الشبكة المصغرة

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

الشبكة المصغرة هي شبكة كهربائية محلية ذات حدود كهربائية محددة، تعمل كوحدة واحدة قابلة للتحكم. [ 1 ] وهي قادرة على العمل في وضعيات متصلة بالشبكة الرئيسية أو منفصلة عنها. [ 2 ] [ 3 ] يمكن ربط الشبكات المصغرة معًا أو تشغيلها بشكل مستقل أو معزول، حيث تعمل هذه الشبكات بشكل منفصل عن الشبكة الرئيسية ولا تكون متصلة بنظام طاقة كهربائية أوسع. [ 4 ] تُسمى الشبكات المصغرة الصغيرة جدًا أحيانًا بالشبكات النانوية عندما تخدم مبنى واحدًا أو حملاً واحدًا. [ 5 ] [ 6 ]

تعمل الشبكة المصغرة المتصلة بالشبكة الرئيسية عادةً بشكل متزامن مع الشبكة الرئيسية التقليدية واسعة النطاق ، ولكنها قادرة على الانفصال عن الشبكة الرئيسية والعمل بشكل مستقل في " وضع الجزيرة " حسب الظروف التقنية أو الاقتصادية. [ 7 ] وبهذه الطريقة، تُحسّن أمن الإمداد داخل خلية الشبكة المصغرة، ويمكنها توفير طاقة احتياطية، مع التبديل بين وضع الجزيرة ووضع الاتصال. [ 7 ] يُطلق على هذا النوع من الشبكات اسم الشبكة المصغرة القابلة للعزل . [ 8 ]

يُطبّق أحد أنواع الشبكات الصغيرة التحكم في توليد الطاقة الموزعة على نطاق صغير على مستوى منزل واحد أو مبنى صغير: الشبكة النانوية . [ 9 ] وقد طُوّرت شبكات نانوية تعمل بالتيار المستمر، ذات مكونات مفتوحة المصدر، لتوفير الطاقة الشمسية الكهروضوئية لأي نظام صغير، مثل سيارة إسعاف [ 10 ] أو حتى على مستوى الجهاز نفسه. [ 11 ] [ 12 ] وعلى الرغم من أن أنظمة التيار المستمر أكثر كفاءة بشكل عام، إلا أنه يمكن أيضًا تشغيل الشبكات النانوية بالتيار المتردد لجعلها متوافقة مع المزيد من الأجهزة الشائعة. [ 13 ]

تعتمد الشبكة المصغرة المستقلة على مصادرها الخاصة لتوليد الكهرباء ، مدعومة بنظام تخزين الطاقة . تُستخدم هذه الشبكات في المناطق التي يصعب فيها نقل وتوزيع الطاقة من مصدر مركزي رئيسي، كما أن تشغيلها مكلف للغاية. [ 1 ] وهي توفر خيارًا لتزويد المناطق الريفية النائية والجزر الصغيرة بالكهرباء. [ 4 ] ويمكن للشبكة المصغرة المستقلة دمج مصادر التوليد الموزع المختلفة بكفاءة، لا سيما مصادر الطاقة المتجددة . [ 1 ]

تُعدّ التحكم والحماية من التحديات التي تواجه الشبكات الصغيرة، إذ يجب توليد جميع الخدمات المساعدة اللازمة لاستقرار النظام داخل الشبكة الصغيرة، وقد تُشكّل مستويات قصر الدائرة المنخفضة تحديًا للتشغيل الانتقائي لأنظمة الحماية. ومن الميزات المهمة أيضًا توفير احتياجات طاقة متعددة مفيدة، مثل التدفئة والتبريد إلى جانب الكهرباء، لأن ذلك يسمح باستبدال ناقلات الطاقة وزيادة كفاءة الطاقة بفضل استخدام الحرارة المهدرة لأغراض التدفئة وتسخين المياه المنزلية والتبريد (استخدام الطاقة في قطاعات متعددة). [ 14 ]

التعريفات

تُعرّف مجموعة تبادل الشبكات الصغيرة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية [ 15 ] الشبكة الصغيرة بأنها "مجموعة من الأحمال المترابطة وموارد الطاقة الموزعة ضمن حدود كهربائية محددة بوضوح، وتعمل كوحدة واحدة قابلة للتحكم فيما يتعلق بالشبكة الرئيسية. ويمكن للشبكة الصغيرة أن تتصل بالشبكة الرئيسية وتنفصل عنها لتمكينها من العمل في وضع الاتصال بالشبكة الرئيسية أو وضع التشغيل المستقل." [ 16 ]

يُعرّف مختبر بيركلي الشبكة المصغرة بأنها: "تتكون من توليد الطاقة وتخزينها، ويمكنها تزويد مبنى أو حرم جامعي أو مجتمع بالطاقة عند عدم اتصالها بشبكة الكهرباء الرئيسية، كما في حالة وقوع كارثة". وتُسمى الشبكة المصغرة التي يمكن فصلها عن شبكة الكهرباء الرئيسية (عند "نقطة الربط المشتركة") "شبكة مصغرة قابلة للعزل". [ 8 ]

يصف مشروع بحثي ممول من الاتحاد الأوروبي [ 17 ] الشبكة المصغرة بأنها تتألف من أنظمة توزيع ذات جهد منخفض مع موارد طاقة موزعة ( توربينات صغيرة ، خلايا وقود ، خلايا شمسية ضوئية ، إلخ)، وأجهزة تخزين ( بطاريات ، عجلات تخزين الطاقة)، ​​ونظام تخزين طاقة، وأحمال مرنة. يمكن لهذه الأنظمة أن تعمل متصلة أو منفصلة عن الشبكة الرئيسية. ويمكن أن يُسهم تشغيل مصادر الطاقة المصغرة في الشبكة في تحسين أداء النظام ككل، إذا ما تمت إدارتها وتنسيقها بكفاءة. [ 18 ]

تُعرّف موسوعة الكهرباء الشبكة المصغرة بأنها مجموعة من الأحمال المترابطة وموارد الطاقة الموزعة ذات حدود كهربائية محددة، والتي تُشكّل نظام طاقة كهربائية محليًا عند مستويات جهد التوزيع، أي الجهد المنخفض والمتوسط ​​حتى 35 كيلوفولت. تعمل هذه المجموعة من عقد المستهلك والمنتج المرتبطة كوحدة واحدة قابلة للتحكم، وهي قادرة على العمل إما في وضع الاتصال بالشبكة أو في وضع التشغيل المستقل . [ 3 ]

تُعرّف المعرفة بالشبكات الصغيرة الشبكة الصغيرة بأنها "نظام طاقة مكتفٍ ذاتيًا يخدم بصمة جغرافية منفصلة، ​​مثل حرم جامعي أو مجمع مستشفى أو مركز أعمال أو حي سكني". [ 19 ]

الشبكة المصغرة المستقلة، أو الشبكة المصغرة المعزولة، والتي تُسمى أحيانًا "شبكة الجزيرة"، تعمل بمعزل عن الشبكة الرئيسية ولا يمكن ربطها بنظام طاقة كهربائية أوسع. وعادةً ما تُصمم هذه الشبكات للجزر الجغرافية أو لتوفير الكهرباء للمناطق الريفية. [ 4 ] في العديد من الدول النامية، يُشار غالبًا إلى الشبكات المصغرة المستخدمة لتوفير الكهرباء في المناطق التي لم تكن موصولة بالكهرباء سابقًا باسم " الشبكات الصغيرة ". [ 20 ] أما الشبكات النانوية، فهي تابعة لمنزل أو مبنى واحد، ويؤدي ربط عدة شبكات نانوية إلى تكوين شبكة (شبكة مصغرة)، مما يُسهل تبادل الطاقة بين الشبكات النانوية الفردية. [ 6 ]

مخطط نموذجي لشبكة كهربائية صغيرة تعتمد على موارد الطاقة المتجددة في وضع الاتصال بالشبكة الرئيسية

بيئة الحرم الجامعي / الشبكات المصغرة المؤسسية

يركز تصميم الشبكات المصغرة في الحرم الجامعي على تجميع الطاقة المولدة في الموقع لدعم أحمال متعددة تقع في منطقة جغرافية صغيرة حيث يمكن للمالك إدارتها بسهولة. [ 21 ] [ 22 ]

الشبكات المصغرة المجتمعية

يمكن للشبكات المصغرة المجتمعية خدمة آلاف العملاء ودعم انتشار الطاقة المحلية (الكهرباء والتدفئة والتبريد). [ 23 ] في الشبكة المصغرة المجتمعية، قد تمتلك بعض المنازل مصادر طاقة متجددة تلبي احتياجاتها واحتياجات جيرانها في نفس المجتمع. كما قد تحتوي الشبكة المصغرة المجتمعية على وحدة تخزين طاقة مركزية أو عدة وحدات تخزين موزعة. ويمكن أن تتخذ هذه الشبكات المصغرة شكل شبكة تيار متردد وأخرى تيار مستمر متصلتين عبر محول إلكتروني ثنائي الاتجاه للطاقة. [ 24 ]

