبير في السنوات الأخيرة بسبب التنمية الاقتصادية والزيادة السكانية، ومع ذلك يحاول منظمو المرافق تقليل استهلاك المستخدم النهائي.

أصبح تكامل الشبكة لموارد الطاقة الموزعة (DERs) على مستوى توزيع الجهد المتوسط ​أو المنخفض سائداً يوماً بعد يوم، بحيث يضم نظام الطاقة بشكل تدريجي.

تستخدم محولات مصدر الجهد (VSI) على نطاق واسع في تطبيقات العاكس المتصلة بالشبكة الكهروضوئية (PV)، بحيث لا يمكن تشغيلها إلا في وضع باك.

تتعرض أنظمة الطاقة لمجموعة كبيرة من الاضطرابات أثناء العمليات اليومية، كما يمكن أن تؤدي الاضطرابات الشديدة مثل فقد المولد الكبير أو عطل ثلاثي الأطوار.

ينتج دخول الشبكات الصغيرة (MGs) إلى أنظمة الطاقة عن التحديات، مثل الموثوقية المتزايدة والقضايا البيئية والطلب المتزايد على الطاقة في أنظمة الطاقة نفسها.

إن التطورات الحديثة في أشباه موصلات الطاقة ومعالجات الإشارات الرقمية تدفع التقدم في تقنيات التحكم لمحولات الطاقة الإلكترونية، بحيث تم تطوير العديد من استراتيجيات التحكم.

مع وجود المزيد من المصادر المتجددة (البديلة الموزعة) والأحمال التي يمكن التحكم فيها وأنظمة تخزين الطاقة، أصبحت إدارة الجهد واحدة من أكثر القضايا أهمية في شبكة التوزيع الذكية.

اكتسبت العواكس متعددة المستويات (MLI) اهتماماً كبيراً في العقود الأخيرة بسبب فوائدها في تقليل الجهد (dv / dt ) والتوافق الكهرومغناطيسي الأكبر والتشوه التوافقي الكلي الأقل.

أصبحت وحدة قياس الطور المتزامن (PMU) ونظام قياس المنطقة الواسعة (WAMS)، والتي يمكن أن توفر قياسات السعة وزاوية الطور بتردد عالٍ (حتى 100 هرتز) وتأخير منخفض.

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.

كما تم إجراء النمذجة الديناميكية لشبكة ميكروية ذات واجهة محول بما في ذلك الأحمال الثابتة والخطوط وأجهزة (PLL) كخطوة أولى، كذلك تم تحديد وظيفة موضوعية.

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

في هذا العمل البحثي تم دراسة جدوى كهربة باستخدام نظام متصل بالشبكة الكهربائية (HRERs /PV / WT Diesel / Converter) بمساعدة برنامج (HOMER).

تكمن كيفية تحديد مدى التردد لجهد الموجة المربعة المراد حقنها في نصف أذرع (FC-MMC)، وهو أمر مهم للحصول على مرجع التيار المتناوب.

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

في السنوات الأخيرة، تم تطوير وحدات الطاقة ذات التأثير الميداني لأشباه الموصلات المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC-mosfet).

تظهر المخططات تكويناً جديداً للمحول الهجين لتقنية (HVDC) التقليدية لمحول تبديل الخط (LCC) والتي تهدف إلى القضاء على حالات فشل التبديل.

هناك طريقة بديلة لتحقيق عمليات تحويل وموازنة (DC-DC) أكثر كفاءة وموثوقية للتطبيقات منخفضة الطاقة في مجال الجهد الكهربائي المكدس.

تكتسب العواكس متعددة المستويات (MLI) شعبية في أنظمة تحويل الطاقة المتجددة والتطبيقات الصناعية نظرًا لشكلها الموجي عالي الجودة.

بالعادة يكون المكان الأمثل للمكثفات المبدلة باستخدام خوارزمية التحسين الهجين، بحيث تتضمن الوظيفة الموضوعية القدرة النشطة والمتفاعلة.

تشتهر المحولات الكهربائية متعددة المستويات (MLI) بجهد الخرج عالي الجودة وضغط الجهد المنخفض على أجهزة التحويل.

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