العربية
English
français
Deutsch
español
中文
الملخص
تقدم هذه المقالة طريقة للتنبؤ قصير المدى بتوليد الطاقة الكهروضوئية. وتندرج الطريقة المقترحة ضمن فئة الطرق الفيزيائية وتعتمد على التنبؤات الجوية العددية. تم تحقيق التنبؤ من خلال استخدام نموذج المصدر الكهروضوئي في برنامج OpenDSS. وتمت مقارنة النتائج المحسوبة بالقياسات الفعلية المأخوذة من المنشآت التشغيلية الدقيقة الكهروضوئية. بالإضافة إلى ذلك، يستكشف المقال كيفية استخدام المرشحات التوافقية النشطة (AHFs) في الأنظمة الكهروضوئية لتحسين جودة الطاقة، وتقليل التشوه التوافقي، وضمان تشغيل الشبكة بشكل مستقر.
توضح المقالة طرق تشخيص إنشاء صور فوتوغرافية (PV). يتم استخدام طرق تحديد طريقة المجموعة المالية وإمكانية التنبؤ بأرقامها. هل تتنبأ التنبؤات بإنشاء نموذج Wykorzystano źródła PV مع برنامج OpenDSS. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów z funkcjonujÄcych mikroinstalacji PV. بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل الأعمال الفنية للمرشحات التوافقية النشطة (AHF) مع النظام الكهروضوئي ومصادر الطاقة الشعبية، مما يقلل من تناغم وثبات الطاقة.
الكلمات المفتاحية: المصدر الكهروضوئي، المستهلك، التنبؤ بالتوليد، الطريقة الفيزيائية، التنبؤ العددي بالطقس، المرشحات التوافقية النشطة، OpenDSS
المقدمة
يؤدي الاختراق المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة، ولا سيما المنشآت الكهروضوئية الصغيرة، إلى تغيير كبير في الظروف التشغيلية لشبكات الطاقة. يواجه مشغلو أنظمة التوزيع تحديات متزايدة، مثل ارتفاع الجهد إلى ما هو أبعد من الحدود المسموح بها، وتدفق الطاقة العكسي من شبكة الجهد المنخفض (LV) إلى شبكة الجهد المتوسط (MV)، وزيادة عدم تناسق الجهد، وعناصر الشبكة الزائدة. تظهر هذه المشكلات بشكل أكثر وضوحًا في المناطق ذات التركيز العالي للمنشآت الكهروضوئية الصغيرة. إن دمج كميات كبيرة من الطاقة الشمسية في شبكة الجهد المنخفض، دون التخفيف المناسب، يزيد من خطر تجاوز حدود التشغيل العادية للشبكة. علاوة على ذلك، كلما زادت القدرة الكهروضوئية، زاد التأثير على المستهلكين خلال فترات ذروة إنتاج الطاقة الشمسية، مما يؤدي إلى ارتفاع الجهد وإغلاق العاكس، مما يؤثر سلبًا على إنتاج الطاقة. ويقدم الشكل 1 مثالاً مرئيًا لهذا الحدوث.
بالإضافة إلى تحديث الشبكة، الذي يمكن أن يكون مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً، فإن زيادة استهلاك الطاقة المحلية أثناء توليد الطاقة الكهروضوئية يمكن أن يساعد في التخفيف من هذه المشكلات. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تخزين الطاقة والجدولة المناسبة لاستهلاك الطاقة بواسطة الأجهزة المنزلية. يعد التنبؤ بتوليد الطاقة الكهروضوئية أمرًا بالغ الأهمية لتحسين هذه العملية.
ومع ذلك، فإن تكامل الشبكة للأنظمة الكهروضوئية يقدم أيضًا تحديًا آخر: التشويه التوافقي. مع نمو حجم التركيبات الكهروضوئية وعددها، تميل المستويات التوافقية في الشبكة إلى الزيادة، خاصة من العاكسات التي لا تعمل دائمًا في ظل ظروف مثالية. يمكن أن يؤدي التشوه التوافقي إلى تقليل كفاءة أنظمة الطاقة والتسبب في حدوث أعطال في المعدات. وفي هذا السياق، يمكن للمرشحات التوافقية النشطة (AHFs) أن تلعب دورًا حاسمًا في تخفيف التوافقيات التي تقدمها الأنظمة الكهروضوئية، مما يضمن شبكة طاقة أكثر استقرارًا وكفاءة.
