عامر الدرابسة يكتب: مفهوم الأتمتة في إدارة أنظمة الطاقة الكهربائية

الأنباط -

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.