شبكات صغيرة بعيدة عن الشبكة

لا تُصمَّم هذه الشبكات الصغيرة عادةً للربط بالشبكة الرئيسية ، بل تعمل بشكل مستقل تمامًا نظرًا لاعتبارات اقتصادية أو موقع جغرافي. وعادةً ما تُبنى الشبكات الصغيرة "الخارجة عن الشبكة" في مناطق نائية بعيدة عن أي بنية تحتية لنقل وتوزيع الطاقة، وبالتالي لا ترتبط بشبكة الكهرباء العامة. [ 21 ] [ 25 ] وقد أظهرت الدراسات أن تشغيل الشبكات الصغيرة الخارجة عن الشبكة في المناطق النائية أو الجزر، والتي تعتمد بشكل أساسي على مصادر الطاقة المتجددة، يُقلل من التكلفة المُعدّلة لإنتاج الكهرباء طوال عمر هذه المشاريع. [ 26 ] [ 27 ] وفي بعض الحالات، تُدمج الشبكات الصغيرة الخارجة عن الشبكة في الشبكة الوطنية أو "الشبكة الرئيسية"، وهي عملية تتطلب تخطيطًا فنيًا وتنظيميًا وقانونيًا. [ 28 ]

قد تُغذّى المناطق النائية الشاسعة بعدة شبكات صغيرة مستقلة، لكل منها مالك (مشغل) مختلف. ورغم أن هذه الشبكات الصغيرة مصممة تقليديًا لتكون مكتفية ذاتيًا من الطاقة، إلا أن مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة وتقلباتها الحادة وغير المتوقعة قد تتسبب في نقص مفاجئ في الطاقة أو زيادة مفرطة في إنتاجها. وبدون تخزين الطاقة وأنظمة تحكم ذكية، سيؤدي ذلك فورًا إلى انحراف غير مقبول في الجهد أو التردد في هذه الشبكات. ولمعالجة هذه الحالات، يمكن ربط هذه الشبكات الصغيرة مؤقتًا بشبكة مجاورة مناسبة لتبادل الطاقة وتحسين انحرافات الجهد والتردد. [ 29 ] [ 30 ] ويمكن تحقيق ذلك من خلال مفتاح إلكتروني للطاقة [ 31 ] [ 32 ] بعد مزامنة مناسبة [ 33 ] أو من خلال توصيل مباشر بين محولين إلكترونيين للطاقة [ 34 ] وبعد التأكد من استقرار النظام الجديد. يمكن تحديد الحاجة إلى ربط الشبكات الصغيرة المجاورة وإيجاد الشبكة الصغيرة المناسبة للربط بها من خلال أساليب التحسين [ 35 ] أو اتخاذ القرار [ 36 ] .

نظرًا لأن الشبكات الصغيرة المنفصلة عن الشبكة الرئيسية غالبًا ما تكون صغيرة الحجم وتُبنى من الصفر، فإنها تتمتع بإمكانية دمج أفضل الممارسات من قطاع الكهرباء العالمي، ودمج الابتكار في مجال الطاقة ودفعه قدمًا. [ 37 ] من الشائع الآن رؤية هذه الشبكات الصغيرة المنفصلة عن الشبكة الرئيسية تعمل بشكل كبير بالطاقة المتجددة وتُدار بأنظمة تحكم ذكية على مستوى المستهلك، وهو أمر ليس من السهل دائمًا تنفيذه في قطاع الطاقة الأكبر حجمًا بسبب المصالح القائمة والبنية التحتية القديمة الموجودة مسبقًا. [ 38 ] [ 39 ]

شبكات الطاقة المصغرة في القواعد العسكرية

يجري نشر هذه الشبكات المصغرة بنشاط مع التركيز على الأمن المادي والإلكتروني للمنشآت العسكرية لضمان إمداد موثوق للطاقة دون الاعتماد على الشبكة الرئيسية. [ 21 ] [ 40 ]

الشبكات الصغيرة التجارية والصناعية

تشهد هذه الأنواع من الشبكات الصغيرة تطورًا سريعًا في أمريكا الشمالية وشرق آسيا؛ إلا أن غياب معايير معروفة لها يحدّ من انتشارها عالميًا. وتتمثل الأسباب الرئيسية لتركيب شبكة صغيرة صناعية في أمن وموثوقية إمدادات الطاقة. فهناك العديد من عمليات التصنيع التي قد يتسبب فيها انقطاع التيار الكهربائي بخسائر فادحة في الإيرادات وفترة تشغيل طويلة. [ 21 ] [ 25 ] ويمكن تصميم الشبكات الصغيرة الصناعية لتزويد العمليات الصناعية ذات الانبعاثات شبه الصفرية في الاقتصاد الدائري ، كما يمكنها دمج توليد الطاقة والحرارة معًا ، بالاعتماد على مصادر متجددة ومعالجة النفايات؛ ويمكن أيضًا استخدام تخزين الطاقة لتحسين أداء هذه الأنظمة الفرعية. [ 41 ] ويمكن أيضًا ربط الشبكات الصغيرة بمورد تجاري كبير يمتلك قدرة توليد عالية، وذلك لأسباب تتعلق بالمرونة أو الجدوى الاقتصادية. [ 42 ]

الطوبولوجيا

هناك حاجة إلى بنى تحتية لإدارة تدفق الطاقة من أنواع مختلفة من المصادر إلى الشبكة الكهربائية. وبالتالي، يمكن تصنيف الشبكة المصغرة إلى ثلاث بنى: [ 43 ]

شبكة التيار المتردد الصغيرة

تُوصَّل مصادر الطاقة ذات خرج التيار المتردد بناقل التيار المتردد عبر محول تيار متردد/متردد، والذي يحوّل التردد والجهد المتغيرين للتيار المتردد إلى موجة تيار متردد بتردد وجهد مختلفين. أما مصادر الطاقة ذات خرج التيار المستمر، فتُوصَّل بناقل التيار المتردد عبر محولات تيار مستمر/متردد.

شبكة التيار المستمر الصغيرة

في بنية الشبكة المصغرة للتيار المستمر، تُوصل مصادر الطاقة ذات خرج التيار المستمر بناقل التيار المستمر مباشرةً أو عبر محولات التيار المستمر/المستمر. أما مصادر الطاقة ذات خرج التيار المتردد، فتُوصل بناقل التيار المستمر عبر محول التيار المتردد/المستمر.

شبكة كهربائية هجينة صغيرة

تتميز الشبكة المصغرة الهجينة بتصميم يسمح بتدفق الطاقة من مصدر التيار المتردد والتيار المستمر. بالإضافة إلى ذلك، يتم توصيل خطوط التيار المتردد والتيار المستمر ببعضها البعض عبر محول ثنائي الاتجاه، مما يسمح بتدفق الطاقة في كلا الاتجاهين بين الخطين.

المكونات الأساسية

مشروع " المستوطنة الشمسية" ، وهو مشروع سكني مستدام في فرايبورغ ، ألمانيا.

التوليد المحلي

تُقدّم الشبكة المصغّرة أنواعًا مختلفة من مصادر توليد الطاقة التي تُزوّد ​​المستخدم بالكهرباء والتدفئة والتبريد. تشمل هذه المصادر أنواعًا من الوقود الغازي مثل الغاز الطبيعي والغاز الحيوي والهيدروجين، والتي تُستخدم عادةً في محركات الغاز ضمن أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة (CHP) أو أنظمة التوليد المشترك للحرارة والطاقة والتبريد (CCHP)، و/أو مصادر توليد الطاقة المتجددة المتقطعة مثل توربينات الرياح أو وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. [ 44 ]

استهلاك

في الشبكة المصغرة، يشير الاستهلاك ببساطة إلى العناصر التي تستهلك الكهرباء والحرارة والتبريد، والتي تتراوح من الأجهزة الفردية إلى أنظمة الإضاءة والتدفئة للمباني والمراكز التجارية وما إلى ذلك. في حالة الأحمال القابلة للتحكم، يمكن تعديل استهلاك الكهرباء وفقًا لمتطلبات الشبكة.

