أنظمة الطاقة الكهربائية

تعتبر أنظمة الطاقة الكهربائية (EPS) هي البنية التحتية الأساسية لأي دولة حديثة وتوحد أراضيها في شبكة موحدة ومعقدة ومتفرعة، كما أن هناك اضطرابات طارئة حتمية في مثل هذه الشبكات.

يتم التعرف على شبكة الكهرباء في المقام الأول كطبقة نقل مادية للطاقة الكهربائية، ومع ذلك تعتمد أنظمة الطاقة الحديثة بشكل متزايد على الاستشعار والاتصال.

تقترح هذه الدراسة صيغة حسابية للاستضافة الكهروضوئية المثلى ووضع موارد الطاقة الموزعة (DER) لتعزيز مرونة الشبكة الكهربائية، وتشتمل الخوارزمية على مخطط تصنيف فريد للبنية التحتية الحيوية.

تعد أنظمة الطاقة الكهربائية (EPSs) من بين البنى التحتية الأكثر أهمية في أي مجتمع، وذلك لأنها تؤثر بشكل كبير على البنى التحتية الأخرى، وفي الآونة الأخيرة كان هناك اتجاه نحو تطبيق التقنيات الحديثة.

غالباً ما تتطلب الأبحاث المتعلقة باستجابة الطلب وأنظمة الطاقة التفاعلية بيانات طلب على مستوى الأجهزة، ومع ذلك لا يوجد نظام اختبار حالي به مثل هذه البيانات على مستوى الجهاز.

تم تسليط الضوء على الترابط بين نظام الطاقة وشبكة الغاز الطبيعي من قبل مجتمع البحث والممارسين في السنوات العشر الماضية، بحيث ينبع هذا الاعتماد المتبادل بشكل أساسي.

نظام القدرة متعدد الآلات الكهربائية هو نظام غير خطي موحد ومعقد مع اقتران بين المكونات الديناميكية والأنظمة الفرعية، بحيث يتكون النظام واسع النطاق المترابط من مجموعة متنوعة.

يتم جمع قدر كبير من بيانات الأعطال أثناء إجراءات تشغيل وصيانة نظام الطاقة الكهربائية، بحيث تتكون هذه البيانات من نصوص شبه منظمة وغير منظمة.

يعد اكتشاف الأعطال في الخطوط الكهربائية العلوية والوقاية منها أمراً بالغ الأهمية لموثوقية وتوافر إمدادات الكهرباء، بحيث تتراوح مساوئ الطرق التقليدية من التركيبات المرهقة إلى الصيانة المكلفة.

تشهد شبكات الطاقة الكهربائية في جميع أنحاء العالم تطوراً كبيراً، بحيث تتمثل الدوافع الرئيسية في تحول تكنولوجيا التوليد نحو مصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل أساسي) والأشكال الجديدة للطلب

غالباً ما يتطلب التنفيذ المكثف لتكنولوجيا نقل الجهد العالي للغاية وتكامل الطاقة المتجددة أن تعمل شبكات الطاقة في ظل ظروف تبادل الطاقة على نطاق واسع وبعيد المدى

تلعب أنظمة التوزيع دوراً مهماً، حيث توفر الطاقة الكهربائية لنظام التوليد للمستهلكين الأفراد، إضافة الى إعادة تكوين نظام التوزيع (DSR) هي مشكلة تحسين اندماجي على نطاق واسع.

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.

قد تحدث مجموعة متنوعة من الاضطرابات في أنظمة الطاقة، مثل الأحداث الطبيعية المتطرفة وأعطال الدائرة القصيرة وفشل المعدات وسوء التشغيل.

ينجم انقطاع التيار الكهربائي عن شبكة الطاقة عن عوامل داخلية وخارجية، بما في ذلك التحميل الزائد وفشل التحكم أو الحماية والكوارث الطبيعية.

يعتبر تخزين الطاقة ضروري لتحقيق التوازن بين التوليد والحمل الكهربائي، ومع انتشار مصادر الطاقة المتجددة (RES) في جميع أنحاء العالم؛ تزداد الحاجة إلى التخزين بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة.

تعد البنية التحتية للطاقة الكهربائية الآمنة والموثوقة والمرنة والنظيفة عنصراً أساسياً في المجتمع الحديث، بحيث يمكن أن يؤدي الفشل في البنية التحتية للطاقة الكهربائية إلى فقدان الإنتاجية الاقتصادية

تعمل زيادة نشر موارد الطاقة الموزعة (DERs) على إعادة نحت أنظمة الطاقة الحديثة في السنوات الأخيرة، بحيث يجب أن تكون أنظمة توزيع الطاقة الذكية المستقبلية مؤهلة لاستيعاب التكامل الشامل لـ (DERs)