برامج هندسة الطاقة

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
برنامج تحليلي للحماية من الصواعق يُستخدم في محطة فرعية للطاقة.

برامج هندسة الطاقة هي برامج تُستخدم لإنشاء نماذج وتحليل أو حساب تصميم محطات توليد الطاقة ، وخطوط نقل الطاقة الهوائية ، وأبراج النقل ، وشبكات الكهرباء ، وأنظمة التأريض والحماية من الصواعق ، وغيرها. وهي نوع من البرامج التطبيقية المستخدمة في حل مسائل هندسة الطاقة وتحويلها إلى معادلات رياضية.

تاريخ

أُنشئ أول برنامج حاسوبي لهندسة الطاقة في أواخر الستينيات لغرض مراقبة محطات توليد الطاقة . وفي العقود اللاحقة، شهدت هندسة الطاقة وتقنيات الحاسوب تطورًا سريعًا. وتم تطوير برامج حاسوبية لجمع البيانات لمحطات توليد الطاقة. [ 1 ] وكانت لغة البرمجة C من أوائل لغات البرمجة المستخدمة في محطات الطاقة النووية والحرارية . وصُمم أول برنامج لتحليل أنظمة الطاقة بواجهة مستخدم رسومية وبرنامج IPSA في منتصف السبعينيات. [ 2 ] وتم إنشاء منصات أخرى لنمذجة الطاقة الكهربائية بحلول نهاية الثمانينيات. وحاليًا، تُستخدم لغة البرمجة بايثون ، الشائعة الاستخدام في محطات الطاقة النووية الفرنسية ، لكتابة خوارزميات وبرامج حاسوبية موفرة للطاقة. [ 3 ] [ 4 ]

تصنيف

برنامج تحليل محطات الطاقة

شبكة تأريض النمذجة ثلاثية الأبعاد

شهدت أوائل العقد الأول من الألفية الثانية تطورًا سريعًا في البرمجة التحليلية والنمذجة ثلاثية الأبعاد . وتم تطوير برامج لتصميم محطات الطاقة وعناصرها ووصلاتها، معتمدةً على خوارزميات وحسابات رياضية. [ 5 ] وتُعدّ برامج الطاقة مثل IPSA و SKM و CYME وDINIS وPSS/E وDIgSILENT وETAP من البرامج الرائدة في مجال هندسة الطاقة. وقد استخدمت معظم هذه البرامج MARKAL و ESME وغيرها من أساليب النمذجة. وصُممت خطوط النقل وفقًا للحد الأدنى من المتطلبات المنصوص عليها في معيار SQSS (معيار أمن وجودة الإمداد). وينطبق هذا أيضًا على عناصر أخرى من أنظمة الطاقة. وفي عالم البرمجيات، طُوّرت العديد من برامج التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) للتصاميم الكهربائية ثنائية وثلاثية الأبعاد. [ 6 ]

برنامج التحكم في الطاقة المتجددة

تستخدم وحدات التحكم في الطاقة المتجددة برامج مختلفة. وتتنوع وحدات التحكم الرقمية بين أنواع متعددة: محولات تناظرية رقمية (ADC)، ومحولات رقمية تناظرية (DAC)، ووحدات تحكم ذات 4 بت، و8 بت، و16 بت، وغيرها الكثير. [ 7 ] وحتى الآن، تتم برمجة معظم وحدات التحكم بلغات برمجة مثل: C، وC++، وجافا، وغيرها. [ 8 ]

برامج حماية هندسة الطاقة

يوجد نوع آخر من البرامج يُستخدم لمحاكاة أنظمة الحماية لمحطات الطاقة الكهربائية. تحاكي هذه البرامج تفعيل أنواع الحماية المختلفة التي تحمي المحولات وخطوط نقل الطاقة والمكونات الأخرى، وترسم بيانيًا خصائص هذه الحماية. وقد وُضعت نماذج رياضية لجميع مكونات نظام هندسة الطاقة. ويعود للمستخدم اختيار نوع الحماية المناسب لمنشآت الطاقة. كما تُنمذج الحماية رياضيًا عند ربطها بمنشآت هندسة الطاقة. تُحدد معايير الطوارئ، وبناءً على النموذج الرياضي، تُجرى جميع الحسابات للحصول على الرسوم البيانية والنتائج. [ 9 ]