تخزين الطاقة

في الشبكات الصغيرة، يؤدي تخزين الطاقة وظائف متعددة، منها ضمان جودة الطاقة، وتنظيم التردد والجهد، وتنعيم إنتاج مصادر الطاقة المتجددة، وتوفير طاقة احتياطية للنظام، ولعب دور حاسم في تحسين التكاليف. ويمكن تحقيق تخزين الطاقة من خلال مزيج من تقنيات التخزين الكيميائي والكهربائي والضغط والجاذبية وعجلة التخزين والحرارة. عند توفر أجهزة تخزين طاقة متعددة بسعات مختلفة في الشبكة الصغيرة، يُفضل تنسيق عمليات شحنها وتفريغها بحيث لا يُفرغ جهاز التخزين الأصغر حجمًا أسرع من الأجهزة ذات السعات الأكبر. وبالمثل، يُفضل ألا يُشحن جهاز التخزين الأصغر حجمًا بالكامل قبل الأجهزة ذات السعات الأكبر. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تحكم منسق في أجهزة تخزين الطاقة بناءً على حالة شحنها . [ 45 ] في حال استخدام أنظمة تخزين طاقة متعددة (قد تعمل بتقنيات مختلفة) والتحكم بها بواسطة وحدة إشراف واحدة ( نظام إدارة الطاقة )، ​​فإن التحكم الهرمي القائم على بنية رئيسية/تابعة يضمن أفضل أداء، لا سيما في وضع التشغيل المستقل. [ 41 ]

نقطة التوصيل المشتركة (PCC)

هذه هي النقطة في الدائرة الكهربائية التي يتم عندها ربط الشبكة المصغرة بالشبكة الرئيسية. [ 46 ] تُسمى الشبكات المصغرة التي لا تحتوي على نقطة ربط مشتركة (PCC) بالشبكات المصغرة المعزولة، وهي عادةً ما توجد في مواقع نائية (مثل المجتمعات النائية أو المواقع الصناعية النائية) حيث يكون الربط بالشبكة الرئيسية غير ممكن إما بسبب قيود فنية أو اقتصادية.

المزايا والتحديات

المزايا

تتميز الشبكة المصغرة بقدرتها على العمل في وضعين: متصل بالشبكة الرئيسية ومستقل، كما أنها قادرة على إدارة عملية الانتقال بينهما. في وضع الاتصال بالشبكة الرئيسية، يمكن توفير خدمات مساعدة من خلال تبادل الطاقة بين الشبكة المصغرة والشبكة الرئيسية. وتوجد مصادر دخل أخرى محتملة. [ 47 ] أما في وضع التشغيل المستقل، فينبغي أن تكون الطاقة الفعالة وغير الفعالة المولدة داخل الشبكة المصغرة، بما في ذلك تلك التي يوفرها نظام تخزين الطاقة، متوازنة مع الطلب على الأحمال المحلية. توفر الشبكات المصغرة خيارًا لتحقيق التوازن بين الحاجة إلى خفض انبعاثات الكربون والاستمرار في توفير طاقة كهربائية موثوقة في الفترات التي لا تتوفر فيها مصادر الطاقة المتجددة. كما توفر الشبكات المصغرة ميزة الحماية من الظروف الجوية القاسية والكوارث الطبيعية، وذلك لعدم امتلاكها أصولًا ضخمة وشبكات أسلاك كهربائية طويلة فوق الأرض وغيرها من البنى التحتية الكهربائية التي تحتاج إلى صيانة أو إصلاح بعد وقوع مثل هذه الأحداث. [ 48 ] [ 49 ]

قد تنتقل الشبكة المصغرة بين هذين النمطين بسبب الصيانة الدورية، أو تدهور جودة الطاقة، أو نقص في الشبكة الرئيسية، أو أعطال في الشبكة المحلية، أو لأسباب اقتصادية. [ 49 ] [ 50 ] ومن خلال تعديل تدفق الطاقة عبر مكونات الشبكة المصغرة، تُسهّل هذه الشبكات دمج مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الكهروضوئية، وطاقة الرياح، وخلايا الوقود، دون الحاجة إلى إعادة تصميم نظام التوزيع الوطني. [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] كما يمكن دمج أساليب التحسين الحديثة في نظام إدارة الطاقة للشبكة المصغرة لتحسين الكفاءة، والجدوى الاقتصادية، والمرونة. [ 48 ] [ 53 ] [ 52 ] [ 54 ]

التحديات

تُثير الشبكات الصغيرة، ودمج وحدات موارد الطاقة الموزعة عمومًا، عددًا من التحديات التشغيلية التي يجب معالجتها عند تصميم أنظمة التحكم والحماية، لضمان عدم تأثر مستويات الموثوقية الحالية بشكل كبير، والاستفادة الكاملة من المزايا المحتملة لوحدات التوليد الموزع. ينشأ بعض هذه التحديات من افتراضات كانت تُطبق عادةً على أنظمة التوزيع التقليدية ولم تعد صالحة، بينما ينتج البعض الآخر عن مشكلات استقرار كانت تُلاحظ سابقًا على مستوى نظام النقل فقط. [ 49 ] تشمل أبرز التحديات في حماية الشبكات الصغيرة والتحكم بها ما يلي:

  • تدفقات الطاقة ثنائية الاتجاه : يمكن أن يؤدي وجود وحدات التوليد الموزعة في الشبكة عند مستويات الجهد المنخفضة إلى تدفقات طاقة عكسية قد تؤدي إلى تعقيدات في تنسيق الحماية، وأنماط تدفق طاقة غير مرغوب فيها، وتوزيع تيار العطل ، والتحكم في الجهد . [ 49 ]
  • مشاكل الاستقرار : قد تُؤدي التفاعلات بين أنظمة التحكم في وحدات التوليد الموزع إلى تذبذبات محلية، مما يستلزم تحليلًا دقيقًا لاستقرار النظام في ظل الاضطرابات الصغيرة. علاوة على ذلك، قد تُؤدي عمليات الانتقال بين وضعَي التشغيل المتصل بالشبكة والمنفصل ( المستقل) في الشبكة المصغرة إلى عدم استقرار عابر. [ 55 ] [ 49 ] وقد أظهرت دراسات حديثة أن واجهة الشبكة المصغرة للتيار المستمر (DC) يُمكن أن تُؤدي إلى بنية تحكم أبسط بكثير، وتوزيع أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، وقدرة أعلى على حمل التيار لنفس تصنيفات الخطوط. [ 56 ] [ 57 ]
  • النمذجة : العديد من خصائص المخططات التقليدية مثل شيوع ظروف التوازن ثلاثي الأطوار، وخطوط النقل الاستقرائية في المقام الأول، وأحمال الطاقة الثابتة، لا تنطبق بالضرورة على الشبكات الصغيرة، وبالتالي، يلزم مراجعة النماذج. [ 49 ]
  • القصور الذاتي المنخفض : تتميز الشبكات الصغيرة بانخفاض القصور الذاتي، مما يميزها عن أنظمة الطاقة التقليدية، حيث يضمن العدد الكبير من المولدات المتزامنة قصورًا ذاتيًا كبيرًا نسبيًا. وتبرز هذه الظاهرة بشكل أوضح عند وجود نسبة كبيرة من وحدات التوليد الموزع المتصلة بأنظمة إلكترونية للطاقة في الشبكة الصغيرة. قد يؤدي انخفاض القصور الذاتي في النظام إلى انحرافات حادة في التردد عند تشغيله في وضع الجزيرة إذا لم يتم تطبيق آلية تحكم مناسبة. [ 49 ] تعمل المولدات المتزامنة بنفس تردد الشبكة، مما يوفر تأثيرًا طبيعيًا لتخفيف التغيرات المفاجئة في التردد. أما محولات التزامن فهي محولات تحاكي المولدات المتزامنة لتوفير التحكم في التردد. وتشمل الخيارات الأخرى التحكم في تخزين طاقة البطارية أو استخدام دولاب الموازنة لموازنة التردد. [ 58 ]
  • عدم اليقين : ينطوي تشغيل الشبكات الصغيرة على معالجة قدر كبير من عدم اليقين، وهو أمر يعتمد عليه التشغيل الاقتصادي والموثوق لهذه الشبكات. يُعدّ كلٌّ من نمط الأحمال والطقس من عوامل عدم اليقين التي تجعل هذا التنسيق أكثر صعوبة في الشبكات الصغيرة المعزولة، حيث يتطلب تحقيق التوازن الحرج بين العرض والطلب، وارتفاع معدلات تعطل المكونات عادةً، حلّ مشكلة مترابطة بشدة على مدى زمني طويل. ويكون هذا القدر من عدم اليقين أعلى منه في أنظمة الطاقة الرئيسية، نظرًا لانخفاض عدد الأحمال والتغيرات المترابطة بشدة في موارد الطاقة المتاحة (حيث يكون تأثير المتوسط ​​محدودًا للغاية). [ 49 ]

