استقرار نظام الطاقة

يتم إخماد تذبذبات نظام الطاقة من خلال وحدات التحكم المحلية للمولد، مثل المثير والمحافظ والتي تم تصميمها لضمان الاستقرار المحلي فقط للمولد (1-2 هرتز)

في هذا البحث تم اقتراح طريقة تحليل الثبات الممتد لنظام محولات (DC-DC) المتوازية مع الأخذ في الاعتبار الاضطراب الدوري بناءً على نظرية (Floquet).

بالمجمل المصادر الكهربائية هي تقنية فعالة لإدارة جانب الطلب لترويض تقطع مصادر الطاقة المتجددة، وفي هذا البحث تم تلخيص مبدأ التشغيل وطوبولوجيا الدائرة وطرق التطبيق والتحكم.

يتم دمج مصادر الطاقة المتجددة (RES) على نطاق واسع في توليد الطاقة لتعويض الوقود الأحفوري من أجل تقليل انبعاثات الكربون، وعادة ما يتم دمج توليد الطاقة القائم على (RES) في شبكة الطاقة.

يمكن أن يكون للكوارث الطبيعية غير المتوقعة أو التحديات المادية عواقب مختلفة، بما في ذلك انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع وطويل الأجل على أنظمة القدرة الكهربائية.

اكتسبت أنظمة مراقبة الأحمال الكهربائية غير المتطفلة (NILM) شعبية في السنوات الأخيرة لتوفير المزيد من الطاقة، ولتقليل تكاليف البنية التحتية للاستشعار يراقب (NILM) الأحمال الكهربائية.

تم تقديم متنبئ عالي الأداء للمولدات الكهربائية غير المستقرة الحرجة (CUGs) لأنظمة الطاقة في هذه الدراسة بحيث يتم تشغيل المتنبئ بواسطة الشبكات العصبية المتوازية.

يتم تحديد ومناقشة التحديات المرتبطة بتنفيذ أنظمة حماية الشبكات الكهربائية الصغيرة بالتفصيل، وعلاوة على ذلك؛ فإنه تم إجراء دراسات محاكاة مختلفة لإثبات تحديات حماية الشبكة الصغيرة.

تكتسب (Microgrids) شعبية بسبب فوائدها الاقتصادية والبيئية إلى جانب فقدان الطاقة المنخفض والبنية التحتية الأصغر، ومع ذلك؛ فإن لديها العديد من التحديات التشغيلية.

نظراً للتوسع في أسواق الكهرباء المعاد هيكلتها وبالتالي اقتراب تشغيل شبكة الطاقة من هوامش ديناميكية وثابتة؛ فقد تم زيادة احتمال عدم الاستقرار العابر بشكل ملحوظ لتقليل مخاطر عدم الاستقرار العابر.

في السنوات الأخيرة، استمر تغلغل المصادر الموزعة المتصلة بالشبكات الكهربائية باستخدام المحولات في الزيادة في أنظمة الطاقة الكهربائية، بحيث يتم توصيل هذه المولدات القائمة على العاكس (IGs).

يعد تبادل الطاقة ثنائي الاتجاه بين السيارة الكهربائية الموصلة بالكهرباء (PEV) والشبكة الكهربائية للتيار المتردد ضرورياً لإجراء عمليات من المركبة إلى الشبكة (V2G) والشبكة إلى المركبة (G2V).

يعتبر التخطيط لشبكات التوزيع الكهربائي معقد ويتعلق بتحديث النظام لتلبية الطلب والقيود بأفضل خطة اقتصادية.، بحيث تشمل بدائل التخطيط توسيع المحطات الفرعية وتركيب مرافق المولد الجديد.

تحتوي أنظمة التوزيع الكهربائي الحديثة عادةً على العديد من المحولات الكهربائية المتوازية، والتي يتم التحكم فيها عن طريق التغذية المرتدة، بحيث تشكل معاً نظاماً معقداً لتوزيع الطاقة.

أدت تعريفة التغذية والتي تم تقديمها في عام (2012)م إلى زيادة كبيرة في الخلايا الكهروضوئية (PVs) في جميع أنحاء اليابان، وهو حوالي نصف الكهروضوئية عبارة عن ثلاث مراحل من الخلايا الكهروضوئية.

يكون العاكس المستقل ثلاثي الأطوار مطلوباً للحصول على خطأ ماس كهربائي من خلال القدرة على تحقيق استمرارية إمداد الطاقة، وبشكل عام يعمل العاكس في الوضع الذي يتم التحكم فيه حالياً.

تتعامل العديد من الأعمال في مجال ديناميكيات نظام الطاقة والحماية والتحكم مع استخدام الكميات السلبية للحماية، كما يعد استخدام التسلسلات غير المتماثلة للحماية الكهربائية في (BPS) مفيداً جداً،

يتم توصيل الواجهة الأمامية النشطة (AFE) بالشبكة الكهربائية باستخدام مرشح (LCL) لتقليل توافقيات التحويل، كما يمكن إخماد الرنين المحتمل الناجم عن مرشح (LCL) باستخدام التخميد النشط (AD).

في هذا البحث تم اقتراح تقنية جديدة منخفضة الجهد للركوب (LVRT) للمحولات ثلاثية الطور المتصلة بالشبكة الكهربائية، بحيث تتكون التقنية المقترحة من جزأين أساسيين.

تتناول هذه الدراسة الاستقرار التوافقي الناجم عن التفاعلات بين التحكم في النطاق العريض لمحولات الطاقة والمكونات السلبية في نظام طاقة قائم على إلكترونيات التيار المتردد.

نظراً لمزايا مثل كونها نظيفة وآمنة، أصبح توليد الطاقة الكهروضوئية (PV) وسيلة فعالة لحل أزمة الطاقة ومشاكل التلوث البيئي، ومع ذلك؛ فإن العاكس الكهروضوئية لا يتمتع بخصائص القصور الذاتي والتخميد.

في القرن الحادي والعشرين، يتم تطوير فكرة الشبكة الصغيرة والشبكة الذكية ومحطة الطاقة الافتراضية (VPP) لحل تحديات تغير المناخ واستخدام الطاقة المتجددة في شبكة الكهرباء.

تتغير طبيعة وخصائص أنظمة التوزيع باستمرار مع زيادة اختراق موارد الطاقة الموزعة، ومع هذا أصبحت الحاجة إلى فحص تفاعل النقل والتوزيع الكهربائي (T&D) أثناء تقييم أمان الجهد أمراً كبيراً.

أدت المخاوف المتزايدة بشأن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى اتجاه متزايد لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة (RERs) في نظام الطاقة كذلك الفاصل الزمني.

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

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.

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

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

تم إثبات أن جميع حالات انقطاع التيار الكهربائي تقريباً ناتجة عن حالات فشل متتالية، والتي يتم تشغيلها في البداية عن طريق اضطرابات فردية أو متعددة في ظروف معينة.

لفهم الاستجابة الديناميكية لنظام الطاقة المتكامل الكهروضوئي (PV) للتخميد التذبذبات الكهروميكانيكية عمليا، أولاً تطور هذه الدراسة النموذج الخطي الرياضي لنظام ناقل لا نهائي لآلة واحدة مدمج بواسطة العاكس المرتبط بالشبكة الكهروضوئية