منتجات البرمجيات

نظامالخالقبدأ التطويرأحدث إصدار مستقررخصةملحوظات
هيئة الرقابة المستقلة على التأمينشركة تي إن إي آي للخدمات المحدودة19742.10.2

(مايو 2024)

تجاريدراسات تدفق الأحمال، ودراسات الطوارئ والأتمتة، ودراسات القدرة التفاعلية والامتثال، وتنظيم الجهد وفقدان الطاقة، ودراسات ملفات تعريف الأحمال والتوليد، ومستوى الأعطال، والحماية من التيار الزائد، وتصنيف الوقت والتيار الزائد، ونمذجة المرحلات، وتحليل التوافقيات، والامتثال لمعيار G5/5، والاستقرار العابر، وشبكات التيار المستمر، والموثوقية، والأنظمة غير المتوازنة وتحليلها (تدفق الأحمال، ومستوى الأعطال، وما إلى ذلك)، ونماذج مُعرَّفة من قِبل المستخدم، وCIM/CGMES 3.0 (التوافق مع ENTSO-E)، [ 10 ] والمرونة، وبرمجة بايثون - PyIPSA. [ 11 ]
نيبلانشركة نيبلان المساهمة198810.8.1.2تجاريالحوسبة السحابية، [ 12 ] تحليل أنظمة الطاقة، نظام إدارة الطاقة، قانون الشبكة، التكاملات الآنية، شبكات النقل والتوزيع، تكاملات نظم المعلومات الجغرافية/أنظمة التحكم الإشرافي وجمع البيانات، إدارة الأصول، نظام إدارة الطاقة - نظام إدارة التوزيع
إيتابشركة تكنولوجيا العمليات198624.0.1تجاريتحليل أنظمة الطاقة، نظام إدارة الطاقة، نظام التحكم الإشرافي وجمع البيانات (SCADA)، تخطيط النقل والتوزيع، النمذجة الجغرافية المكانية، نظام إدارة الطاقة المتقدم (ADMS)، نظام إدارة الطاقة (EMS)، وحدة تحكم الشبكة المصغرة، وحدة تحكم محطة الطاقة
EA-PSMنصائح الطاقة201323/04/2013تجاريتحليل تدفق الطاقة، قصر الدائرة، وميض القوس الكهربائي، التدفق التوافقي، تحليل بدء تشغيل المحرك، تنسيق المرحلات وتتبع الحماية [ 13 ]
السنمةإيتون19869.6تجاريوحدة الاتصال، تحليل استقرار الجهد تأسست شركة CYME International في عام 1986، واستحوذت عليها شركة Cooper Industries, Ltd في ديسمبر 2008، ثم استحوذت عليها شركة Eaton Corp في نوفمبر 2012. [ 15 ]
SKMشركة SKM لتحليل الأنظمة19928.0.2.5تجاريTMS، HI_WAVE، CAPTOR، IEC 60909 Fault، IEE Wiring، A_Fault (ANSI) [ 16 ]
مصنع الطاقةشركة ديج سايلنت المحدودة19852025تجاريتحليل تدفق الأحمال غير المتوازن، والقيمة الفعالة، والقيمة الكهرومغناطيسية المتوسطة، والتحليل التوافقي، والحماية، وقصر الدائرة، والوميض القوسي، والتدفق التوافقي، وتحليل بدء تشغيل المحركات، وتقدير الحالة، وتحليل الكابلات، والبرمجة والأتمتة، وأدوات شبكات النقل والتوزيع