أدوات النمذجة

يتطلب تخطيط وتركيب الشبكات الصغيرة بشكل صحيح استخدام النمذجة الهندسية. تتوفر العديد من أدوات المحاكاة والتحسين لنمذجة التأثيرات الاقتصادية والكهربائية لهذه الشبكات. ومن بين المنصات التجارية الشاملة منصة XENDEE، الحائزة على جائزة إديسون الذهبية لعام 2021 [ 59 ] ، وهي المنصة القياسية لوزارة الدفاع الأمريكية [ 60 ] . ومن أدوات التحسين الاقتصادي الشائعة الاستخدام نموذج تبني العملاء لموارد الطاقة الموزعة (DER-CAM) من مختبر لورانس بيركلي الوطني . كما تتوفر أداة مجانية أخرى هي برنامج Solar Alone Multi-objective Advisor (SAMA)، وهو برنامج مفتوح المصدر لتحسين الشبكات الصغيرة، مصمم لتحسين أحجام أنظمة الطاقة الهجينة اقتصاديًا (التي تعمل بشكل أساسي بأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ) باستخدام خوارزميات استكشافية تعتمد على بيانات الأحمال والبيانات المناخية [ 61 ] [ 62 ] . ومن الأدوات الأخرى برنامج HOMER (نموذج التحسين الهجين لموارد الطاقة المتعددة)، الذي طوره في الأصل المختبر الوطني للطاقة المتجددة . تتوفر أيضًا بعض أدوات تصميم تدفق الطاقة والأنظمة الكهربائية التي تُساعد مطوري الشبكات الصغيرة. صمّم مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني أداة GridLAB-D المتاحة للعموم، بينما صمّم معهد أبحاث الطاقة الكهربائية (EPRI) أداة OpenDSS. ومن الأدوات الأوروبية التي يُمكن استخدامها لمحاكاة الطلب على الطاقة الكهربائية والتبريد والتدفئة والحرارة الصناعية ، أداة EnergyPLAN من جامعة آلبورغ في الدنمارك. كما تمّ استخدام أداة تخطيط الشبكات مفتوحة المصدر OnSSET لدراسة الشبكات الصغيرة باستخدام تحليل ثلاثي المستويات يبدأ بنماذج المستوطنات (دراسة حالة بوليفيا ). [ 63 ]

التحكم في الشبكة المصغرة

التحكم الهرمي

فيما يتعلق ببنية التحكم في الشبكات الصغيرة [ 64 ] ، أو أي مشكلة تحكم أخرى، يمكن تحديد منهجين رئيسيين: التحكم المركزي [ 48 ] [ 65 ] والتحكم اللامركزي [ 66 ] . يعتمد التحكم المركزي الكامل على تبادل كميات هائلة من المعلومات بين الوحدات المعنية قبل اتخاذ القرار في نقطة مركزية واحدة. ويُعدّ تطبيق هذا النظام صعبًا نظرًا لأن أنظمة الطاقة المترابطة عادةً ما تغطي مساحات جغرافية واسعة وتضم عددًا هائلًا من الوحدات. من ناحية أخرى، في التحكم اللامركزي الكامل، تُتحكم كل وحدة بواسطة وحدة تحكم محلية خاصة بها دون معرفة حالة الوحدات الأخرى [ 67 ] . ويمكن تحقيق حل وسط بين هذين النظامين المتطرفين للتحكم من خلال نظام تحكم هرمي [ 68 ] يتكون من ثلاثة مستويات تحكم: المستوى الأساسي، والمستوى الثانوي، والمستوى الثالث [ 48 ] [ 49 ] [ 69 ] .

التحكم الأساسي

تم تصميم وحدة التحكم الرئيسية لتلبية المتطلبات التالية:

  • لتحقيق استقرار الجهد والتردد
  • لتوفير إمكانية التوصيل والتشغيل لمصادر الطاقة الموزعة، ولتوزيع الطاقة الفعالة وغير الفعالة فيما بينها بشكل صحيح، ويفضل أن يكون ذلك بدون أي روابط اتصال.
  • للتخفيف من التيارات الدائرية التي يمكن أن تسبب ظاهرة التيار الزائد في أجهزة إلكترونيات الطاقة

توفر وحدة التحكم الرئيسية نقاط الضبط لوحدة تحكم أدنى، وهي حلقات التحكم في الجهد والتيار لمصادر الطاقة الموزعة. وتُعرف حلقات التحكم الداخلية هذه عادةً باسم التحكم في المستوى الصفري. [ 70 ]

التحكم الثانوي

عادةً ما تستغرق عملية أخذ العينات في نظام التحكم الثانوي من ثوانٍ إلى دقائق (أي أبطأ من النظام السابق)، مما يبرر فصل ديناميكيات حلقات التحكم الأساسية والثانوية، ويسهل تصميم كل منهما على حدة. تُحدد نقطة ضبط التحكم الأساسي بواسطة التحكم الثانوي [ 71 ] ، حيث يقوم، كوحدة تحكم مركزية، باستعادة جهد وتردد الشبكة المصغرة ، وتعويض الانحرافات الناتجة عن تغيرات الأحمال أو مصادر الطاقة المتجددة. كما يمكن تصميم التحكم الثانوي لتلبية متطلبات جودة الطاقة ، مثل موازنة الجهد عند نقاط التوصيل الحرجة. [ 70 ]

التحكم الثالثي

يُعدّ التحكم من المستوى الثالث المستوى الأخير (والأبطأ)، حيث يُراعي الجوانب الاقتصادية في التشغيل الأمثل للشبكة المصغرة (يتراوح زمن أخذ العينات من دقائق إلى ساعات)، ويتولى إدارة تدفق الطاقة بين الشبكة المصغرة والشبكة الرئيسية. [ 70 ] غالبًا ما يتضمن هذا المستوى التنبؤ بالطقس، وتعرفة الشبكة، والأحمال خلال الساعات أو اليوم القادم لتصميم خطة تشغيل المولدات التي تحقق وفورات اقتصادية. [ 52 ] كما يمكن لتقنيات أكثر تطورًا توفير تحكم شامل في الشبكة المصغرة باستخدام تقنيات التعلم الآلي ، مثل التعلم العميق المعزز . [ 72 ]

في حالات الطوارئ، مثل انقطاع التيار الكهربائي، يمكن لنظام التحكم الثانوي إدارة مجموعة من الشبكات الصغيرة المترابطة لتشكيل ما يُعرف بـ"تجميع الشبكات الصغيرة"، حيث تعمل هذه الشبكات كمحطة طاقة افتراضية لمواصلة تزويد الأحمال الحيوية بالطاقة. خلال هذه الحالات، يجب على وحدة التحكم المركزية اختيار إحدى الشبكات الصغيرة لتكون الشبكة الاحتياطية (أي الرئيسية)، وبقية الشبكات كمحطات طاقة شمسية ومحطات أحمال، وذلك وفقًا لخوارزمية محددة مسبقًا والظروف الحالية للنظام (أي الطلب والإنتاج). في هذه الحالة، يجب أن يكون التحكم فوريًا أو على الأقل بمعدل أخذ عينات عالٍ. [ 55 ]

IEEE 2030.7

يُعد إطار التحكم الذي وضعه معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ، IEEE 2030.7، إطارًا أقل تأثرًا بالمرافق . [ 73 ] يعتمد المفهوم على 4 كتل: أ) التحكم على مستوى الجهاز (مثل التحكم في الجهد والتردد)، ب) التحكم في المنطقة المحلية (مثل اتصالات البيانات )، ج) التحكم الإشرافي (البرمجيات) (مثل تحسين الإرسال الاستباقي لموارد التوليد والحمل)، د) طبقات الشبكة (مثل الاتصال مع المرافق).

التحكم الأساسي

توجد مجموعة واسعة من خوارزميات التحكم المعقدة، مما يجعل من الصعب على الشبكات الصغيرة ومستخدمي موارد الطاقة الموزعة السكنية تطبيق أنظمة إدارة الطاقة والتحكم بها. وقد تكون ترقيات الاتصالات وأنظمة معلومات البيانات مكلفة. تحاول بعض المشاريع تبسيط عملية التحكم وتقليل تكلفتها باستخدام منتجات جاهزة (مثل استخدام Raspberry Pi). [ 74 ] [ 75 ]

أمثلة

مركز كاليستوغا للمرونة

شبكة كهربائية صغيرة عديمة الانبعاثات تخدم حوالي 5000 شخص في كاليستوغا، مقاطعة نابا، كاليفورنيا. [ 76 ] تمتلك شركة باسيفيك غاز آند إلكتريك ، وهي شركة مرافق، بنية الشبكة الكهربائية الصغيرة على مستوى التوزيع، ويتم تزويدها بالطاقة من منشأة مركز كاليستوغا للمرونة. [ 77 ] تُعد هذه المنشأة مشروعًا تجاريًا رائدًا من نوعه، حيث تجمع بين نظام تخزين طاقة بطاريات الليثيوم أيون (BESS) مع الهيدروجين السائل وخلايا وقود الهيدروجين الموجودة في الموقع لتزويد كاليستوغا بالطاقة لمدة تصل إلى 48 ساعة. [ 76 ]

حجة ولحج، اليمن

يستخدم مشروع برنامج الأمم المتحدة الإنمائي "تعزيز القدرة على الصمود الريفي في اليمن" (ERRY) شبكات الطاقة الشمسية الصغيرة المملوكة للمجتمعات المحلية. ويخفض هذا المشروع تكاليف الطاقة إلى سنتين فقط في الساعة (بينما تبلغ تكلفة الكهرباء المولدة بالديزل 42 سنتًا في الساعة). وقد فاز المشروع بجائزة أشدن للطاقة الإنسانية في عام 2020. [ 78 ]

