بحث حول مشاكل جودة الطاقة وتقنيات السيطرة في محطات الشحن الكهروضوئية على أطراف محولات التوزيع
1. المقدمة
كمهندس تصميم رئيسي لأنظمة توزيع محطات الشحن الضوئية، أشارك بشكل عميق في بحث تقنيات التحكم في جودة الطاقة. مع التحول الطاقي، تزداد أهمية محطات الشحن الضوئية، ولكن دمج الطاقة الشمسية على نطاق واسع يجلب تحديات في جودة الطاقة. النهاية المحولة للتوزيع، وهي نقطة رئيسية، تحتاج بشدة إلى حلول. رغم البحوث الموجودة، لا تزال هناك فجوات في تقنيات التحكم التي تأخذ في الاعتبار خصائص الطاقة الشمسية والظروف المعقدة. يركز هذا البحث على التحكم في جودة الطاقة بهذه النهاية، مغطياً تحليل المشاكل وتصميم التقنية والتحقق من الحالات لدعم استقرار النظام.
2. تحليل مشاكل جودة الطاقة عند نهاية محول التوزيع
2.1 خصائص التشغيل لمحطات الشحن الضوئية
تحتوي محطات الشحن الضوئية على أنظمة إنتاج الطاقة الشمسية ومعدات الشحن. تقوم أنظمة الطاقة الشمسية بتحويل الطاقة الشمسية عبر الألواح والمحولات للاتصال بالشبكة. تكون إنتاجية الطاقة الشمسية متقطعة ومتأرجحة بسبب شدة الضوء والحرارة - ضعيفة في ظروف الإضاءة المنخفضة، أعلى في منتصف النهار المشمس؛ كما يؤثر الحرارة على كفاءة الألواح.
تتميز معدات الشحن بحمولات تتغير باستمرار. سلوك المستخدمين في الشحن عشوائي، مع أوقات وأحمال مختلفة - مثل ارتفاعات بعد العمل في أيام الأسبوع أو الجدولة المرنة، مما يعقد التوقعات الحمل. هذه هي اعتبارات التصميم الرئيسية.
2.2 المشاكل الرئيسية لجودة الطاقة
بعد الاتصال بالشبكة، تواجه نهاية محول التوزيع مشاكل مثل التذبذب/الوميض في الجهد، التوافقيات، وعدم التوازن الثلاثي. ينشأ التذبذب في الجهد من عدم الاستقرار في الطاقة الشمسية وتغيرات الحمل، والتي قد تسبب الوميض. تؤدي التوافقيات من المحولات إلى تشوه الجهد، مما يزيد من الخسائر ويقِّدم عمر المعدات. يؤدي الوصول غير المتوازن للشحن إلى عدم التوازن الثلاثي، مما يضر بحياة المحول. هذه القضايا الشائعة في الفحوصات تتطلب حلولاً موجهة.
2.3 أسباب مشاكل جودة الطاقة
تنتج المشاكل عن عوامل مترابطة: عدم الاستقرار والتقلبات في الطاقة الشمسية، العشوائية في الحمل، اللاخطية في المحول (تشبع اللب، تسرب السلك)، ومشاكل تشغيل الشبكة (أحمال ثلاثية غير متساوية). يجب أن يتناول التصميم هذه العوامل بشكل شامل لتحقيق نظام تحكم مناسب.
3. تقنية التحكم في جودة الطاقة لنهاية محول التوزيع
3.1 تقنية التحكم بناءً على أجهزة التعويض
أجهزة التعويض الشائعة لها خصائص مميزة: المكثفات الردحية (بسيطة ولكن بطيئة)، وSVC (ديناميكي ولكن عرضة للتوافقيات)، وSTATCOM (سريع ودقيق، مع قمع التوافقيات). أثناء التصميم، أقوم بتحسين السعة والموقع (مثل الجانب ذو الجهد المنخفض للمحول) لتحقيق كفاءة أفضل.
3.2 تحسين جودة الطاقة عبر استراتيجيات التحكم
تعزز الاستراتيجيات المتقدمة التحكم: التحكم الضبابي (يتعامل مع القضايا اللاخطية وغير المؤكدة)، الشبكات العصبية (تعلم ذاتي للدقة)، والتحكم التنبؤي بالنموذج (يحسن عبر التوقع). بالنسبة للتذبذب في الجهد، صممت خوارزمية تنظيم قائمة على الضبابي، والتي أثبتت من خلال المحاكاة أنها تقلل من التذبذب.
3.3 البرنامج الشامل للتحكم
يتضمن البرنامج وحدات جمع البيانات واتخاذ القرار والتعويض. يشكل حلقة مغلقة: تحدد البيانات المشاكل، تتطابق الاستراتيجيات والأجهزة، وتعJUSTICE THE TRANSLATION ABOVE AND COMPLETE IT.