المرشحات التوافقية النشطة في الصناعة الكهروضوئية
في الأنظمة الكهروضوئية، يعد دمج العاكسات أمرًا ضروريًا لتحويل طاقة التيار المستمر الناتجة عن الألواح الشمسية إلى طاقة تيار متردد للتوافق مع الشبكة. ومع ذلك، يمكن للعاكسات أن تحدث تشويهًا توافقيًا كبيرًا، خاصة في ظل ظروف الإشعاع المتقلبة، مثل الأيام الغائمة. التوافقيات في نظام الطاقة يمكن أن تؤدي إلى نقل غير فعال للطاقة، وزيادة الخسائر، وارتفاع درجة حرارة المعدات، وحتى الفشل المبكر للمكونات الكهربائية.
تعد المرشحات التوافقية النشطة (AHFs) حلاً فعالاً لإدارة هذه المشكلات. تقوم AHFs بمراقبة المحتوى التوافقي للشبكة بشكل مستمر وحقن تيارات تعويضية لإلغاء التوافقيات الضارة. ومن خلال القيام بذلك، لا تعمل وحدات AHF على تحسين جودة الطاقة عن طريق تقليل التشوه التوافقي الكلي (THD) فحسب، بل تساعد أيضًا في تحسين أداء التركيب الكهروضوئي. تشمل فوائد استخدام AHFs في الأنظمة الكهروضوئية ما يلي:
نموذج للمصدر الكهروضوئي
يتم استخدام نموذج المصدر الكهروضوئي في OpenDSS لمحاكاة خرج الطاقة بناءً على الإشعاع ودرجة الحرارة. يتم حساب خرج الطاقة النشطة والمتفاعلة من العاكس مع الأخذ في الاعتبار كفاءة العاكس والظروف البيئية.
تم التحقق من صحة هذا النموذج باستخدام بيانات من تركيب الطاقة الكهروضوئية في جامعة سيليزيا للتكنولوجيا، ويمكن توسيعه ليشمل تكامل AHF للتعويض التوافقي في الوقت الحقيقي.
التحقق من صحة نموذج المصدر الكهروضوئي
تم اختبار نموذج المصدر الكهروضوئي مقابل بيانات حقيقية، وأظهرت النتائج دقة تقدير عالية (الشكلان 10 و11). يمكن أيضًا تكييف هذا النموذج لدمج أنظمة AHF، مما يضمن بقاء المستويات التوافقية ضمن الحدود المقبولة، مما يزيد من تحسين دقة تنبؤات الأداء وموثوقية النظام.
التنبؤات الجوية العددية وتوقعات توليد الطاقة الكهروضوئية
تم استخدام التنبؤات الجوية الرقمية من منصتين لتوليد توقعات توليد الطاقة الكهروضوئية على المدى القصير. وتمت مقارنة هذه التوقعات بالقياسات الفعلية لتقييم مدى دقتها.
توقعات توليد الطاقة الكهروضوئية لتركيبات المستهلكين
تم تطبيق نفس الطريقة على التركيبات الكهروضوئية للمستهلكين في مواقع مختلفة، مع إنشاء توقعات لكل منها. توضح النتائج دقة طريقة التنبؤ والتحسينات المحتملة في أداء النظام عند دمجها مع أنظمة AHF
الاستنتاجات
قدمت هذه المقالة طريقة للتنبؤ على المدى القصير بتوليد الطاقة الكهروضوئية باستخدام التنبؤات الجوية العددية، والتي تم التحقق من صحتها من خلال المقارنة مع بيانات العالم الحقيقي. بالإضافة إلى ذلك، سلط الضوء على الدور الحاسم للمرشحات التوافقية النشطة في تحسين أداء وموثوقية الأنظمة الكهروضوئية. توفر AHFs مزايا كبيرة في تقليل التشوه التوافقي، والامتثال لمعايير الشبكة، وإطالة عمر المكونات الكهربائية، مما يجعلها أداة لا غنى عنها في دمج الطاقة المتجددة في شبكات الطاقة الحديثة. من خلال ضمان جودة أفضل للطاقة، تساهم مرافق AHF أيضًا في استخدام الطاقة بشكل أكثر كفاءة، مما يمكّن الأنظمة الكهروضوئية من العمل بكامل إمكاناتها مع تقليل انقطاع الشبكة.
دعم شبكة IPv6