جزيرة يو

بدأ برنامج تجريبي لمدة عامين، يُسمى "هارمون يو"، في ربيع عام 2020، لربط 23 منزلاً في حي كير بيسو والمناطق المحيطة به بشبكة كهربائية صغيرة مؤتمتة كشبكة ذكية باستخدام برنامج من شركة إنجي . تم تركيب 64 لوحة شمسية بقدرة قصوى تبلغ 23.7  كيلوواط على خمسة منازل، وبطارية بسعة تخزين 15  كيلوواط ساعة على منزل واحد. تخزن ستة منازل الطاقة الشمسية الفائضة في سخانات المياه. يقوم نظام ديناميكي بتوزيع الطاقة المُنتجة من الألواح الشمسية والمخزنة في البطارية وسخانات المياه على شبكة المنازل الـ 23. يقوم برنامج الشبكة الذكية بتحديث بيانات العرض والطلب على الطاقة بشكل ديناميكي كل 5 دقائق، لتحديد ما إذا كان سيتم سحب الطاقة من البطارية أو من الألواح، ومتى يتم تخزينها في سخانات المياه. كان هذا البرنامج التجريبي الأول من نوعه في فرنسا. [ 79 ] [ 80 ]

ليس أنجليه، هايتي

تم نشر شبكة كهربائية صغيرة مُدارة لاسلكيًا في منطقة ليس أنجلي الريفية في هايتي. [ 81 ] يتكون النظام من بنية ثلاثية الطبقات مع خدمة مراقبة وتحكم قائمة على الحوسبة السحابية، وبنية تحتية محلية مدمجة للبوابة، وشبكة متشابكة من العدادات الذكية اللاسلكية المنتشرة في أكثر من 500 مبنى. [ 37 ]

تمثل الخسائر غير التقنية تحديًا كبيرًا في توفير خدمة كهربائية موثوقة في الدول النامية، حيث تصل غالبًا إلى 11-15% من إجمالي قدرة التوليد. [ 82 ] وقد بحثت محاكاة واسعة النطاق تعتمد على البيانات، استنادًا إلى بيانات عدادات لاسلكية على مدى 72 يومًا من شبكة كهربائية صغيرة تضم 430 منزلًا في منطقة ليس أنجليه، كيفية التمييز بين الخسائر غير التقنية وإجمالي خسائر الطاقة، مما يساعد في كشف سرقة الطاقة. [ 83 ]

مبكيتوني، كينيا

أُنشئ مشروع مبكيتوني للكهرباء، وهو نظام شبكة كهربائية صغيرة يعمل بالديزل، في منطقة ريفية بكينيا بالقرب من مبكيتوني. وبفضل تركيب هذه الشبكات الصغيرة، شهدت مبكيتوني نموًا كبيرًا في بنيتها التحتية. وشمل هذا النمو زيادة في إنتاجية العامل الواحد بنسبة تتراوح بين 100% و200%، وزيادة في مستوى الدخل تتراوح بين 20% و70% حسب المنتج. [ 84 ]

مزرعة ستون إيدج للنبيذ

مصنع نبيذ في سونوما، كاليفورنيا، مزود بتوربين صغير، وخلايا وقود، وبطاريات متعددة، ومحلل كهربائي للهيدروجين، وألواح شمسية. [ 85 ] [ 86 ]

