الاختلافات في جودة الطاقة بين أنظمة الجهد العالي والمنخفض

جودة الطاقة هي عنصر أساسي للتشغيل الآمن والاقتصادي لنظام الطاقة. بسبب الاختلافات في مستويات الجهد وسيناريوهات التطبيق، هناك اختلافات كبيرة في قضايا جودة الطاقة، ومستويات التأثير، واستراتيجيات التخفيف بين مراحل الجهد المنخفض (1 كيلو فولت وأقل) والجهد العالي (أعلى من 1 كيلو فولت). وبالتحديد:

باعتبارها وصلة التوزيع النهائي في نظام الطاقة، يغطي جانب الجهد المنخفض المحطات السكنية والتجارية والصناعية. بسبب النسبة العالية من الأحمال غير الخطية (المحولات، الأجهزة المنزلية) والأحمال أحادية الطور، فإنه عرضة لانحرافات الجهد، التوافقية الثالثة/الخامسة/السابعة الكبيرة، عامل الطاقة المنخفض، وعدم التوازن ثلاثي الأطوار. ويقتصر التأثير على أنظمة التوزيع المحلية، ويظهر فقدان المعدات للحرارة، وتعطل الأدوات الدقيقة، وزيادة استهلاك الطاقة. ويتطلب التخفيف معدات من قبيل مصارف المكثفات المنخفضة الفولطية، ومحرك الطاقة الكهروحراري/مولد طاقة الشمس الكبير، التي تتيح مرونة في التركيب وتكاليف يمكن التحكم فيها.

يتحمل جانب الجهد العالي المسؤوليات الأساسية لنقل شبكة الطاقة، وربط شبكة الطاقة المتجددة، وإمدادات الطاقة الصناعية عالية الجهد على نطاق واسع. متأثرة من أعطال الشبكة، تبديل المعدات الكبيرة، وضربات البرق، فإنه كثيرا ما تواجه انخفاضات الجهد/الزيادات، التوافقيات/التوافقيات المعقدة، ارتفاع الطاقة التفاعلية، وزيادة الفولتية العابرة. ولهذه المشاكل تأثير على نطاق الشبكة، مما قد يؤدي إلى تعطل المحطات الفرعية، أو إغلاق خطوط الإنتاج الكبيرة، أو حتى انقطاع التيار الكهربائي على الصعيد الإقليمي. ويتطلب التخفيف استخدام معدات ذات قدرة كبيرة مثل مصارف المكثفات ذات الجهد العالي، وأجهزة SVG/SVC ذات الجهد العالي، وأجهزة منع الاندماجات، ويجب تنسيقها مع آليات حماية الشبكات المحلية، مما يؤدي إلى ارتفاع التعقيد التقني وتكاليف الاستثمار.

ومن الأهمية بمكان تحديد خصائص جودة الطاقة على مختلف مستويات الفولطية ووضع حلول علمية للتخفيف من حدتها من أجل تحقيق الكفاءة والسلامة في نظام الطاقة!