تصميم شبكة كهربائية للسفن البحرية باستخدام OVT ومرشحات LC لتحسين الاستقرار وتقليل التشوهات الهرمونية
الملخص
تعتبر الشبكات الكهربائية على السفن البحرية شبكات مضطربة نتيجة لتقارب قدرات بعض الأحمال مع قدرة المولدات الكهربائية. يؤدي توصيل أو فصل هذه الأحمال إلى تأثيرات سلبية على أداء الشبكة الكهربائية للسفينة، مثل تغير قيمة الجذر المتوسط لمربع الجهد وتغير التردد، وهي مشكلات لا تُلاحظ عادة في الشبكات الكهربائية العامة. في السفن ذات الدفع التقليدي، تشكل قدرة محطة التوليد حوالي 40% من القدرة الإجمالية للسفينة، حيث يعتبر "الرفاص" هو أكبر مستهلك للطاقة. أما في أنظمة الدفع الحديثة، فتستخدم محركات كهربائية مزودة بمنظومات قدرة إلكترونية، مما يزيد من عمق المشكلة المتعلقة بالاضطرابات في الشبكة الكهربائية.
في هذه الورقة البحثية، تم اقتراح تصميم شبكة كهربائية تعتمد على نظام توزيع بالتيار الثابت، مع تحويل القدرة إلى شبكات التيار المتغير باستخدام عواكس جهدية تعمل بتقنية المتجهات المتعامدة. وقد أسفرت هذه الطريقة عن إنتاج موجة جهد شبه جيبية بمعامل تشويه هرموني (THD) قدره 10.8%. لتحسين هذه الموجة وتقليل معامل THD، يمكن تكرار نفس التقنية أو استخدام مرشحات فعالة أو غير فعالة. في هذه الدراسة، تم استخدام مرشحات غير فعالة من نوع LC، مما أدى إلى خفض معامل التشوه الهرموني إلى 4%، وهو ما يتوافق مع المتطلبات الخاصة بالشبكات الكهربائية، ليس فقط في السفن، بل أيضًا في الشبكات العامة. على سبيل المثال، النمط الأوروبي لشبكات التوزيع الأرضية يشترط أن لا تتجاوز قيمة THD 5%.كما تم إجراء دراسة للتوافقيات العليا لمنحنيات الجهد في الشبكة الكهربائية المقترحة.