مركز مجتمع قبيلة شيميهويفي، بحيرة هافاسو، أريزونا

بالقرب من بحيرة هافاسو في ولاية أريزونا، عرّضت الظروف الجوية القاسية، وانقطاعات التيار الكهربائي نتيجة لتقادم البنية التحتية، والمسافة عن شبكة الكهرباء الرئيسية، مجتمع قبيلة شيميهوي للخطر. وللتخفيف من هذا الخطر، تم إنشاء نظام شبكة كهربائية مصغرة في مركز القبيلة، يضم ألواحًا شمسية، وبطاريات تخزين، وأنظمة ذكية لإدارة الطاقة، وتحليلات بيانات متقدمة، بالإضافة إلى محطة أرصاد جوية. [ 87 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 هو، ج.؛ لانزون، أ. (2019). "التحكم التوافقي الموزع ذو الزمن المحدود لأنظمة تخزين طاقة البطاريات غير المتجانسة في الشبكات الدقيقة ذات التحكم بالانخفاض" . معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 10 (5): 4751-4761 . Bibcode : 2019ITSG...10.4751H . doi : 10.1109/TSG.2018.2868112 . S2CID 117469364 . 
  2. ↑ ما هي الشبكات الصغيرة ولماذا أصبحت شائعة جدًا؟ مؤرشف بتاريخ ٢١ مارس ٢٠٢٣ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - إنشانتد روك، مارس ٢٠٢٣
  3. 1 2 "الشبكة المصغرة" . موسوعة الإلكترونيات . اللجنة الكهروتقنية الدولية. 15-12-2017. هي مجموعة من الأحمال المترابطة وموارد الطاقة الموزعة ذات حدود كهربائية محددة، تشكل نظام طاقة كهربائية محليًا عند مستويات جهد التوزيع، ويعمل كوحدة واحدة قابلة للتحكم، وقادر على العمل إما في وضع الاتصال بالشبكة أو في وضع التشغيل المستقل.
  4. 1 2 3 "شبكة صغيرة معزولة" . موسوعة الكهرباء . اللجنة الكهروتقنية الدولية. 15-12-2017. مجموعة من الأحمال المترابطة وموارد الطاقة الموزعة ذات حدود كهربائية محددة، تشكل نظام طاقة كهربائية محليًا عند مستويات جهد التوزيع، ولا يمكن ربطها بنظام طاقة كهربائية أوسع.
  5. ↑ [ https://www.ijert.org/research/nanogrid-an-introduction-IJERTV10IS030002.pdf المجلة الدولية لبحوث وتكنولوجيا الهندسة: الشبكة النانوية: مقدمة ]
  6. 1 2 بورميستر، دانيال؛ رايودو، راميش؛ سيه، وينستون؛ أكينييلي، دانيال (يناير 2017). "مراجعة لطوبولوجيات وتقنيات الشبكات النانوية". مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 67 : 760-775 . Bibcode : 2017RSERv..67..760B . doi : 10.1016/j.rser.2016.09.073 . ISSN 1364-0321 . 
  7. 1 2 هو، ج.؛ بهوميك، ب. (2020). "مخطط تحكم ثانوي قوي قائم على التوافق في الجهد والتردد للشبكات الصغيرة المعزولة" . المجلة الدولية لأنظمة الطاقة الكهربائية والطاقة . 116 105575. Bibcode : 2020IJEPE.11605575H . doi : 10.1016/j.ijepes.2019.105575 . S2CID 208837689 . 
  8. 1 2 الشبكات الصغيرة وتكامل المركبات مع الشبكة. مختبر بيركلي. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يونيو 2022
  9. ↑ بورميستر، دانيال؛ رايودو، راميش؛ سيه، وينستون؛ أكينييلي، دانيال (2017-01-01). "مراجعة لطوبولوجيات وتقنيات الشبكات النانوية" . مجلة مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 67 : 760-775 . Bibcode : 2017RSERv..67..760B . doi : 10.1016/j.rser.2016.09.073 . ISSN 1364-0321 . 
  10. ↑ رحمن، محمد متكبر؛ خان، سارة؛ هايبو، كوامي س.؛ بيرس، جوشوا م. (2025-11-01). "شبكات نانوية معيارية مفتوحة المصدر تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية للتيار المستمر لسيارات الإسعاف" . تقنيات الطاقة المستدامة وتقييماتها . 83 104648. Bibcode : 2025SETA...8304648R . doi : 10.1016/j.seta.2025.104648 . ISSN 2213-1388 . 
  11. ↑ رحمن، محمد متكبر؛ خان، سارة؛ بيرس، جوشوا م. (13-09-2024). "تصميم أجهزة مفتوحة المصدر لشبكة نانوية شمسية معيارية تعمل بالتيار المستمر" . التقنيات . 12 (9): 167. doi : 10.3390/technologies12090167 . ISSN 2227-7080 . 
  12. ↑ رحمن، محمد متكبر؛ بيرس، جوشوا م. (22-08-2024). "شبكات نانوية تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية مفتوحة المصدر مع نظام إدارة طاقة فعال" . مجلة الطاقة الشمسية والتنمية المستدامة . 13 (1): 22-42 . doi : 10.51646/jsesd.v13i1.169 . ISSN 2414-6013 . 
  13. ^ سانتورو، دانيلو. ديلمونتي، نيكولا؛ سيمونازي، ماركو؛ توسكاني، أندريا؛ روكي، نيكولاس. سوزي، جيوفانا؛ كوفا، باولو؛ مينوزي ، روبرتو (2023/02/03). "توزيع الطاقة المحلية - مراجعة لبنيات الشبكة النانوية واستراتيجيات التحكم والمحولات" . الاستدامة . 15 (3): 2759. بيب كود : 2023Sust...15.2759S . دوى : 10.3390/su15032759 . ISSN 2071-1050 . 
  14. ↑ "الميزات والفوائد - الشبكات الصغيرة" . www.districtenergy.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-06-2018 .
  15. ↑ مجموعة موارد الطاقة والبيئة، محررة. (30-08-2011). "تقرير ورشة عمل وزارة الطاقة حول الشبكات الصغيرة" (ملف PDF) . مكتب توصيل الكهرباء وموثوقية الطاقة.
  16. ↑ تون، دان ت.؛ سميث، ميريل أ. (أكتوبر 2012). "مبادرة وزارة الطاقة الأمريكية للشبكات الصغيرة". مجلة الكهرباء . 25 (8): 84-94 . Bibcode : 2012ElecJ..25h..84T . doi : 10.1016/j.tej.2012.09.013 .
  17. ↑ هاتزيارغيريو، نيكوس (2014). بنى الشبكات الصغيرة والتحكم بها . جون وايلي وأولاده المحدودة. ص 4. ISBN  978-1-118-72068-4.
  18. ↑ NS Ghiasi, R. Hadidi, SM Sadegh Ghiasi and S. Ghaseminejad Liasi, A Hybrid Controller With Hierarchical Architecture for Microgrid to share Power in an Islanded Mode , in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 59, no. 2, pp. 2202-2209, March-Apri 2023, doi: 10.1109/TIA.2022.3218273.
  19. ↑ وود، إليسا (13 مارس 2023). "ما هي الشبكة المصغرة؟" . معلومات عن الشبكات المصغرة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 أكتوبر 2024 .
  20. ↑ "المرفق العالمي لشبكة الكهرباء المصغرة ESMAP: توسيع نطاق أسواق شبكة الكهرباء المصغرة لتوفير الكهرباء لنصف مليار شخص بحلول عام 2030" . البنك الدولي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 سبتمبر 2022 .
  21. 1 2 3 4 إرني هايدن. "مقدمة في الشبكات الصغيرة" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 فبراير 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2016 .
  22. ↑ صالح، محمود؛ عيسى، يوسف؛ مهندي، ياسين؛ برانداور، فيرنر؛ محمد، أحمد (2016). "تصميم وتنفيذ منصة اختبار الشبكة المصغرة للتيار المستمر في كلية مدينة نيويورك" . الاجتماع السنوي لجمعية تطبيقات الصناعة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات لعام 2016. الصفحات 1-7 . doi : 10.1109/IAS.2016.7731870 . ISBN  978-1-4799-8397-1. S2CID 16464909 . 
  23. ↑ تومسون، جريج (2018). "مبادرة شبكة سونوما المجتمعية المصغرة" (ملف PDF) . تحالف الطاقة النظيفة . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 28-06-2018 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-06-2018 .
  24. ↑ تشاندراسينا، روان ب.س.؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام؛ راجاكارونا، سوميدا (2015-08-06). "التشغيل والتحكم الديناميكي لنظام شبكة نانوية هجينة لمنازل مجتمعية مستقبلية" . مجلة IET لتوليد ونقل وتوزيع الطاقة . 9 (11): 1168-1178 . doi : 10.1049/iet-gtd.2014.0462 .
  25. 1 2 "تصميم وتحليل الشبكات الصغيرة" .
  26. ↑ علي، لياقت؛ شاهنيا، فرهاد (يونيو 2017). "تحديد نظام طاقة مستقل مستدام ومناسب اقتصاديًا لمدينة خارج الشبكة في غرب أستراليا" . الطاقة المتجددة . 106 : 243-254 . Bibcode : 2017REne..106..243A . doi : 10.1016/j.renene.2016.12.088 . S2CID 113534323 . 
  27. ↑ شاهنيا، فرهاد؛ مغبل، مؤيد؛ عارفي، علي؛ شفيع الله، جي إم؛ أندا، مارتن؛ وحيدنيا، أراش (2017). "التكلفة المُعدّلة للطاقة والتدفق النقدي لشبكة طاقة هجينة تعمل بالطاقة الشمسية والرياح والديزل في جزيرة روتنيست". مؤتمر هندسة الطاقة لجامعات أستراليا وآسيا 2017 (AUPEC) . الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/aupec.2017.8282413 . ISBN  978-1-5386-2647-4. S2CID 44025895 . 
  28. ↑ غريسين، كريس (22 سبتمبر 2020). "دمج الشبكات المصغرة في الشبكات الوطنية: الجوانب التقنية والتنظيمية | معهد نوتيلوس للأمن والاستدامة" . nautilus.org . تاريخ الاسترجاع: 1 نوفمبر 2022 .
