تقنيات ربط مزارع عنفات إنركون مع الشبكة وإدارتها

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.

Enercon Turbine & Grid Control

 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.

Power Control

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.

Freq Control

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.

Reactive Power Control

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.

Short Circuit

بقاء العنفات مرتبطة مع الشبكة عند حدوث قصر في الشبكة

P,Q Ratio

النسبة P/Q ثابتة

Active Power Injection

حقن استطاعة فعلية في حالة العطل

Reactive Power Injection

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.

SCADA

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.

Generation Managment

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.

Load Control

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.

Voltage Stability

ثبات التوتر على الرغم من تغيرات الاستطاعة الفعالة المحقونة

Wind Farm Control

التحكم بالمزرعة عن طريق FCU

عن الكاتب

م.هبه الحلبي

م.هبه الحلبي
مهندسة طاقة كهربائية / طاقات متجددة تخرجت عام 2009 من جامعة دمشق/ كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية عضو في مشروع سوا (الأكاديمية العالمية للأعمال المستدامة), الذي يهدف لإعادة توجيه السياسات والإجراءات في سوريا نحو الاستدامة بما يتوافق مع التوجه العالمي عملت كمهندسة طاقات متجددة في قسم تطوير المشاريع في شركة سنا/ مرافق صفحة الكاتب

م.عمر الحبش

م.عمر الحبش
مهندس طاقة كهربائية, اختصاص طاقات متجددة خريج جامعة دمشق 2009 صفحة الكاتب

م.مروة جعيداني

مهندسة طاقة كهربائية اختصاص طاقات متجددة تخرجت عام 2009 من جامعة دمشق كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية, تحضر حالياً لنيل درجة الماجستير في هندسة الطاقات الكهربائية المتجددة وتعمل في وزارة الاتصالات والتقانة صفحة الكاتب
No Comments - Leave a comment

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

تابعنا
FacebookGooglePlusLinkedInTwitterRSS
النشرة البريدية

اشترك بالنشرة البريدية للرسائل الإخبارية:

شارك
استفتاءات

كيف وجدت التصميم الجديد للموقع ؟

View Results

Loading ... Loading ...