الأعراقشركة رينا للاستشارات المحدودة19903.9.10تجاريأداة نمذجة تحليل أنظمة الطاقة ثلاثية الأطوار المتوازنة، والتي تتضمن وحدات حساب تدفق الحمل، والأعطال/قصر الدائرة، والتوافقيات وG5/4، وتنسيق الحماية، والاستقرار العابر، وحساب وميض القوس الكهربائي. [ 17 ]
PSCAD / EMTDCمركز أبحاث مانيتوبا للتيار المستمر عالي الجهد19745.0.2تجاريدراسات العابر الكهرومغناطيسي
EMTPشركة EDF وشركة RTE وشركة Hydro-Québec19824.1تجاريدراسات العابر الكهرومغناطيسي
MSEMT [ 18 ]رئيس قسم الصناعة في شركة EDF وشركة RTE وشركة Hydro-Québec20211.00تعليميمكتبة تم التحقق من صحتها بواسطة EMTP، تم تطويرها باستخدام لغة Modelica لدراسات الظواهر الكهرومغناطيسية العابرة (EMT).
PSEسيمنز1976تجاريظروف الحالة المستقرة وكذلك على مدى فترات زمنية تتراوح من بضع ثوانٍ إلى عشرات الثواني
PSS SINCALسيمنزثمانينيات القرن العشرين21.0تجاريتتضمن العديد من طرق الحالة المستقرة قدرة حسابية هائلة، وتحليل حماية شامل، ووحدات ديناميكية/عابرة لنطاق تردد واسع (يصل إلى نانوثانية).
NAP [ 19 ]تطوير الطاقة الابتكار19904.0.1تجاريتدفق الحمل الأولي والمقيد، دائرة القصر، تحليل الطوارئ وحساب الاستقرار
أدوات DSAشركة باور تك لابزالتسعينيات21.0.7تجاريمجموعة من أدوات البرمجيات لدراسات تدفق الأحمال واستقرار أنظمة الطاقة وتذبذباتها: استقرار النظام العابر (TSAT)، استقرار الجهد (VSAT)، الإشارات الصغيرة (SSAT)، وتدفق الطاقة (PSAT). تطبيق DSA فوري (عبر الإنترنت) لغرفة التحكم. حساب موزع. العديد من الوحدات الإضافية للمحاكاة المشتركة مع PSCAD وRTDS وتدفق بيانات PMU.
إيزي باورشركة بنتلي سيستمز19842024تجاريوحدات لدراسات قصر الدائرة الكهربائية، والحماية، والتنسيق، والوميض القوسي، وتدفق الطاقة، والتوافقيات، والاستقرار الديناميكي، وبدء تشغيل المحركات العابر، ودراسات الموثوقية وفقًا لمعايير ANSI/IEC. استحوذت شركة Bentley Systems, Inc. على شركة EasyPower, Inc.، التي كانت تُعرف سابقًا باسم Electrical Systems Analysis, Inc. (ESA, Inc.)، في عام 2023.

