التردد الكهربائي

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.

في الوقت الحاضر، تنمو أجيال طاقة الرياح بسرعة في جميع أنحاء العالم وأصبحت واحدة من أكثر تقنيات التوليد المتجددة الواعدة، ومن بين الأنواع المختلفة لنظام تحويل طاقة الرياح (WECS).

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)

تعد تقنية نقل التيار المباشر عالي الجهد متعدد الأطراف (HVDC) وتقنية شبكة التيار المستمر من الطرق الفعالة لحل مشاكل تكامل الطاقة المتجددة، ومع ذلك يلزم وجود محول تيار مستمر.

تم تقديم فكرة الشبكات الكهربائية في القرن التاسع عشر، ولكن تم تبنيها في البلدان المتقدمة في عام (1960م)، حيث كان لشبكة الطاقة في ذلك الوقت اختراق وقدرات كبيرة وكفاءة مناسبة.

تم تنفيذ المحولات الموزعة على نطاق واسع في العديد من التطبيقات، مثل محطة الطاقة الكهروضوئية (PV) ومحطة الرياح والشبكة الدقيقة، وذلك لربط المصادر الموزعة بشبكة الطاقة الكهربائية>

تشهد أنظمة الطاقة استخداماً متزايداً لنقل (HVDC)، ووفقاً لذلك يتم وضع المزيد والمزيد من المحولات على مقربة كهربائية من بعضها البعض، مما يشكل أنظمة (MI-HVDC).

يمكن تصنيع هذه المحولات من طوبولوجيا (SC) ثنائية الطور الأساسية، مثل (Doubler ،Series-Parallel) وهي قادرة على تحقيق نفس نسبة التحويل.

يعتبر الغرض الرئيسي من مكثف ناقل التيار المستمر داخل عاكس مصدر الجهد الكهربائي هو فصل الحمل عن وحدة إمداد التيار المستمر.

يكون كل من التيار المتردد والتيار المستمر عبارة عن "طاقات كهربائية" لها نفس تأثيرات التسخين لنفس قيم (RMS) ولكن هناك اختلافات متعددة بين التيار المتردد والتيار المستمر بمتطلبات مختلفة.

يقدم إدخال (SOPs) في شبكة توزيع تقليدية للجهد المتوسط فوائد كبيرة تتعلق بزيادة الكفاءة ومرونة التشغيل للشبكة المدروسة؛ هذه الفوائد هي الأكثر وضوحاً.

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

في العقد الماضي، جذبت الشبكات الصغيرة اهتماماً واسعاً من قبل الباحثين لقدرتها على توفير إمدادات طاقة مرنة والتكامل الفعال للموارد المتجددة الموزعة (DERs).

تستخدم العديد من المرافق التجارية نظام توزيع ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك، حيث أن الأحمال أحادية الطور المتصلة في أي من المراحل الثلاث تعود بالتيار من خلال نفس الموصل المحايد.

يعتبر عدم توازن الجهد (VU) هو حالة شائعة لا يمكن تجنبها في أنظمة الطاقة والتي تنشأ لأسباب عديدة موثقة جيداُ، بحيث تعتبر المحركات الحثية ثلاثية الطور المتصلة (IMs).

يتم نقل الطاقة التي يتم الحصول عليها من مصادر الطاقة البديلة إلى شبكات الطاقة من خلال العاكسات، وخاصةً في التطبيقات عالية الطاقة، كما يتم استخدام محولات ثلاثية الطور.

تعد أنظمة تشغيل الآلات الكهربائية نقطة أساسية لتطبيقات المركبات الكهربائية (EV) والمركبات الكهربائية الهجينة (HEV)، بحيث تم استخدام محرك متزامن مغناطيسي دائم.

تعتبر المحركات الحثية الصناعية العمود الفقري للصناعة بسبب تكلفتها المنخفضة وبنيتها القوية، كما تُستخدم المحركات الحثية في مجموعة واسعة من الصناعات،

تعد تقنيات الشبكة الذكية بتحديث شبكة الطاقة الكهربائية وتحسين الكفاءة والموثوقية والمساعدة في تلبية متطلبات الطاقة المتزايدة من خلال تحسين الاتصال لتسهيل التنسيق والوعي بالظروف.

يتم استخدام ليزر الصمام الثنائي (DFB) المغلق بالحقن الذاتي للكشف عالي الدقة عن الانبعاثات الصوتية (AE) باستخدام مستشعر مقياس التداخل (Fabry-Perot - FPI).

يؤدي الاختراق المتزايد للشبكات الصغيرة (MGs) في أنظمة الطاقة الحالية وقدرة "التوصيل والتشغيل" للمولدات الموزعة (DGs) إلى حدوث تجاوزات كبيرة وأوقات استقرار إلى جانب مشكلات جودة الطاقة المختلفة.

ستؤثر مسافة تباعد الرفع بين مستشعر التيار الدوامي (EC) وقطعة الاختبار على الإشارات المكتشفة ودقة القياس، كما تم اقتراح تقنيات مختلفة بما في ذلك تصميمات المستشعرات الجديدة والميزات.

ارتفاع تكلفة الوقود النووي والأحفوري هو تشجيع لنشر مصادر الطاقة غير التقليدية، حيث ظهرت أيضاً طواحين الهواء البرية والبعيدة عن الشاطئ لتوليد الكهرباء كخيار قابل للتطبيق لتوليد الطاقة.

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، كما تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si).

في تطور المجتمع الحديث، يعد توفير الطاقة وتوفير الكهرباء النظيفة المستدامة من العوامل الرئيسية من أجل أن تصبح أكثر استقلالية عن موارد الطاقة القائمة على النفط والوقود الأحفوري.

يواجه تطوير والتحقق من صحة إلكترونيات القدرة لوحدات التحكم في المحركات (MCU) تحديات كبيرة لأن المرافق الحالية لا تتناسب مع المتطلبات المرغوبة.

لقد فرض تكامل موارد الطاقة المتجددة على نطاق واسع تهديداً كبيراً على تشغيل نظام الطاقة، كما أنه يجعل من الصعب وغير الفعال الحفاظ على توازن الطاقة بالاعتماد فقط على المولدات التقليدية.

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

مع الانخفاض الحاد في الطاقة الأحفورية، أصبح توليد الطاقة المتجددة تدريجياً اتجاهاً لا مفر منه في صناعة الطاقة، بحيث تعد طاقة الرياح من أكثر الخيارات تنافسية نظراً لنظافتها.

تلعب مزامنة الشبكة دوراً مهماً في أنظمة تحويل الطاقة، مثل أنظمة التوليد الموزعة ومرشحات الطاقة النشطة (APF) ومُعادِدات الجهد الديناميكي ومولدات (var) الثابتة (SVG).