قضايا جودة الطاقة في الصين: التأثيرات والتكاليف والحلول المتقدمة
May 18 , 2025
قضايا جودة الطاقة في الصين: التأثيرات والتكاليف والحلول المتقدمة
في ظل التطور السريع لقطاع الطاقة في الصين، برزت مشكلات جودة الطاقة كتحدٍّ بالغ الأهمية، يتطلب اهتمامًا فوريًا وحلولًا فعّالة. تُجري هذه المقالة تحليلًا شاملًا للآثار والتكاليف وحلول المعدات المتطورة المتعلقة بجودة الطاقة في الصين، مستمدةً من تجارب سويدية، ومُسلّطةً الضوء على مساهمات جهات محلية فاعلة مثل
واي تي الكهربائية
.
1. انخفاض الجهد الكهربائي: تهديد مكلف للصناعات
تُشكّل انخفاضات الجهد، المعروفة أيضًا باسم SAGS، مخاطر جسيمة على مختلف الصناعات في الصين. ففي قطاع التصنيع، تُعدّ المعدات الدقيقة، مثل خطوط إنتاج أشباه الموصلات والروبوتات الصناعية، عُرضةً بشدة لانخفاضات الجهد. وقد يؤدي حادث واحد إلى توقف الإنتاج، مما يُسفر عن خسائر بمئات الآلاف من الرنمينبي.
تأثر قطاع مراكز البيانات بشدة أيضًا. ففي عام ٢٠٢٣، تسببت انقطاعات التيار الكهربائي في خوادم مراكز البيانات الصينية في خسائر تجاوزت ملياري يوان صيني. ووفقًا لمجلس الكهرباء الصيني، تُسبب انخفاضات الجهد الكهربائي خسائر صناعية سنوية تُقدر بنحو ٨ مليارات يوان صيني، حيث تُمثل صناعة الإلكترونيات والصناعات الكيميائية أكثر من ٦٠٪ من هذه الخسائر.
الحلول
مرشح التوافقيات النشطة الكهربائية YT (AHF):
يراقب هذا الفلتر المتطور التوافقيات ويعوضها آنيًا. بتقليل معدلات تشوه الجهد، يُخفف بفعالية من حساسية المعدات لانخفاضات الجهد الناتجة عن تراكب التوافقيات.
مُستَعيد الجهد الديناميكي (DVR):
بالنسبة للأحمال الحرجة، يوفر مسجل الفيديو الرقمي دعمًا للجهد بمستوى الملي ثانية. في مصنع سيارات، أدى استخدام مسجل الفيديو الرقمي إلى انخفاض حوادث انخفاض الجهد بنسبة 90%.
2. التلوث التوافقي: التأثير على الكفاءة والمعدات
التلوث التوافقي، الناتج أساسًا عن الأحمال غير الخطية، مثل معدات تكنولوجيا المعلومات، وإضاءة LED، وتوصيلات شبكات الطاقة الجديدة، له عواقب وخيمة. في أنظمة توزيع الطاقة بالمباني، تؤدي المستويات العالية من التشوه التوافقي الكلي (THD) إلى زيادة خسائر المحولات بنسبة 30%، وقد ترفع تكاليف الكهرباء السنوية بأكثر من مليون يوان صيني لمحول 10 كيلو فولت/1000 كيلو فولت أمبير.
في قطاع الطاقة الجديدة، تُعد مخاطر الرنين الناتجة عن التلوث التوافقي كبيرة. في عام ٢٠٢٤، شهدت إحدى مزارع الرياح في الصين احتراقًا لمحولاتها بسبب الرنين التوافقي الخامس، مما أدى إلى خسائر مباشرة تجاوزت ٥ ملايين يوان صيني. ويتكبد القطاع الصناعي في الصين سنويًا خسائر تزيد عن ١٢ مليار يوان صيني بسبب صيانة المعدات المتعلقة بالرنين التوافقي وتدهور كفاءة الطاقة.
الحلول
مرشحات التوافقيات النشطة من سلسلة YT Electric AHF
:
بفضل قدرتها على ترشيح ما يصل إلى التوافقي الخمسين، مع زمن استجابة ديناميكي أقل من 5 مللي ثانية، تُعد هذه المرشحات مثالية للبيئات الحساسة مثل مراكز البيانات والمستشفيات. في مستشفى جامعي، أدى استخدام تقنية AHF من YT Electric إلى خفض التشوه التوافقي الكلي (THD) من 25% إلى 3%.
