في العصر الحالي المتمثل في التطور السريع لتكنولوجيا الطاقة ، تقوم المحولات المتصلة بالشبكة ، كجهاز رئيسي لاتصال شبكة الطاقة ، بدمج التقنيات الناشئة باستمرار لتحقيق اختراقات مزدوجة في الأداء والوظائف. من التطبيق العميق لخوارزميات الذكاء الاصطناعي إلى الممارسة المبتكرة لمواد أشباه الموصلات الجديدة ، جلب تكامل هذه التقنيات فرصًا جديدة للتطوير للمزولات المتصلة بالشبكة ، كما عزز حقل اتصال شبكة الطاقة إلى مستوى أعلى.
تعمل خوارزمية الذكاء الاصطناعي على ترقية التحكم الذكي
جلب إدخال خوارزميات الذكاء الاصطناعي (AI) تغييرات ثورية في السيطرة الذكية على المحولات المتصلة بالشبكة. تعتمد استراتيجيات التحكم في الشبكة التقليدية المتصلة في الغالب على قواعد منطقية ثابتة ومعلمات محددة مسبقًا ، والتي يصعب التكيف معها مع بيئات شبكة الطاقة المعقدة وتغييرها ومدخلات الطاقة. بمساعدة خوارزميات الذكاء الاصطناعى ، يمكن للمحولات المتصلة بالشبكة تحليل كميات هائلة من البيانات في الوقت الفعلي ، بما في ذلك جهد الشبكة وتقلبات التردد ، وتغييرات الإخراج في مصادر الطاقة الموزعة ، ومنحنيات تحميل الكهرباء من جانب المستخدم وغيرها من المعلومات.
مع أخذ خوارزميات التعلم التعزيز كمثال ، يمكنهم تعلم استراتيجية التحكم المثلى بشكل مستقل من خلال التفاعل باستمرار مع بيئة شبكة الطاقة. في محطة توليد الطاقة الكهروضوئية الموزعة ، يتم استخدام شبكة متصلة على أساس التعلم المعزز ، والتي يمكن أن تعدل بشكل ديناميكي استراتيجية تتبع نقاط الطاقة (MPPT) بشكل ديناميكي لمحطة الطاقة الضوئية وفقًا للوقت الفعلي في الوقت الفعلي في الطقس وكثافة الإضاءة ، وبالتالي تحسين كفاءة توليد الطاقة في محطة الطاقة الضوئية بنسبة 8 ٪ {2}. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تحقق خوارزميات الذكاء الاصطناعى تشخيص الخطأ والصيانة التنبؤية للمزولات المتصلة بالشبكة. من خلال التعلم المستمر وتحليل بيانات تشغيل المعدات ، يتم تحديد مخاطر الصدع المحتملة مسبقًا ويتم إصدار تحذيرات. بالمقارنة مع طرق تشخيص الأعطال التقليدية ، تم تحسين دقة التنبؤ بالأخطاء بأكثر من 60 ٪ ، مما يقلل بشكل فعال من تكاليف التوقف عن المعدات وصيانتها.
قفزة أداء أجهزة كربيد السيليكون وأجهزة نيتريد الغاليوم
لقد قام تطبيق مواد أشباه الموصلات الجديدة مثل كربيد السيليكون (SIC) ونيتريد الغاليوم (GAN) بتحسين أداء المحولات المتصلة بالشبكة. بالمقارنة مع الأجهزة التقليدية القائمة على السيليكون ، فإن أجهزة SIC و GAN لديها قوة حقل كهربائي أعلى ، الموصلية الحرارية العالية ، وأقل على المقاومة. يمكن لمزولات الشبكة المتصلة باستخدام أجهزة SIC تقليل خسائر التبديل بنسبة 30 ٪ -50 ، ويمكن زيادة تردد التشغيل إلى عشرات KHz أو أعلى ، مما يقلل بشكل كبير من حجم ووزن العاكس ويحسن كثافة الطاقة.
في مشروع معين من طاقة الرياح البحرية ، حققت شبكة متصلة باستخدام أجهزة SIC نفس ناتج الطاقة ، حيث بلغ حجم 60 ٪ فقط من المحولات التقليدية وخفض الوزن بنسبة 40 ٪ ، مما يجعل من السهل تثبيت وصيانة الشاطئ. في الوقت نفسه ، نظرًا للأداء الممتاز لأجهزة SIC و GAN ، تم تحسين كفاءة تحويل الطاقة للشبكات المتصلة بشكل كبير ، مع وجود بعض المنتجات التي تتجاوز 99 ٪ ، مما يقلل من تكاليف توليد الطاقة بشكل فعال وتعزيز القدرة التنافسية لتوليد الطاقة المتجددة في السوق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذه الأجهزة الجديدة أن تعمل أيضًا بشكل ثابت في بيئات قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة والجهد العالي ، مما يوسع سيناريوهات التطبيق من المحولات المتصلة بالشبكة.
تتيح تكنولوجيا إنترنت الأشياء التوصيل البيني والإدارة عن بُعد
يمكّن تكامل تقنية Internet of Things (IoT) المحولات المتصلة بالشبكة من القدرة على التوصيل البيني والإدارة عن بُعد. من خلال نشر أجهزة الاستشعار ووحدات الاتصال على المحولات المتصلة بالشبكة ، يمكن تحميل حالة تشغيل الجهاز وبيانات الوقت الفعلي وغيرها من المعلومات إلى النظام الأساسي السحابي. يمكن لموظفي العمليات مراقبة معلمات العمل عن بُعد ، مثل جهد الخرج ، والتيار ، والطاقة ، أو درجة الحرارة ، وما إلى ذلك ، في أي وقت وفي أي مكان من خلال تطبيقات الأجهزة المحمولة أو محطات الكمبيوتر ، لتحقيق إدارة المعدات في الوقت الفعلي.
في مشاريع الطاقة الموزعة ، يتم توصيل عدد كبير من المحولات المتصلة بالشبكة اللامركزية ككل من خلال تقنية إنترنت الأشياء ، ويمكن لمشغلي الطاقة استخدام منصة الإدارة لإجراء الإرسال المركزي والتحكم الأمثل لجميع المحولات. على سبيل المثال ، عندما يحتاج جانب الشبكة إلى حلاقة الذروة ، يمكن للمنصة تحليل حالة كل عاكس بسرعة ، وتخصيص مهام التعديل بشكل معقول ، وتمكين أنظمة الطاقة الموزعة من المشاركة بشكل أفضل في خدمات الشبكة المساعدة. في الوقت نفسه ، تدعم تقنية إنترنت الأشياء أيضًا التفاعل بين المستخدمين والمحولات المتصلة بالشبكة. يمكن للمستخدمين التحكم في استراتيجيات الشحن والتفريغ للمحولات من خلال عمليات الهاتف المحمول بناءً على معلومات أسعار الكهرباء في الوقت الفعلي ، وتحسين تكاليف الطاقة ، وتحسين الاقتصاد ومرونة استخدام الطاقة.