عامر الدرابسة يكتب: مفهوم الأتمتة في إدارة أنظمة الطاقة الكهربائية

بقلم المهندس والباحث الجامعي عامر الدرابسه

 يتضمن نظام الإمداد بالطاقة أنظمة فرعية للتوليد والنقل والتوزيع والاستهلاك. أصبحت شبكة إمدادات الطاقة في تنزانيا أكثر تعقيدًا كل يوم ، لذلك أرادت معظم شركات المرافق منذ فترة طويلة مراقبة عناصر نظام الطاقة والتحكم فيها عن بُعد مثل المحطات الفرعية ، والأجهزة الذكية ، وخطوط الكهرباء ، وبنوك المكثفات ، ومفاتيح التغذية ، ومحللات الأعطال والأشياء المادية الأخرى .

أتمتة النظام هي عملية التحكم التلقائي في نظام الطاقة عن طريق نشر الأجهزة والتحكم المناسبين في النظام. تتضمن أتمتة نظام الطاقة مراقبة وتقييم وتحليل وإدارة العمليات المتعلقة بتوليد أنظمة الطاقة وتسليمها من محطات توليد الطاقة إلى المستهلكين. بالإضافة إلى ذلك ، تتكون أتمتة نظام الطاقة من ثلاث عمليات رئيسية ، وهي: جمع البيانات والإشراف على نظام الطاقة وإدارة نظام الطاقة - كل شيء يعمل بطريقة تلقائية منسقة. يشير جمع البيانات إلى جمع البيانات في شكل قيم تناظرية مقاسة للتيار أو الجهد أو الحالة المفتوحة أو المغلقة لنقاط الاتصال. يتم مراقبة نظام الطاقة من قبل المشغلين ومهندسي الصيانة باستخدام هذه البيانات إما في موقع بعيد يمثله شاشات الكمبيوتر وعروض الحائط الرسومية ، أو محليًا في موقع الجهاز ، في شكل شاشات على اللوحة الأمامية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تشير الإدارة إلى إرسال رسائل الأوامر إلى جهاز تحكم IC (مجموعة من الأجهزة التي تتحكم في النظام وترصده وتحميه ، وتسمى نظام IC) وأجهزة نظام الطاقة.

تقدم شركات الكهرباء في جميع أنحاء العالم بشكل متزايد المراقبة الآلية والتحكم والإدارة لأنظمة توزيع الكهرباء لتقليل تكلفة التشغيل والصيانة والخدمة ، فضلاً عن تقديم خدمات أفضل لمستهلكي الكهرباء. أصبح جمع البيانات الموثوق به عبر الإنترنت والتحكم عن بعد وإدارة نظام الطاقة بكفاءة ضرورة متزايدة لشركات الطاقة. عندما تصبح الشبكات الكهربائية أكبر وأكثر تعقيدًا ، تزداد مصادر الطاقة ، وتنتشر أجهزة التحكم والطاقة لتصل إلى مناطق جغرافية كبيرة ، والتي تكون معادية أحيانًا. مع الأخذ في الاعتبار الحجم الهائل لشبكة إمدادات الطاقة لنظام الشبكة الوطنية وبعض ميكروغريدس، يمكن الحصول على معلومات مركزية حول حالة الشبكة والأجهزة ، والإدارة والصيانة للشبكة عن بعد ، والعملاء وإمدادات الطاقة باستخدام تقنيات المعلومات التي تستفيد من قوة الحوسبة والحوسبة المتوفرة للكمبيوتر ، فضلا عن الاتصالات عالية السرعة والتقنيات المختلفة المتاحة. يسمى نظام المراقبة والتحكم لشبكات التوزيع الكهربائية "نظام أتمتة التوزيع".

يعتمد اختيار برنامج PSS / E على التوفر المحدود ، ولكنه يوفر طريقة موثوقة لاختبار الأتمتة. كان الهدف هو تقييم مفهوم أتمتة التحكم في أنظمة الطاقة الكهربائية باستخدام المحاكاة ، والذي تم تنفيذه باستخدام أداة النمذجة PSS / E. هناك العديد من معلمات أنظمة الطاقة ، ولكن لهذا العمل ، اقتصرت معلمات النمذجة على اثنين ؛ تدفق الحمل وظروف الدائرة القصيرة. تم اختيارهم لأن تدفق الحمل وظروف الدائرة القصيرة هي معلمات مهمة في الظروف الخاطئة. يسمح لك أتمتة نظام الطاقة بأتمتة إدارة مرافق الشبكة الكهربائية تلقائيًا. يتيح لك نظام التشغيل الآلي مراقبة والتحكم في توليد الكهرباء وأنظمة النقل وأنظمة التوزيع من موقع بعيد ، حتى إذا كانت بعيدة عن موقع النظام.

تتكون مجالات الاتصالات الصغيرة لمحطات المراقبة والتحكم عن بعد من مركز تحكم رئيسي ومركز تحكم إقليمي ومركز تحكم إقليمي. نظرًا لزيادة نشاط الشبكة على مستوى مراقبة المنطقة ، هناك حاجة إلى مركز مراقبة ومراقبة أساسي. يتم جمع البيانات عبر شبكة الكهرباء ، ونقل البيانات إلى مركز تحكم إقليمي ، ثم إلى مركز تحكم مركزي ، وعرض البيانات وإجراء التحليل لاتخاذ قرارات الإدارة وتحسين أداء النظام.

إن مفاهيم أتمتة إدارة الطاقة من نقطة التوليد إلى المستخدمين النهائيين وأظهرت نتائج المحاكاة. فيما يتعلق بالمحاكاة والإخراج ، حيث يتم عرضه للتكوين والظروف المحددة. كان الهدف هو إظهار ما سيراه مشغل المرافق في مركز التحكم من نظام إدارة الشبكة التلقائي ، مشيرًا إلى أنه كان يستخدم برنامج مراقبة. كان ذلك ضروريًا لأنه لا يمكن القيام به على شبكة حقيقية. كما أنها بمثابة أداة لمشغلي النظام في الوقت الحقيقي. لذلك ، إذا ظهرت مشاكل في شبكة الإمداد بالطاقة ، يتلقى مشغل المرافق تلقائيًا إشارة ويرسل تقريرًا إلى القسم المطلوب لاتخاذ قرار التحكم.