موثوقية نظام الطاقة

يعد تعزيز مرونة نظام التوزيع تحدياً جديداً للمهندسين الكهربائيين، كما يعد توريد أحمال التوزيع وخاصة العملاء المقيمين والأحمال ذات الأولوية العالية بعد الكوارث؛ أمراً حيوياًً لهذا الغرض.

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

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

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.

تسلط الاضطرابات الكهربائية التاريخية الضوء على تأثير الطقس المتطرف على مرونة نظام الطاقة، وعلى الرغم من أن حدوث مثل هذه الأحداث أمر نادر الحدوث.

يثير التكامل المتزايد لموارد الطاقة الموزعة (DERs) في شبكات التوزيع العديد من قضايا الموثوقية بسبب سلوكيات (DER) غير المؤكدة والمعقدة، ومع تغلغل (DER) على نطاق واسع في شبكات التوزيع.

أصبحت أنظمة الطاقة الكهربائية ذكية ومعقدة مع مرور كل عام، لا سيما استجابة للظروف البيئية المتغيرة، كما تعد مرونة البنية التحتية لتوليد ونقل الطاقة أمراً مهماً لتجنب مخرجات الطاقة.

تعد الزيادة في مخرجات الطاقة الناتجة عن الأحداث عالية التأثير منخفضة الاحتمال، مثل أحداث التغير المناخي المتطرفة المرتبطة بالطقس، وهو السبب الرئيسي وراء دراسة مرونة نظام الطاقة تحديداً.

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

تم اقتراح نموذج جديد قائم على البرمجة الرياضية في هذا الطرح، وذلك لتحسين موقع ونوع مفاتيح التوزيع في ظل تنظيم موثوقية الحوافز، كذلك كان دمج مخطط عقوبة المكافأة في النموذج

ترتبط قوة عزل الهواء ارتباطاً وثيقاً بتوزيع المجال الكهروستاتيكي لتكوين الفجوة، ولتحقيق توقع العزل على أساس محاكاة المجال الكهربائي (EF)

تم اقتراح تقنيات اتصال مختلفة لتطوير شبكة اتصالات الشبكة الذكية، ومن بين تقنيات الاتصال هذه تم استخدام اتصالات خطوط الطاقة (PLC) على نطاق واسع.

تقدم هذه الدراسة نهجاً جديداً يعتمد على البيانات للتنبؤ بالانقطاعات الكهربائية المرتبطة بالبرق التي تحدث في أنظمة توزيع ونقل القدرة الكهربائية على أساس يومي.