1- مولد إنركون الحلقي ونظام إدارة الشبكة Enercon Annular Generator and Management System

يعتبر المولد الحلقي المكون الرئيسي في نموذج عنفة إنركون الذي يعمل بدون علبة سرعة حيث يربط المولد التزامني ذو السرعة المنخفضة مباشرة مع الدوار وهنا يتغير توتر وتردد الخرج تبعاً لسرعة الرياح ويتم تبديلهما من خلال نظام إدارة الشبكة ليلائمان بارامترات الشبكة. ونستطيع التحكم بتوتر الخرج وسرعة الدوران من خلال التحكم بزاوية انحراف الشفرات والتحكم بالتهييج. تمر الاستطاعة الكهربائية المولدة إلى نظام إدارة الشبكة الذي يتألف من مقوم وحلقة تيار مستمر ومعرج، ويضمن المعرج أن تكون مواصفات استطاعة الخرج مطابقة لمواصفات الشبكة حيث يتم تغيير التوتر والتردد وفقاً لذلك ويتم رفع توتر المعرج (ذي التوتر 400V ) بواسطة محولة ليلائم التوتر المتوسط المطلوب من قبل الشبكة. يقدم هذا النظام عدة محاسن للأداء كإدارة الاستطاعة الردية والمساهمة في الحفاظ على مستويات التوتر، وبسبب التحكم الديناميكي الممتاز يقوم النظام بدعم الشبكة في الحالات الحرجة كقصر الدارة أو الاختناقات وهذه الطريقة تحسّن أمان واستقرار نظام الطاقة.

 مولد إنركون الحلقي ونظام إدارة الشبكة

2- توافق الشبكة الكهربائي Electrical Grid Compatibility

تقدم العنفات الريحية استطاعة أعظمية نوعية نتيجة لنظام التحكم و التشغيل المتبع وخلال عملية التشغيل لن يكون هناك أية حاجة إلى استهلاك استطاعة ردية وتهمل التوافقيات ورفة التوتر.

3- الحقن المنسق في الشبكة Coordinated Grid Feed in Network:

لكي نضمن عملية تشغيل اقتصادية وذات وثوقية عالية يجب أن ننظم الاستطاعة الردية المحقونة في الشبكة، فمثلاً عندما تقلع العنفة الريحية يتم التحكم بالاستطاعة المحقونة تبعاً لمتطلبات تشغيل الشبكة وهذا يسمح بدوره بتحسين جريان الحمولة واستقرار التوتر بالإضافة إلى تحسين التفاعل بين الشبكة والمستهلك.

التحكم بالاستطاعة لضمان الوثوقية والتشغيل النظامي

4- التحكم بالتردد Power Frequency Control:

إن التحكم بالتردد ضروري لضمان الوثوقية والاستقرار لعمل الشبكة بالإضافة إلى تزويد كميات نوعية وجيدة من الطاقة. تساهم عنفة إنركون في استقرار الشبكة من خلال تكييف الاستطاعة المحقونة في الشبكة لتطابق تردد الشبكة، فعند حدوث عطل في الشبكة يؤدي إلى زيادة مؤقتة في التردد فإن Enercon WECs يقلل الخرج تبعاً لمواصفات تشغيل الشبكة وعندما يستقر التردد من جديد فإن Enercon WECs يستمر بحقن الاستطاعة.

منحني التحكم بالتردد

5- التحكم بالاستطاعة الردية Reactive Power Management:

لكي نحافظ على شبكات نقل وتوزيع ذات كفاءة ووثوقية عالية فإن تنظيم الاستطاعة الردية لا غنى عنه وهذا ضروري ليس فقط لتعويض أجهزة النقل والكابلات والمحولات بل أيضاً للحفاظ على استقرار التوتر، ويجب أن يكون هناك منابع طاقة ردية ديناميكية متكاملة مع الشبكة مثل SVC أو STATCOM لتضمن تزويد كميات نوعية وكافية من الطاقة للمستهلك.

إن عنفة إنركون قادرة على تزويد الشبكة بخواص STATCOM حيث تقوم بتوحيد خواص الشبكة مع خواص STATCOM ، وبشكل مستقل عن الاستطاعة الفعالة المحقونة فإن مجال الاستطاعة الردية هو ضمن مجال تشغيل الشبكة حتى إذا لم يكن هناك حقن للاستطاعة الفعالة في الشبكة.