  29. ↑ باشاجافيد، إحسان؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام (2015). "تطوير استراتيجية للإصلاح الذاتي لتعزيز مرونة الشبكات الصغيرة المعزولة في مواجهة الأحمال الزائدة". معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 8 (2): 868-880 . doi : 10.1109/tsg.2015.2477601 . S2CID 7173317 . 
  30. ↑ باشاجافيد، إحسان؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام (5 يناير 2017). "تبادل الطاقة الداخلي والخارجي المؤقت لدعم الشبكات الصغيرة المستدامة البعيدة أثناء نقص الطاقة". مجلة IET لتوليد ونقل وتوزيع الطاقة . 11 (1): 246-260 . doi : 10.1049/iet-gtd.2016.0897 . S2CID 114528954 . 
  31. ↑ باشاجافيد، إحسان؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام (2015). "إدارة الأحمال الزائدة للشبكات الصغيرة المستقلة". المؤتمر الدولي الحادي عشر لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول إلكترونيات الطاقة وأنظمة القيادة ، 2015. الصفحات 73-78 . doi : 10.1109/peds.2015.7203515 . ISBN  978-1-4799-4402-6. S2CID 1213125 . 
  32. ↑ باشاجافيد، إحسان؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام (2015). "إدارة حالات التحميل الزائد في الشبكات البعيدة عن طريق ربط الشبكات الصغيرة المتجاورة". المؤتمر الدولي الخمسون لهندسة الطاقة بالجامعات (UPEC) لعام 2015. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/upec.2015.7339874 . ISBN  978-1-4673-9682-0. S2CID 11118089 . 
  33. ↑ شاهنيا، فرهاد؛ بوربور، سهيل (سبتمبر 2017). "تقنية عملية وذكية لربط شبكات الطاقة الصغيرة المتجاورة المتعددة في مرحلة التزامن" . الطاقة المستدامة، الشبكات، والشبكات الكهربائية . 11 : 13-25 . Bibcode : 2017SEGN...11...13S . doi : 10.1016/j.segan.2017.06.002 .
  34. ↑ سوسانتو، يوليوس؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام؛ راجاكارونا، سوميدا (2014). "شبكات الطاقة الصغيرة المترابطة عبر محولات متصلة عكسيًا لدعم التردد الديناميكي". مؤتمر هندسة الطاقة لجامعات أستراليا وآسيا 2014 (AUPEC) . الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/aupec.2014.6966616 . hdl : 20.500.11937/40897 . ISBN  978-0-646-92375-8. S2CID 22805171 . 
  35. ↑ عارفي، علي؛ شاهنيا، فرهاد (2018). "تقنية إدارة الجهد والتردد الأمثل القائمة على وحدة تحكم ثانوية لأنظمة الشبكات الصغيرة المتعددة في المدن الكبيرة النائية". معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 9 (6): 5962-5974 . Bibcode : 2018ITSG....9.5962A . doi : 10.1109/tsg.2017.2700054 . S2CID 53042777 . 
  36. ↑ شاهنيا، فرهاد؛ بوربور، سهيل؛ غوش، أريندام (2015). "ربط الشبكات الصغيرة المتجاورة لإدارة الأحمال الزائدة بناءً على اتخاذ القرارات الديناميكية متعددة المعايير". معاملات IEEE في الشبكات الذكية : 1. doi : 10.1109/tsg.2015.2477845 . S2CID 2574489 . 
  37. ١ ٢ "الكهرباء النظيفة والموثوقة والمتصلة بالشبكة ممكنة! شبكات الطاقة الشمسية الصغيرة، والتنمية بقيادة المجتمع، والكهرباء النسوية" . إيرث سبارك إنترناشونال . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٢-١١-٠١ .
  38. ↑ "تقرير قياس أداء الشبكات المصغرة في أفريقيا 2022 - جمعية مطوري الشبكات المصغرة الأفريقية (AMDA) " . 1 يوليو 2022. تاريخ الاطلاع: 1 نوفمبر 2022 .
  39. ↑ "الإعلان الجريء" . إيرث سبارك إنترناشونال . تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 نوفمبر 2022 .
  40. ↑ إميلي دبليو. بريهودا؛ تشيلسي شيلي؛ جوشوا إم. بيرس (2017). "نشر الشبكات الصغيرة الاستراتيجية الأمريكية التي تعمل بالطاقة الشمسية الكهروضوئية لتعزيز الأمن القومي" . مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 78 : 167-175 . Bibcode : 2017RSERv..78..167P . doi : 10.1016/j.rser.2017.04.094 . تاريخ الاسترجاع: 23 مايو 2017 .
  41. 1 2 جوارنييري، ماسيمو؛ بوفو، أنجيلو؛ جيوفانيلي، أنطونيو؛ ماتافيلي، باولو (2018). “شبكة صغيرة حقيقية متعددة التقنيات في البندقية: مراجعة للتصميم”. مجلة IEEE للإلكترونيات الصناعية . 12 (3): 19– 31. بيب كود : 2018IIEM...12c..19G . دوى : 10.1109/MIE.2018.2855735 . اتش دي ال : 11577/3282913 . S2CID 52896438 . 
  42. ↑ شاه، كونال ك.؛ جورج، داين؛ سوان، لوكاس؛ بيرس، جوشوا م. (2021). "أداء وتحليل الشبكات الصغيرة المتمركزة حول متاجر البيع بالتجزئة مع أنظمة هجينة تعتمد على الطاقة الشمسية الكهروضوئية في مواقف السيارات، والتوليد المشترك للطاقة، والبطاريات" . تقارير هندسية . 3 (11) e12418. doi : 10.1002/eng2.12418 . ISSN 2577-8196 . 
  43. ↑ أنظمة الطاقة الهجينة المتجددة في الشبكات الصغيرة: التكامل والتطوير والتحكم . أ. هينا فاطمة، برابهاران ن، بالانيسامي ك، أختار كلام، سعد مخليف، جاكسون ج. جوستو. [مكان النشر غير محدد]. 2018. ISBN 978-0-08-102494-2. OCLC 1038716456 . {{cite book}}: صيانة CS1: موقع الناشر مفقود ( رابط ) صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  44. ↑ "الشبكات الصغيرة" . كلارك إنرجي . كلارك إنرجي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أبريل 2026 .
  45. ↑ حسيني مهر، طاهرة؛ غوش، أريندام؛ شاهنيا، فرهاد (مايو 2017). "التحكم التعاوني في أنظمة تخزين طاقة البطاريات في الشبكات الصغيرة". المجلة الدولية لأنظمة الطاقة الكهربائية . 87 : 109-120 . Bibcode : 2017IJEPE..87..109H . doi : 10.1016/j.ijepes.2016.12.003 .
  46. ↑ أليكسيس كواسنسكي. "ربط الشبكة بالشبكات الصغيرة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2016 .
  47. ↑ ستادلر، مايكل؛ كاردوسو، غونزالو؛ مشايخ، سلمان؛ فورجيه، تيبو؛ ديفورست، نيكولاس؛ أغاروال، أنكيت؛ شونباين، آنا (2016). "تدفقات القيمة في الشبكات الصغيرة: مراجعة أدبية" . الطاقة التطبيقية . 162 : 980-989 . Bibcode : 2016ApEn..162..980S . doi : 10.1016/j.apenergy.2015.10.081 . OSTI 1399075 . 
  48. صالح ، محمود؛ عيسى، يوسف؛ محمد، أحمد أ. (2019). " التحكم القائم على الاتصالات للشبكات الدقيقة للتيار المستمر" . معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 10 ( 2 ): 2180-2195 . Bibcode : 2019ITSG...10.2180S . doi : 10.1109/TSG.2018.2791361 .
  49. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 أوليفاريس، دانييل إي؛ محرزي ساني، علي؛ اعتمادي، أمير H.؛ كانيزاريس، كلاوديو أ؛ ايرافاني، رضا؛ كازراني، مهرداد؛ هاجيميراغا، أمير H .؛ جوميس-بيلمونت، أوريول؛ سعيديفارد, مريم ; بالما بهنكي، رودريجو؛ جيمينيز إستيفيز، غييرمو أ؛ هازيارجيريو، نيكوس د. (2014). “الاتجاهات في التحكم في Microgrid”. معاملات IEEE على الشبكة الذكية . 5 (4): 1905-1919 . دوى : 10.1109/TSG.2013.2295514 . اتش دي ال : 10533/239110 . S2CID 7188252 . 
  50. 1 2 أ. أ. سلام، أ. محمد، وم. أ. حنان (2008). "التحديات التقنية في الشبكات الصغيرة". مجلة ARPN للهندسة والعلوم التطبيقية . 3 : 64.
  51. ↑ كانيلوس، إف دي؛ تسوتشنيكاس، إيه آي؛ هاتزيارغيريو، إن دي. (يونيو 2005). "محاكاة الشبكة المصغرة أثناء وضع التشغيل المتصل بالشبكة والمنفصل عنها". وقائع المؤتمر الدولي الكندي حول ظواهر النظام الكهربائي العابرة (IPTS'05) . 113 : 19-23 .
  52. جين، مينغ؛ فينغ، وي؛ ليو، بينغ؛ مارناي، كريس؛ سبانوس، كوستاس (1 فبراير 2017). " MOD - DR: التوزيع الأمثل للشبكات الصغيرة مع استجابة الطلب" . الطاقة التطبيقية . 187 : 758-776 . Bibcode : 2017ApEn..187..758J . doi : 10.1016/j.apenergy.2016.11.093 .
  53. ↑ تينتي، باولو؛ كالدونيتو، توماسو (2019). "حول تطور الشبكات الصغيرة إلى شبكة طاقة محلية (E-LAN)". معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 10 (2): 1567-1576 . Bibcode : 2019ITSG...10.1567T . doi : 10.1109/TSG.2017.2772327 . S2CID 67872491 . 
  54. ↑ مشايخ، سلمان؛ ستادلر، مايكل؛ كاردوسو، غونزالو؛ هيلينو، ميغيل (2017). "نهج البرمجة الخطية المختلطة للأعداد الصحيحة لتحقيق المحفظة المثلى لموارد الطاقة الموزعة، وتحديد حجمها، وتوزيعها في الشبكات الصغيرة متعددة الطاقة" . الطاقة التطبيقية . 187 : 154-168 . Bibcode : 2017ApEn..187..154M . doi : 10.1016/j.apenergy.2016.11.020 .
