إدارة الطاقة لنظام الشبكات الميكرو الهجينة

تتطلب التقدمات الكبيرة في استخدام الطاقة الكهربائية توفير الطاقة المستمر واستقرار عالي بواسطة شركات الإنتاج والنقل والتوزيع. بالإضافة إلى ذلك، أدى توفير الطاقة الكهربائية على نطاق واسع إلى ضرر بيئي كبير بسبب انبعاثات الغازات الضارة وارتفاع أسعار الوقود الأحفوري. لمواجهة هذه التحديات، تم تقديم وحدات إنتاج الطاقة المتجددة مثل الرياح، والخلايا الشمسية (PV)، وخلايا الوقود (FC) لأنظمة الكهرباء. ومع ذلك، فإن إنتاج الطاقة الكهربائية من المصادر المتجددة يواجه عدم الاستقرار والانقطاع بسبب طبيعتها الجوهرية. للتخفيف من هذه المشكلات، تم اقتراح حلول مثل الشبكات الذكية (SG)، وأنظمة تخزين الطاقة (ESS)، والتقدم في أساليب التحكم والإدارة في قطاع الطاقة الكهربائية. تقدم هذه الدراسة نظام إدارة الطاقة (EMS) كتقنية تحكم لإدارة تدفق الطاقة استجابةً للطلب، والعرض، وظروف التخزين. يدمج نظام الطاقة الميكرو الهجين المقترح مصدري طاقة متجددة - خلايا الوقود (FC) والرياح - مع نظام تخزين الطاقة بالمكثفات الفائقة، ويمثل باستخدام MATLAB/Simulink. هذه المكونات مرتبطة عبر حافلة DC، متصلة بحافلة AC من خلال محول مصدر الجهد (VSI)، مما يتيح الاتصال بالشبكة الرئيسية لتزويد الأحمال المتنوعة في كل من أوضاع الجزيرة (غير المتصلة بالشبكة) والمتصلة بالشبكة (المتصلة بالشبكة). تهدف استراتيجية إدارة الطاقة إلى ضمان إمداد مستمر للطاقة إلى الحمل من خلال توجيه الطاقة خلال انخفاضات الإنتاج وامتصاص الطاقة خلال الزيادات. يتم ضمان استقرار إمدادات الطاقة من خلال تقنيات الإدارة والتحكم بما في ذلك تحسين سرب الجسيمات (PSO) وطريقة النسبة التناسبية المتكاملة (PI). يتم استخدام المحولات للحفاظ على استقرار الجهد على حافلة DC. تم إجراء دراسة حالة لتقييم أداء النظام في كل من أوضاع الاتصال والانفصال، مع الأخذ في الاعتبار الأحمال المتغيرة وسرعة الرياح الثابتة. تظهر النتائج فعالية استراتيجيات التحكم المختارة عبر سيناريوهات الشبكات الميكرو المختلفة.