المرشحات الهجينة (السلبية + النشطة)
:
بالنسبة للبيئات ذات التوافقيات العالية مثل أفران القوس في مصانع الصلب، توفر المرشحات الهجينة تخفيضًا في التكلفة بنسبة 40% مقارنة بالمحاليل النشطة النقية.
3. عدم التوازن ثلاثي المراحل: خطر خفي
يُشكل عدم توازن الطور الثلاثي، الشائع في المباني التجارية ومحطات شحن الطاقة الجديدة، مخاطر جسيمة. ففي المباني التجارية، قد تتسبب الأحمال العالية أحادية الطور (مثل مكيفات الهواء وأكوام الشحن) في تجاوز تيار المحايد ضعف تيار الطور، مما يزيد من خطر نشوب الحرائق. في عام ٢٠٢٣، تكبد مركز تسوق في دلتا نهر اليانغتسي خسائر تجاوزت عشرة ملايين يوان صيني بسبب ارتفاع درجة حرارة سلك المحايد.
في محطات شحن الطاقة الجديدة، تُقلل الأحمال ثلاثية الطور غير المتساوية من استهلاك المحولات بنسبة 20% وتُقصّر من عمر المعدات. ورغم عدم وجود إحصاءات وطنية، تزداد تكاليف صيانة أنظمة التوزيع في كل مدينة بنحو 15% سنويًا بسبب عدم توازن الطور الثلاثي.
الحلول
مولد متغيرات ثابتة (SVG) من YT Electric
:
من خلال ضبط القدرة التفاعلية ديناميكيًا، يُوازن نظام SVG الأحمال ثلاثية الطور. في مجمع لوجستي، أدى استخدام نظام SVG من شركة YT Electric إلى انخفاض في التيار المحايد بنسبة 70% وتوفير سنوي للطاقة بنسبة 8%.
مفاتيح تغيير الطور الذكية
:
تنقل هذه المفاتيح الأحمال تلقائيًا إلى مراحل منخفضة الأحمال، مما يجعلها مناسبة لمجموعات أكوام الشحن السكنية. كما أنها توفر انخفاضًا في التكلفة بنسبة 60% مقارنةً بالتحديثات التقليدية.
4. التقلبات السريعة في الجهد الكهربائي: تعطيل العمليات
تُسبب التقلبات السريعة في الجهد، بما في ذلك التذبذب والتغيرات السريعة في الجهد (RVC)، خللاً في العمليات الصناعية وتجربة المستخدم. في صناعة الصلب، أدى تذبذب الجهد الناتج عن أفران القوس الكهربائي إلى أعطال في أجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) في إحدى شركات الصلب، مما أدى إلى خسائر سنوية في أوقات التوقف تجاوزت 30 مليون يوان صيني.
في شبكات الكهرباء الريفية الضعيفة، أدى تشغيل وإيقاف مضخات الحرارة المتكرر إلى زيادة شكاوى وميض الضوء بنسبة 25% سنويًا. ورغم صعوبة تحديد الخسائر الاقتصادية المباشرة، فإن الاستثمارات السنوية في معالجة شكاوى المستخدمين وتحديثات الشبكة تتجاوز 500 مليون يوان صيني.
الحلول
SVG + التحكم في تنسيق تخزين الطاقة
:
يستخدم حل شركة YT Electric تخزين الطاقة للحد من تقلبات الطاقة قصيرة المدى. بعد استخدامه في مصنع للألمنيوم، انخفض تقلب الجهد من 8% إلى 1.5%.
مفتاح نقل الحالة الصلبة (SSTS)
:
بالنسبة للأحمال الحساسة مثل المختبرات، تضمن SSTS استمرارية الطاقة مع وقت تبديل أقل من 1/4 دورة.
5. نقص القدرة التفاعلية وانحرافات التردد: التحديات في عصر الطاقة الجديد
مع الانتشار الواسع للطاقة الجديدة، أصبح نقص القدرة التفاعلية وانحرافات التردد تحدياتٍ رئيسية. في المناطق ذات الانتشار الواسع للطاقة الجديدة (مثل قواعد الطاقة الكهروضوئية في الشمال الغربي)، حدث انهيارٌ في الجهد الكهربائي بسبب نقص دعم القدرة التفاعلية في عام ٢٠٢٤، مما أدى إلى انقطاع ١٢٠ مليون كيلوواط/ساعة في شبكة كهرباء إقليمية.