  55. 1 2 صالح، محمود س.؛ الثيباني، عمار؛ عيسى، يوسف؛ مهندي، ياسين؛ محمد، أحمد أ. (2015). "أثر تجميع الشبكات الصغيرة على استقرارها ومرونتها أثناء انقطاع التيار الكهربائي" . المؤتمر الدولي لعام 2015 حول الشبكات الذكية وتقنيات الطاقة النظيفة (ICSGCE) . ص 195-200 . doi : 10.1109/ICSGCE.2015.7454295 . ISBN  978-1-4673-8732-3. S2CID 25664994 . 
  56. ↑ دراجيسيفيتش، توميسلاف؛ لو، شياونان؛ فاسكيز، خوان؛ غيريرو، جوزيب (2015). "الشبكات الدقيقة للتيار المستمر - الجزء الأول: مراجعة لاستراتيجيات التحكم وتقنيات التثبيت" (ملف PDF) . معاملات IEEE في إلكترونيات الطاقة : 1. doi : 10.1109/TPEL.2015.2478859 . S2CID 6673928 . 
  57. ↑ دراجيسيفيتش، توميسلاف؛ لو، شياونان؛ فاسكيز، خوان سي؛ غيريرو، جوزيب إم. (2016). "الشبكات الدقيقة للتيار المستمر - الجزء الثاني: مراجعة لهياكل الطاقة، والتطبيقات، وقضايا التقييس" . معاملات IEEE في إلكترونيات الطاقة . 31 (5): 3528-3549 . Bibcode : 2016ITPE...31.3528D . doi : 10.1109/TPEL.2015.2464277 . S2CID 1031452 . 
  58. ↑ كيم، يون سو؛ كيم، إيونغ سانغ؛ مون، سيونغ إيل (2016). "استراتيجية التحكم في التردد والجهد للشبكات الصغيرة المستقلة ذات الاختراق العالي لأنظمة توليد الطاقة المتجددة المتقطعة". معاملات IEEE لأنظمة الطاقة . 31 (1): 718-728 . Bibcode : 2016ITPSy..31..718K . doi : 10.1109/TPWRS.2015.2407392 . S2CID 37857905 . 
  59. ↑
  60. ↑ "منصة وزارة الدفاع الموحدة لتوجيه النمذجة والتصميم السريع والمتكرر للشبكات الصغيرة الآمنة والمرنة (Rapid-Resilient-Microgrid)" . 15 سبتمبر 2020.
  61. ↑ سادات، سيد علي. "مستشار الطاقة الشمسية متعدد الأهداف (SAMA)" . Appropedia، موسوعة الاستدامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أبريل 2024 .
  62. ↑ علي سادات، سيد؛ تاكاهاشي، جوناثان؛ بيرس، جوشوا م. (ديسمبر 2023). "أداة مجانية ومفتوحة المصدر لتحسين الشبكات الصغيرة: SAMA، مستشار متعدد الأهداف للطاقة الشمسية فقط". تحويل الطاقة وإدارتها . 298 117686. Bibcode : 2023ECM...29817686A . doi : 10.1016/j.enconman.2023.117686 . ISSN 0196-8904 . 
  63. ↑ بينا بالديراما، جي جي؛ بالديراما سوبيتا، إس؛ لومباردي، فرانشيسكو؛ ستيفاناتو، إن؛ سالبرغ، إيه؛ هاولز، مارك؛ كولومبو، إي؛ كويلين، سيلفان (1 يونيو 2020). "دمج الطلب عالي الدقة والتحسين التقني والاقتصادي لتقييم الشبكات الصغيرة في أداة التزويد المكاني بالكهرباء مفتوحة المصدر (OnSSET)" . الطاقة من أجل التنمية المستدامة . 56 : 98-118 . Bibcode : 2020ESusD..56...98P . doi : 10.1016/j.esd.2020.02.009 . hdl : 10044/1/86932 . ISSN 0973-0826 . تاريخ الاسترجاع: 19 فبراير 2021 . أيقونة الوصول المفتوح
  64. ↑ محمد وآخرون، 2019
  65. ↑ صالح، محمود؛ عيسى، يوسف؛ محمد، أحمد (2017). "اختبار قائم على الأجهزة للتحكم القائم على الاتصالات لشبكة التيار المستمر الصغيرة" . المؤتمر الدولي السادس لهندسة الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول أبحاث وتطبيقات الطاقة المتجددة (ICRERA) لعام 2017. الصفحات 902-907 . doi : 10.1109/ICRERA.2017.8191190 . ISBN  978-1-5386-2095-3. S2CID 10845589 . 
  66. ↑ باشاجافيد، إحسان؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام (2015). "استراتيجية لامركزية لمعالجة نقص الطاقة في الشبكات الصغيرة بالمناطق النائية". المؤتمر الدولي الخمسون لهندسة الطاقة بالجامعات (UPEC) لعام 2015. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/upec.2015.7339865 . ISBN  978-1-4673-9682-0. S2CID 10350756 . 
  67. ↑ إم دي إيليتش ؛ إس إكس ليو (1996). التحكم الهرمي في أنظمة الطاقة: قيمته في صناعة متغيرة (تطورات في التحكم الصناعي) . لندن: سبرينغر.{{cite book}}: CS1 maint: publisher location ( link )
  68. ↑ برايتور، أندريه-كونستانتين (2022). التحكم الهرمي المتقدم وتحليل استقرار الشبكات الدقيقة للتيار المستمر . تشام: سبرينغر. ISBN 978-3-030-95414-7.
  69. ↑ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام؛ راجاكارونا، سوميدا؛ تشاندراسينا، روان ب.س. (2014-02-01). "مستوى التحكم الأساسي لمحولات موارد الطاقة الموزعة المتوازية في نظام من الشبكات الصغيرة المستقلة المترابطة ضمن شبكات ذاتية الإصلاح" . مجلة IET لتوليد ونقل وتوزيع الطاقة . 8 (2): 203-222 . doi : 10.1049/iet-gtd.2013.0126 . hdl : 20.500.11937/22435 . S2CID 110232738 . 
  70. 1 2 3 بيدرام، علي؛ داوودي، علي (2012). "البنية الهرمية لنظام التحكم في الشبكات الصغيرة". معاملات IEEE في الشبكات الذكية . 3 (4): 1963-1976 . Bibcode : 2012ITSG....3.1963B . doi : 10.1109/TSG.2012.2197425 . S2CID 37821642 . 
  71. ↑ تشاندراسينا، روان ب.س.؛ شاهنيا، فرهاد؛ غوش، أريندام؛ راجاكارونا، سوميدا (2014). "التحكم الثانوي في الشبكات الصغيرة لتقاسم الطاقة الديناميكي وضبط الجهد/التردد". مؤتمر هندسة الطاقة لجامعات أستراليا وآسيا 2014 (AUPEC) . الصفحات 1-8 . doi : 10.1109/aupec.2014.6966619 . hdl : 20.500.11937/11871 . ISBN  978-0-646-92375-8. S2CID 1983658 . 
  72. ↑ فرانسوا-لافيه، فنسنت؛ تارالا، ديفيد؛ إرنست، داميان؛ فونتينو، رافائيل. حلول التعلم العميق المعزز لإدارة الشبكات الصغيرة للطاقة . ورشة العمل الأوروبية حول التعلم المعزز (EWRL 2016). hdl : 2268/203831 .
  73. ↑ IEEE 2030.7
  74. ↑ فورست، جوناثان؛ غاوينوفسكي، نيك؛ بوتريش، سيباستيان؛ بونيه، فيليب (2013). "COSMGrid: شبكة دقيقة قابلة للتكوين وجاهزة للاستخدام". مؤتمر IEEE العالمي للتكنولوجيا الإنسانية (GHTC) لعام 2013. الصفحات 96-101 . doi : 10.1109/GHTC.2013.6713662 . ISBN  978-1-4799-2402-8. S2CID 19202084 . 
  75. ↑ ستادلر، مايكل (2018). "مفهوم مرن ومنخفض التكلفة للتحكم في الشبكة الصغيرة للطاقة الشمسية الكهروضوئية/المركبات الكهربائية باستخدام راسبيري باي" (ملف PDF) . مركز الطاقة والتقنيات المبتكرة .
  76. ١ ٢ "بلدة في وادي نابا كانت تعتمد في السابق على الديزل لمواجهة حالات الطوارئ تحصل على مصدر طاقة احتياطي نظيف" . وكالة أسوشيتد برس . ٤ يونيو ٢٠٢٥. تاريخ الاطلاع: ١٨ يونيو ٢٠٢٥ .
  77. ↑ "النصيحة 6105-E" (ملف PDF) . pge.com . 5 مارس 2021. تم الاطلاع عليه في 18 يونيو 2025 .
  78. ↑ «برنامج الأمم المتحدة الإنمائي في اليمن يفوز بجوائز أشدن الدولية المرموقة للطاقة الإنسانية» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 مايو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 ديسمبر 2020 .
  79. ^ جويل سبايس (3 يوليو 2020). "Harmon'Yeu، أول مجتمع نشيط في جزيرة إيل دو يو، وقع على Engie" . www.pv-magazine.fr . تم الاسترجاع في 27 يناير 2021 .
  80. ↑ نبيل واكيم (16 ديسمبر 2020). "A L'Ile-d'Yeu, Soleil pour tous... ou presque" . www.lemonde.fr . تم الاسترجاع في 27 يناير 2021 .
  81. ↑ بويفيتش، ماكسيم؛ شنيتزر، دان؛ إسكالادا، تريستان؛ جاكيو-تشامسكي، آرثر؛ رو، أنتوني (2014). "المراقبة والتحكم عن بُعد بدقة عالية وخدمة الكهرباء المدفوعة مسبقًا في الشبكات الصغيرة الريفية". وقائع الندوة الدولية الثالثة عشرة حول معالجة المعلومات في شبكات الاستشعار (IPSN-14) . الصفحات 1-11 . doi : 10.1109/IPSN.2014.6846736 . ISBN  978-1-4799-3146-0. S2CID 8593041 . 
  82. ↑ "تقرير البنك الدولي" .
  83. ↑ بويفيتش، ماكسيم؛ تشانغ، شياو؛ شنيتزر، دان؛ إسكالادا، تريستان؛ جاكيو-تشامسكي، آرثر؛ ثاكر، جون؛ رو، أنتوني (1 يناير 2015). "ورقة بحثية قصيرة: خسائر الشبكات الصغيرة". وقائع المؤتمر الدولي الثاني لجمعية ACM حول الأنظمة المدمجة للبيئات المبنية الموفرة للطاقة . BuildSys '15. الصفحات 95-98 . doi : 10.1145/2821650.2821676 . ISBN  978-1-4503-3981-0. S2CID 2742485 . 
  84. ↑ كيروبي وآخرون. "يمكن للشبكات الكهربائية الصغيرة القائمة على المجتمع أن تساهم في التنمية الريفية: أدلة من كينيا." التنمية العالمية، المجلد 37، العدد 7، 2009، الصفحات 1208-1221.
  85. ↑ "شبكة الطاقة المصغرة في مزرعة ستون إيدج تفوز بجائزة كاليفورنيا البيئية" . موقع Microgrid Knowledge . 18 يناير 2018. تاريخ الاطلاع: 28 يونيو 2018 .
  86. ↑ "مزرعة ستون إيدج - بيئة تجريبية لتطوير الشبكات الصغيرة | كلين تكنيكا" . cleantechnica.com . 24-11-2017 . تاريخ الاسترجاع: 28-06-2018 .
  87. ↑ أنظمة الطقس في كولومبيا. "شبكة الطاقة الشمسية المصغرة" . columbiaweather.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2026 .