إن المشكلات والتحديات التي يطرحها التطور الحالي التصاعدي حيث تستمر أجهزة إلكترونيات القدرة في اختراق نظام الطاقة الكهربائية، بحيث تستحق اهتماماً ذا أولوية قصوى من الباحثين والمهندسين في أنظمة الطاقة
جذبت الشبكات الصغيرة (MG) اهتماماً هائلاً في العقود القليلة الماضية، وذلك نظراً لسهولة تكاملها مع موارد الطاقة الموزعة (DER) جنباً إلى جنب مع قدرتها على استيعاب الاختراق العالي.
في جميع أنحاء العالم، تم تطوير رموز شبكة موارد الطاقة الموزعة (DER) ومعايير الترابط لتشمل وظائف دعم الشبكة الكهربائية الجديدة، وغالباً ما تشتمل هذه المعايير على وظائف لتوفير تنظيم الجهد.
يعد تكامل وحدات توليد التوزيع (DG) ميزة أساسية في شبكة المرافق الكهربائية الحديثة، كما يمكن النظر في معطيات معينة، مثل كمية وحدات (DG) وحجمها وأفضل موقع وتكوين الناقل.
اليوم يتم الحفاظ على استقرار شبكة الطاقة الكهربائية من خلال موازنة الوقت الحقيقي بين التوليد والطلب، كما يتم تحجيم أنظمة تخزين طاقة الشبكة الكهربائية، وذلك لتوفير المرونة لمشغل الشبكة.
عادةً ما تقدم توربينات الرياح (WTs) التي تعمل بواسطة المغناطيس الدائم المتزامن (PMSG) طوبولوجيا محول القدرة على مرحلتين، وذلك استناداً إلى محول زيادة (DC/DC) وعاكس مصدر الجهد الكهربائي
تحليل الحساسية هو طريقة تقليدية لتحليل شبكة الطاقة الكهربائية، بحيث تم استخدامها على نطاق واسع في تصحيح سلامة الطاقة النشطة لأنظمة الطاقة
يشكل الاستثمار في البنية التحتية للشبكات حوالي (80٪) من الاستثمار في مرافق الطاقة، بحيث تتغير باستمرار خصائص طلب الاستثمار التي تقدمها كل درجة جهد.
بسبب الاختراق العالي لموارد الطاقة المتجددة في الشبكات الصغيرة (MGs)؛ يصبح القصور الذاتي للشبكة الكهربائية منخفضاً مما يؤدي إلى تعرض الشبكة للاضطرابات الكبيرة.
عندما يعمل محول معياري متعدد المستويات يعتمد على نظام التيار المباشر عالي الجهد (MMC-HVDC) تحت أعطال الشبكة الكهربائية
تقترح هذه الدراسة تحكماً تنبئياً نموذجياً قائماً على مراقب الاضطراب (MPC) لعاكس متصل بالشبكة بدون مستشعر الجهد الكهربائي مع مرشح حثي سعوي (LCL).
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.
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.
تقترح هذه الدراسة طريقة استعادة الخدمة التي تستخدم موارد الطاقة الموزعة (DERs) كإجراءات تحكم بالإضافة إلى البنية التحتية الحالية لنظام التوزيع، كذلك تشتمل البنية التحتية الحالية على عمليات التحويل وفصل الأحمال.
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.
يمكن أن يتسبب تكاثر الخلايا الكهروضوئية (PV) في العديد من المشكلات التشغيلية في أنظمة التوزيع الكهربائية، وفي هذا النطاق
يكتسب التحول نحو إنتاج منخفض الكربون والطاقة المستدامة زخماً لدعم الطلب المتزايد على الطاقة، ونتيجة لهذا التحول؛ فإنه من المتوقع أن تزداد سعة توليد الطاقة الكهروضوئية.
في الوقت الحاضر بسبب الزيادة السريعة في استهلاك الطاقة الكهربائية، وزيادة تكلفة توليد الطاقة التقليدية القائمة على الوقود الأحفوري والمخاوف البيئية وخفض تكلفة التقنيات القائمة.
تعد التذبذبات بين المناطق والفشل المتتالي من أخطر التهديدات لأمن نظام الطاقة الكهربائية، بحيث سيحدث التقسيم غير المنضبط للجزيرة في حالة التذبذب غير المستقر.
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.
يعتمد المشغلون على حساب حالة التشغيل (OSC) الذي يوفر حدود التشغيل الآمنة للشبكات لتقدير مستوى أمان أنظمة الطاقة، وفي السنوات الأخيرة ونظراً لتطور الاقتصاد الاجتماعي.
شبكات الطاقة هي البنية التحتية الأساسية التي تدعم اقتصاداتنا وحياتنا اليومية من خلال توفير والحفاظ على إمدادات مستمرة من الكهرباء، كما إنهم يلعبون دوراً أساسياً في ربط صناعاتنا ومنازلنا.
أدى الطلب المتزايد على الكهرباء وتأثيرات استخدام الوقود الأحفوري، مثل الاحتباس الحراري إلى زيادة هائلة في استخدام الطاقة المتجددة. لذلك من بين مصادر الطاقة المتجددة.
ركزت سياسة الحد من انبعاثات الكربون في جميع أنحاء العالم البحث على تطوير وإدماج موارد الطاقة المتجددة (RES)، لذلك من المتوقع زيادة انتشار وحدات التوليد الموزع (DG).
ينجم انقطاع التيار الكهربائي عن شبكة الطاقة عن عوامل داخلية وخارجية، بما في ذلك التحميل الزائد وفشل التحكم أو الحماية والكوارث الطبيعية.
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.
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.
يعتمد تردد شبكة الطاقة على توازن الطاقة النشطة، وبالنسبة لشبكة غير متزامنة ذات تيار مباشر (DC) على نطاق واسع، وعند حدوث خطأ في التيار المباشر؛ فإنه سيحدث عدم توازن في الطاقة.
يتم توزيع موارد طاقة الرياح ومراكز التحميل بشكل عكسي، بحيث يعتمد تطوير طاقة الرياح بشكل عام على طريقة التطوير المركزي واسع النطاق ونقل الجهد العالي لمسافات طويلة.
بشكل عام، تتمثل أهم فائدة للوضع الأمثل للمفاتيح وتشغيلها في شبكة توزيع الطاقة خلال عمرها الافتراضي في تحقيق التوافق بين زيادة موثوقية الشبكة الكهربائية.