في المدن التي تستقبل نقل التيار المستمر فائق الجهد، يؤدي نقص الطاقة التفاعلية إلى غرامات تزيد عن مليون يوان صيني شهريًا عندما يكون معامل القدرة أقل من 0.9. وتُفرض غرامات سنوية تتجاوز مليار يوان صيني على محطات الطاقة الجديدة في الصين بسبب عدم امتثال معامل القدرة.
الحلول
نظام التحكم في مجموعة SVG من YT Electric
:
من خلال تشغيل عدة مولدات طاقة شمسية (SVG) بالتوازي، يتم تحقيق تعويض ديناميكي للقدرة التفاعلية. في مزرعة رياح، أدى تطبيق نظام التحكم في مجموعة مولدات الطاقة الشمسية (SVG) من شركة YT Electric إلى زيادة معامل القدرة من 0.8 إلى 0.98، مما أدى إلى خفض الغرامات السنوية بمقدار 8 ملايين يوان صيني.
مكثف متزامن + نظام هجين SVG
:
تم تصميم هذا النظام للعمل في سيناريوهات الجهد العالي للغاية، حيث يوفر دعم القصور الذاتي واستجابة سريعة للطاقة التفاعلية بتكلفة أقل بنسبة 30% مقارنة بالحلول التقليدية.
الفوائد الشاملة وتوصيات السياسة
الاقتصاد
يمكن للمستخدمين الصناعيين توقع فترة استرداد تتراوح بين سنتين وثلاث سنوات لحلول الحوكمة الشاملة (AHF + SVG) بناءً على توفير الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تُلزم شبكة الكهرباء الوطنية الصينية المستخدمين الصناعيين والتجاريين بالحفاظ على معامل قدرة لا يقل عن 0.9، مع حصول المستخدمين المؤهلين على خصم يتراوح بين 0.5% و1.5% على فواتير الكهرباء.
الاتجاهات التقنية
تكامل المنصة الرقمية
:
تتيح "منصة السحابة الذكية لجودة الطاقة" من YT Electric المراقبة في الوقت الفعلي والتحسين المستند إلى الذكاء الاصطناعي للتوافقيات والطاقة التفاعلية والجهد.
تصميم الوحدة الموحدة
:
تدعم منتجات AHF وSVG وظيفة التوصيل والتشغيل، مما يجعلها قابلة للتكيف بدرجة كبيرة مع إعادة تجهيز الشبكات القديمة.
تعزيز السياسات
إدارة الطاقة الوطنية
خطة عمل حوكمة جودة الطاقة (2025-2030)
ينصّ هذا القانون على أن يكون معدل التباين التوافقي الكلي (THD) أقل من 5% في الصناعات الرئيسية، بهدف زيادة معدل انتشار معدات الحوكمة إلى 70%. علاوةً على ذلك، تُقدّم بعض المناطق في الصين دعمًا ماليًا يتراوح بين 15% و20% لشراء معدات الحوكمة المحلية.
خاتمة
تتميز مشاكل جودة الطاقة في الصين بارتفاع الخسائر، والحساسية الشديدة للانقطاعات، والغرامات المالية الباهظة. ولمواجهة هذه التحديات، لا بد من الجمع بين معدات حوكمة ديناميكية متطورة، مثل تلك التي توفرها شركة YT Electric، وسياسات داعمة.
من خلال تطبيق نظام إدارة متكامل قائم على "المراقبة - التحليل - الحوكمة - التحسين"، تستطيع الصين تحقيق هدفين رئيسيين: تحسين كفاءة الطاقة ومنع المخاطر المرتبطة بها. وفي ظل تزايد استخدام مصادر الطاقة الجديدة، سيلعب التطبيق التعاوني لتقنيات توليد الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة دورًا محوريًا في تعزيز مرونة الشبكة.
لأي استفسار لا تتردد في الاتصال بنا:
yxzz@yt-electric.com
العربية
English
français
Deutsch
español
中文
دعم شبكة IPv6