تحليل النظم

تصميم شبكة التأريض

تم تصميم منتجات البرمجيات لحل مشاكل مختلفة ولإجراء تحليلات مختلفة لهندسة الطاقة.

  • تحليل شبكة التأريض
  • تحليل توليد الطاقة
  • تحليل خطوط النقل
  • تحليل الطاقة المتجددة
  • تحليل نظام التوزيع

انظر أيضاً

مراجع

  • جوليوس تو - هندسة البرمجيات
  • جيه آر ماكدونالد، ستيفن ماك آرثر: أنظمة المعرفة الذكية في هندسة الطاقة الكهربائية
  • ستيفاني هاي، آنا فيرغسون: مراجعة لمنصات وقدرات نمذجة أنظمة الطاقة، خدمات TNEI
  • آنا كافالكانتي، أوغوستو سامبايو، جيمس وودكوك: تقنيات التحسين في هندسة البرمجيات: صيف بيرنامبوكو الأول
  • بيوركلوند، ب.، بان، ج.، يو، س.، سريفاستافا، ك.، "نهج جديد لنمذجة مكونات نظام الطاقة المعقدة في أدوات المحاكاة المختلفة"،
  • الابتكار في مجال الطاقة والتحكم والتحسين: تقنيات الطاقة الناشئة، فاسانت، بانديان
محدد
  1. ↑ "مراقبة أداء النبات" . www.cpuc.ca.gov .
  2. ^ “برنامج IPSA” . www.ipsa-power.com .
  3. ↑ "نبذة عنا - تكنولوجيا التشغيل - نبذة عن الشركة - مبادئ إيتاب السبعة - إيتاب" . etap.com .
  4. ↑ "PyIPSA - IPSA مع واجهة برمجة تطبيقات بايثون" . www.ipsa-power.com .
  5. ↑ البرمجيات، Dlubal (12 مارس 2019). "برمجيات التحليل والتصميم لمحطات الطاقة" . Dlubal .
  6. ↑ "أفضل 50 أداة وتطبيقًا برمجيًا في هندسة التصميم - بانام" . 9 نوفمبر 2015.
  7. ↑ "برمجيات الطاقة المتجددة - دي إن في جي إل" . دي إن في جي إل .
  8. ↑ هيرنانديز، أو. جيه.؛ داندي، جي.؛ أوفري، جيه. (2005). "التحكم الديناميكي في استهلاك الطاقة أثناء التشغيل باستخدام لغة C++ للأنظمة المدمجة". وقائع مؤتمر IEEE لجنوب شرق الولايات المتحدة ، 2005. الصفحات 126-130 . doi : 10.1109/SECON.2005.1423231 . ISBN  0-7803-8865-8. S2CID 14469369 . 
  9. ↑ كوليش، إيفان غوران؛ ماروشيتش، أنتي؛ ليتشي، غوران (مايو 2012). " نماذج برمجيات مرحلات الحماية في تفاعلها مع محاكيات أنظمة الطاقة" . وقائع المؤتمر الدولي الخامس والثلاثين MIPRO لعام 2012. الصفحات 924-929 . OCLC 5873135075. S2CID 18058074 .   
  10. ↑ "التوافق والتشغيل البيني لأنظمة المعلومات والاتصالات" .
  11. ↑ "PyIPSA | وحدة تحليل أنظمة الطاقة" .
  12. ↑ "الحساب السحابي من نيبلان" . www.neplan.ch . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-07-2019 .
  13. ↑ "EA PSM - تعرف على المزيد حول الميزات الرئيسية التي يوفرها هذا البرنامج" . EA PSM . 22 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يوليو 2021 .
  14. ↑ https://www.tdworld.com/home/article/20968011/cooper-announces-the-acquisition-of-cyme-international
  15. ↑ https://tedmag.com/eaton-to-acquire-cooper-industries/
  16. ↑ "شركة SKM لتحليل الأنظمة - برامج أنظمة الطاقة وحلول تحليل وتصميم مخاطر وميض القوس الكهربائي" . www.skm.com . تاريخ الاسترجاع: 20 نوفمبر 2017 .
  17. ↑ "برنامج ERACS - برنامج تحليل أنظمة الطاقة من RINA" . www.eracs.co.uk . تاريخ الاسترجاع: 16-09-2019 .
  18. ↑ معصوم، علي رضا؛ ماهسيردجيان، جان؛ ولد بشير، طارق؛ جيرونيه، أدريان (2021). "MSEMT: مكتبة Modelica متقدمة لدراسات العابر الكهرومغناطيسي لأنظمة الطاقة". معاملات IEEE في مجال توصيل الطاقة . 37 (4): 2453-2463 . doi : 10.1109/TPWRD.2021.3111127 . S2CID 240536090 . 
  19. ↑ جهاز إنذار مبكر. "برنامج NAP" . حلول أجهزة الإنذار المبكر . جهاز إنذار مبكر.