نطاق التحكم الكهربائي الحديث في الشبكات والاستجابة الديناميكية

يتم وضع مخططات التحكم التي تم استخدامها للتردد والجهد وتنظيم الطاقة لكل من (MGs) المتصلة بالجزيرة والشبكة مع التركيز بحيث تعتمد بشكل رئيسي على أهداف تقنية، كما يضمن نظام التحكم الذكي والقوي التشغيل والموثوق لـ (MG)، وبالإضافة إلى ذلك يلعب هيكل التحكم الفعال في (MG) المعتمد على العاكس دوراً حيوياً في تلبية معايير جودة الطاقة.

تحليل أهمية مخططات التحكم الكهربائي الحديثة في الشبكات

يظهر في الشكل التالي (1) هيكل معمم لكل من (MGs) المربوطة بالجزر والمربوطة بالشبكة جنباً إلى جنب مع مخططات التحكم في القدرة على التردد والجهد التفاعلي النشط.

كما يتم تحقيق أهداف التحكم في وحدة التحكم (MG) الموضحة إلى حد ما باستخدام حلقات التحكم القائمة على الطاقة والتحكم الحالي، بحيث تُستخدم حلقة التحكم الحالية لتحسين جودة تيار خرج العاكس بينما تنظم حلقة التحكم في الطاقة طاقة خرج العاكس جنباً إلى جنب مع توفير إشارة مرجعية منقحة لوحدة التحكم الحالية.

واستناداً إلى تشغيل أهداف (MG) (المرتبطة بالجزيرة أو المتصلة بالشبكة) وأهداف التحكم؛ فإنه يتم تحديد الإشارات المرجعية بواسطة مصمم التحكم، وفي حالة وضع الجزر ونظراً لأن اهتمام التحكم هو تنظيم الجهد والتردد بقيمهما الاسمية؛ فإنه يتم تعيين القيم المرجعية عموماً على أنها (V ،f) ، بينما في الوضع المتصل بالشبكة الكهربائية؛ فإنه يتم تعيين النقاط المرجعية على أنها (P ،Q) من أجل جعل المديرين التنفيذيين يحققون مرجع مجموعة القوة النشطة والمتفاعلة.

أيضاً يتم إجراء مناقشة تفصيلية لكل من أوضاع التحكم في (MG) في الأقسام الفرعية اللاحقة من أجل فهم أفضل لجانبين مختلفين من أهداف التحكم (MG)، أي التحكم في الجهد والتردد الكهربائي والتحكم في تدفق الطاقة.

التحكم في الجهد والتردد الكهربائي لنطاق الشبكات الصغيرة (MG)

نظراً للطبيعة غير الخطية لمحولات (DC/AC) أو (AC/AC) والتغيرات المفاجئة في الحمل والمصدر أثناء التشغيل العادي لـ (MG)؛ فإن الانحرافات في الجهد والتردد أمر لا مفر منه.، كما أن الهدف الأساسي لوحدة التحكم (MG) هو تقليل هذه الانحرافات من أجل توفير طاقة عالية الجودة للمستخدم النهائي، وفي الوضع المتصل بالشبكة ونظراً للخصائص التشغيلية الصارمة للشبكة الرئيسية؛ فإن التحكم في الجهد والتردد للنظام غير مطلوب عموماً.

ومع ذلك يمكن إضافة هذا النوع من التحكم الكهربائي كعنصر تحكم اختياري في الحالات التي لا تكون فيها الشبكة قوية مقارنةً بشبكة (MG)، والتي لا تكون كذلك عادةً، أما في حالة تشغيل (MG) على شكل جزر؛ فإن تنظيم الجهد الكهربائي والتردد هو الهدف الرئيسي لوحدة التحكم، وبالتالي يجب أن تحافظ وحدة التحكم على الجهد الاسمي وتردد النظام في جميع ظروف التشغيل.

كما أن أحد العوامل المهمة التي يجب مراعاتها لتقييم ملف تعريف الجهد لـ (MG) هو مستوى التشويه التوافقي، وهو قياس مقدار مستوى التشويه الموجود في شكل موجة الجهد الجيبي، حيث أن السبب الرئيسي لهذا التشويه هو التشغيل عالي التبديل للعاكس مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز المتصل ويؤدي إلى انخفاض معامل القدرة، ومن ثم من أجل الحفاظ على ملف الجهد في مثل هذه (MGs) القائمة على العاكس.

لذلك؛ فإن تخفيف التوافقيات ضروري ويتم بشكل عام عن طريق استخدام محولات ومرشحات التوصيل في مراحل مختلفة من النظام. علاوة على ذلك، كما أنه يمكن أن تتسبب التغيرات المفاجئة في الحمل والطبيعة المتقلبة لإمدادات الطاقة من (DGs) في حدوث انخفاض شديد في الجهد الكهربائي وتضخم في (MGs).

التحكم النشط والمتفاعل في الطاقة الكهربائية ضمن الشبكات الصغيرة (MG)

يعد التحكم في الطاقة النشطة والمتفاعلة، والذي يشار إليه عموماً باسم التحكم (PQ)؛ جانباً مهماً للتحكم في وحدة التحكم (MG) في كلا وضعي تشغيل (MG) خاصة في الوضع المتصل بالشبكة. يضمن مخطط التحكم الفعال في مشاركة الطاقة التشغيل الموثوق به لـ (MG) من خلال الإدارة الفعالة للطاقة المستوردة والمصدرة بين (MG) والشبكة الرئيسية وفقاً للمتطلبات، وبالنسبة لوضع الجزيرة؛ فإنه يتم إعطاء عنصر التحكم (PQ) أهمية ثانوية ويمكن اعتماده في هيكل التحكم القائم على الجزر بناءً على المتطلبات.

وعلى عكس ذلك، وفي الوضع المرتبط بالشبكة؛ فإنه يتم تشغيل كل وحدة (DG) كمصدر للطاقة النشطة التفاعلية، وهي مطلوبة لحقن كمية محددة من الطاقة في نظام الطاقة نفسه، ونظراً لأنه في الوضع المتصل بالشبكة؛ فإنه يتم إملاء سلوك (MG) بواسطة نظام الطاقة العملاق؛ فإن التحكم في (PQ) مطلوب بشكل أساسي من أجل تنظيم تدفق الطاقة النشط والمتفاعل وبالتالي إدارة قوة الإخراج بشكل فعال.

وأخيراً تم اقتراح عدة طرق في الأبحاث لتحقيق تحكم فعال في (PQ) بجودة طاقة مناسبة، كذلك تم تنظيم خرج الطاقة النشطة والمتفاعلة لوحدة (DG) القائمة على العاكس المرتبط بالشبكة عن طريق ضبط زاوية القدرة والجهد لمكثف المرشح على التوالي، حيث كان الهدف من جميع الدراسات المذكورة هو تحقيق استجابة ديناميكية سريعة وأقل خطأ ثابت، كما تم استخدم طريقة تنبؤيه نموذجية تضمن استجابة ديناميكية أسرع في مشاركة الطاقة أثناء كل من الوضع المرتبط بالشبكة والجزيرة لعملية (MG).

شاهد أيضاً

استشعار ومراقبة الجهد الكهربائي بالألياف الفلورية

في العادة يقع التحقيق التجريبي لنشاط تفريغ الهالة لزيت البونجا تحت تأثير المجال المغناطيسي المحلي …