تقنيات جديدة لتحسين أداء تكنولوجيا الشبكة الذكية

Abstract

الشبكة الذكية هي نظام كهربائي يتكون من مصادر الطاقة، أجهزة التحكم، أجهزة الكمبيوتر، والمعدات المدمجة لتعمل معاً كوحدة في شكل شبكة كهربائية للاستجابة لمتطلبات الطاقة المتغير. تعد مصادر الطاقة المتجددة (RESs) مثل توربينات الرياح (WT) والطاقة الشمسية/ الكهروضوئية (PV) جزءًا من هذه الوحدة. ظلت مصادر الطاقة المتجددة تنمو باستمرار حتى أصبحت أكبر مصدر للكهرباء بعد الفحم. ومع ذلك، فإن معظم مصادر الطاقة المتجددة متقطعة في إنتاج الكهرباء بسبب الاعتماد الكبير على الظروف الخارجية مثل أنماط الطقس التي تتغير موسميًا. هذه الطبيعة المتقطعة لها تأثير سلبي على الأمن، الاستقرار وملف الجهدية، وتزيد من فقد الطاقة في شبكات طاقة التوزيع الشعاعي التي تحتوي على مصادر طاقة غير متيقنة. تواجه طاقة التي ينتجها النظام تقلبات يومية درامية قد تؤثر سلبًا على جودة الطاقة. ومن أجل التخفيف من آثار هذه الاختلافات، تم اقتراح وتنفيذ تقنيات جديدة تهدف إلى تعزيز أداء الشبكة الذكية. تستخدم التقنية الأولى أجهزة تخزين الطاقة (ESDs) مثل تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل (SMES) لتحسين أداء الاستقرار العابر وتخفيف تقلبات الحمل. تم تنفيذ خوارزمية التحكم المنطقي الضبابي (FLC) للتحكم في نظام تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل والتي قورنت مع متحكم تناسبي تكاملي تفاضلي (PID). الهدف هو تحديد أي من تقنيتي التحكم يوفر أداءً فائقًا مع مراعاة أيضًا التعقيد الحسابي للمحاكاة. تم تنفيذ اثنين من السيناريوهات في MATLAB / Simulink وأظهرت نتائج المحاكاة أن التحكم المنطقي الضبابي أكثر كفاءة مقارنة بالمتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي. ومع ذلك، يستغرق التحكم المنطقي الضبابي تقريبًا أكثر ب 70٪ من وقت التحكم. تعتمد التقنية الثانية على الخوارزمية الجينية (GA) جنبًا إلى جنب مع تحسين سرب الجسيمات (PSO) لتحسين أداء ملف الجهدية وتقليل فقد الطاقة. الهدف من استخدام الخوارزمية الجينية هو تتبع أقصى نقطة للطاقة لمصادر الطاقة غير المتيقنة مثل الطاقة الشمسية / الكهروضوئية (PV) وتوربينات الرياح (WT).بعد ذلك، تحدد تحسين سرب الجسيمات التكوين الأمثل لشبكة الطاقة لتقليل فقد الطاقة، الحفاظ على ملف الجهدية، و زيادة استقرار النظام وأمنه بشكل عام. يتم النظر في حالات الاختبار في ظل ظروف تشغيل مختلفة. تم تنفيذ عمل المحاكاة باستخدام MATLAB وتم اختبار النتائج على أنظمة ناقل IEEE33 القياسية والتحقق من صحتها للتحقق من صحة التقنية. تظهر النتائج تحسنًا كبيرًا في ملف الجهد، وتقليل فقد الطاقة، و بالتالي زيادة في استقرار النظام وأمنه بشكل عام.