التحكم بالاستطاعة الردية عن طريق خصائص STATCOM

6- البقاء في حالة ارتباط عند حدوث عطل في الشبكة Staying Connecting When Grid Problems Occur:

تتطلب شبكات النقل والتوزيع مبدلات طاقة الرياح للحفاظ على الارتباط مع الشبكة عند حدوث قصر دارة، وكمحطات الطاقة التقليدية فإن العنفات لا يسمح لها بالفصل عن الشبكة بسرعة عند انخفاض قيمة التوتر أو زيادته نتيجة حدوث مشاكل في الشبكة، لذا فإن العنفة مزودة بميزة Enercon UVRT التي تعطيها هذه السمة وعندها لن يكون هناك مشكلة عند حدوث قصر دارة و بالتالي تستطيع العنفة العمل عند حدوث عطل لعدة ثوانٍ، وهذا ممكن عندما ينهار توتر العنفة نتيجة حدوث عطل في النظام الكهربائي. وبالاعتماد على البارامترات المختارة فإن العنفة يمكن أن تحقن استطاعة ردية أو فعالة للحفاظ على توتر الشبكة. وإذا كانت المركبة الردية للتيار معتمدة على التوتر فيمكن حقنها أيضاً إذا كان ذلك مطلوب، وبالاعتماد على الطلب فإنه يمكن عند حدوث عطل عدم حقن أية استطاعة فعالة على الرغم من أن العنفة تعمل خلال فترة العطل، وبعد انتهاء العطل يمكن حقن الاستطاعة الفعالة من جديد.

بقاء العنفات مرتبطة مع الشبكة عند حدوث قصر في الشبكة

النسبة P/Q ثابتة

حقن استطاعة فعلية في حالة العطل

حقن استطاعة ردية بشكل أساسي في حالة العطل

7- نظام السكادا Enercon SCADA:

تتكون هيكليته من وحدات، يستخدم للتحكم والمراقبة عن بعد بالمزرعة، ويشكل عنصر هام في برامج الصيانة حيث يقدم العديد من الوظائف الخيارية ووصلات الاتصال للربط مع الشبكة.

نظام السكادا

8- إدارة التوليد Power Generation Management:

إذا كانت خرج المزرعة الريحية أكبر من سعة الشبكة في نقطة الارتباط فإن منظم استطاعة المزرعة يضمن استخدام السعة الأكبر في جميع الأوقات. إذا انخفض خرج إحدى العنفات فإن باقي العنفات تضبط لتقدم استطاعة أكبر وهذا ما يقوم به نظام السكادا أوتوماتيكياً.

إدارة التوليد

9- التحكم بزيادة الحمولة Bottleneck Management:

ليس كل المناطق لديها سعة نقل كافية لإدارة الحمولة المنخفضة وحالات الرياح القوية لكن باستخدام Enercon bottleneck management يمكننا ربط المزرعة الريحية مع هذا النوع من الشبكات. إن تبادل المعلومات بين المزرعة والشبكة يضمن تكييف أكبر كميات ممكنة من خرج المزرعة لتلائم سعة النقل.

إدارة زيادة الحمولة

10- وصلات معالجة المعلومات Enercon PDI (Process Data Interface)

يتم قياس بارامترات المزرعة ثم يقوم نظام السكادا بإرسالها عبر وصلات معالجة المعلومات إلى مشغل الشبكة وتكون هذه الوصلات إما تمثيلية أو رقمية. أيضاً قد تستخدم تقنية Enercon METEO التي تقدم إمكانية تكامل سواري القياس في المزرعة مع نظام السكادا وبالتالي نقل المعلومات إلى النظام الخارجي.

11- وحدة التحكم بالمزرعة Enercon Farm Control Unit (FCU):

تستطيع المزرعة القيام بالعديد من العمليات الكبيرة والمعقدة وعمليات التحكم ذات الحلقة المفتوحة أو المغلقة للقيم الكهربائية الرئيسية في نقطة الاتصال مع الشبكة وهذا التحكم ضروري بسبب قابلية التطبيق لكود الشبكة في نقطة الاتصال المشتركة PCC وبسبب التحسين الاقتصادي لمشروع المزرعة الريحية، لذلك يحتوي نظام السكادا على وحدة التحكم بالمزرعة FCU التي تمكننا من التحكم بالاستطاعة الردية والفعالة وتملك حلقة تغذية خلفية للتحكم بالتوتر حيث تساهم في استقرار التوتر عند القيمة المرجعية ويمكن إدارتها من موقع مركزي وهذا ما تتطلبه بعض الشبكات الضعيفة لتتكامل مع المزارع الريحية.

تستخدم وحدة التحكم بالمزرعة الاستطاعة الردية للتحكم بالتوتر في نقطة الاتصال بالشبكة PCC، كمل يستطيع مشغل الشبكة التحكم بالتوتر استناداً إلى قيمة مرجعية أو من خلال وصلات إضافية.

ثبات التوتر على الرغم من تغيرات الاستطاعة الفعالة المحقونة

التحكم بالمزرعة عن طريق FCU