شبكات الكهرباء

يعد أداء عاكس تشكيل الشبكة الكهربائية، والذي يدمج مزارع الطاقة الشمسية الكهروضوئية أو طاقة الرياح مع الشبكة حالياً موضوعاً ذا اهتمام واسع، كما يعد التحكم في المزامن أحد تقنيات محول تشكيل الشبكة.

يشكل الاستثمار في البنية التحتية للشبكات حوالي (80٪) من الاستثمار في مرافق الطاقة، بحيث تتغير باستمرار خصائص طلب الاستثمار التي تقدمها كل درجة جهد.

مع زيادة الطاقة المثبتة من مصادر التوليد الموزعة (DGS)؛ ظهرت العديد من المشكلات بعد استخدام الهياكل والهياكل الجديدة، بحيث يجب تطوير وحدات تحكم عالية المستوى للتشغيل الآمن.

يأتي الاستخدام المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة لمكافحة تغير المناخ مع التحدي المتمثل في اختلال توازن الطاقة وقضايا عدم الاستقرار في شبكات الطاقة الناشئة.

غالباً ما تكون معلومات نظام الطاقة لتخطيط الوصول إلى الكهرباء مثل مواقع وتوصيل أبراج نقل وتوزيع الكهرباء، والتي يطلق عليها شبكة الطاقة الكهربائية غير مكتملة أو قديمة أو غير متوفرة تماماً.

تعتبر سرقة الكهرباء مشكلة شائعة في أنظمة الطاقة الكهربائية حول العالم، بحيث يتسبب في خسائر اقتصادية فادحة ويؤثر بشدة على موثوقية شبكة الطاقة

لا تزال الكوارث الطبيعية ولا سيما العواصف هي النقطة المعرضة للخطر في البنية التحتية للكهرباء باعتبارها واحدة من أكثر أنظمة شريان الحياة أهمية وذات أهمية قصوى في حياتنا اليومية

تلعب زاوية الطور والتردد دوراً مهماً في التحكم في الأنظمة المتصلة بالشبكة الكهربائية، على سبيل المثال العاكسات ومرمم الجهد الديناميكي

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

تتيح التطورات الحديثة في موارد الطاقة الموزعة القائمة على العاكس (DERs) للشبكات الصغيرة العمل في أوضاع متصلة بالشبكة والجزيرة بسهولة، ومع ذلك؛ فإن تحديد حل لتدفق الأحمال الكهربائية المستقر لشبكة ثلاثية الطور.

يعد تخزين الطاقة أحد الوسائل الرئيسية لتحسين المرونة والاقتصاد والأمن في نظام الطاقة، كما أنه مهم في تعزيز استهلاك الطاقة الجديد، لذلك من المتوقع أن يدعم تخزين الطاقة الموزعة والشبكة الصغيرة.

مع النمو السريع للطاقة الكهروضوئية (PV) في السنوات الأخيرة؛ فإن استقرار تشغيل النظام وأداء تحليل الطوارئ للنظام وكذلك جودة الطاقة لشبكة الطاقة مهددة بسبب عدم اليقين المتأصل.

نظراً لأن مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح متصلة بالشبكة الكهربائية على نطاق واسع؛ فإن التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة يواجه تحديات ويصبح الطلب على المرونة بارزاً بشكل متزايد.

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).

تتناول هذه الدراسة تصميم وحدة تحكم في وضع الانزلاق الطرفي المتكامل القائم على اضطراب الوقت المحدود من أجل الأداء الفعال للمعدلات المتزامنة ثلاثية الطور.

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.

في الأنظمة غير المتوازنة ثلاثية الطور، حيث يكون دوران تيار التسلسل الصفري ضرورياً، كما توفر المحولات رباعية الأرجل اتصالاً محايداً للأحمال الكهربائية أحادية الطور أو غيرها من الأحمال غير المتوازنة.

يتم حالياً حث توصيل مصادر الطاقة المتجددة المختلفة (RESs) بالشبكات الكهربائية لتلبية الحاجة الهائلة للطاقة الكهربائية وتقليل المشكلات البيئية ذات الصلة بالمصادر التقليدية.

تم اقتراح استراتيجية التحكم في الوضع المنزلق (SMC) مع موازنة جهد مكثف التيار المستمر لمعدلات ثلاثية المراحل من النوع (T)، بحيث تم تصميم استراتيجية (SMC) المقترحة في إطار (abc).

تقدم التحليلات الهندسية عادةً مخططاً للتحكم التنبئي (MPC) للنموذج القائم على الرتبة لمحولات مصدر الجهد (VSCs) التي تعمل في شبكة ميكروية منخفضة الجهد ومجتمع التيار المتردد مع طوبولوجيا متغيرة ديناميكياً.

تعتبر المحولات متعددة المستويات ذات الجهد المتوسط (MV) حلاً واعداً لأنظمة الخلايا الكهروضوئية (PV) على نطاق واسع لتلبية الطلب السريع على الطاقة الكهربائية.

التكلفة المستوية للطاقة (LCOE) هي مقياس شائع الاستخدام لتقييم نسبة التكلفة إلى الفائدة على مدى عمر مورد الطاقة، مثل الخلايا الكهروضوئية (PV)، ومع ذلك يميل مهندسو إلكترونيات الطاقة.

تقترح هذه الدراسة تحكماً تنبئياً نموذجياً قائماً على مراقب الاضطراب (MPC) لعاكس متصل بالشبكة بدون مستشعر الجهد الكهربائي مع مرشح حثي سعوي (LCL).

التطور السريع للطاقة المتجددة والنمو المستمر لحمل الذروة يجلب تحديات جديدة لقدرة الإرسال من جانب التوليد الكهربائي، وفي ضوء عدم التوافق المحتمل بين توليد الطاقة من الطاقة المتجددة والحمل الكهربائي.

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.

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.

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

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