طاقة الرياح المستقلة عن الشبكة: من يتحكم في الجهد والتردد؟

بالنسبة إلى منشأة على جزيرة أو مزرعة نائية أو موقع صناعي، يبدأ مشروع رياح مستقل عن الشبكة بسؤال مهم: ما المعدة التي تحدد الجهد والتردد اللذين تحتاجهما الأحمال؟

يوفر التوربين الطاقة عندما تتوفر رياح مناسبة. ويجب أن يوازن النظام الكهربائي الكامل أيضًا بين التوليد والطلب، ويستجيب للاضطرابات، ويدير الفترات التي لا تكفي فيها طاقة الرياح.

ما معنى «تشكيل الشبكة»؟

تنشئ المعدات المُشكِّلة للشبكة شكل موجة الجهد الكهربائي ومرجع التردد. أما المعدات التابعة للشبكة فتعمل وفق مرجع موجود مسبقًا. وفي مشروع مستقل عن الشبكة، قد يوفر هذا المرجع عاكس بطاريات أو مولد أو محول قدرة لطاقة الرياح مصمم بصورة مناسبة.

وصف التوربين بأنه «مستقل عن الشبكة» لا يوضح المكون الذي يؤدي هذه الوظيفة. وينبغي أن تحدده مواصفات المشروع بوضوح وتبين كيفية تنسيق المعدات الأخرى معه.

دراسة لشبكة مصغرة تعتمد على ⁦PMSG⁩ تبحث نهج تحكم مختلفًا

ورقة بحثية من عام 2026 في Energy تبحث عقد توليد رياح مُشكِّلة للشبكة تعتمد على ⁦PMSG⁩ وتعمل عند سرعات رياح غير متساوية. ويقترح المؤلفون ربط سرعة الدوار بجهد متغير لوصلة ⁦DC⁩ لإتاحة تقاسم مرن للقدرة دون اتصال بين العقد. وتورد الدراسة تحليلًا نظريًا وتحققًا باختبار العتاد ضمن الحلقة، مع تقييد التشغيل بالتوازن الفيزيائي للقدرة.

أُتيحت الورقة لأول مرة على الإنترنت في 26 مايو 2026، وتاريخ عددها هو 15 سبتمبر 2026. وتتعلق نتائجها باستراتيجية تحكم محددة، ولا تشكل ضمانًا عامًا بأن أي توربين ⁦PMSG⁩ يمكنه تشكيل شبكة مستقلة.

التحكم لا يمكنه تعويض الطاقة المفقودة

يمكن لنظام التحكم إدارة كيفية تقاسم القدرة المتاحة. لكنه لا يستطيع الحفاظ على إمداد الطاقة إلى أجل غير مسمى عندما يقل التوليد عن الطلب ولا يتوفر مصدر طاقة آخر.

لذلك يجب أن يعالج تخطيط المشروع جانبي التوازن. فعندما ينخفض خرج الرياح، قد يلزم مصدر آخر أو طاقة مخزنة أو خفض الأحمال. وعندما يتجاوز التوليد الطلب، يحتاج النظام إلى مزيج مناسب من الشحن وتقييد التوليد والحماية.

ويجب أيضًا ألا تقتصر مواصفات التخزين على سعته بالكيلوواط ساعة. فقدرته المقننة وحدود تشغيله ونطاق حالة الشحن المسموح به تؤثر في كيفية استجابته لتغيرات الأحمال.

تخطيط مشروع ⁦MARSTON POWER⁩ مستقل عن الشبكة

MARSTON POWER تركز على توربينات رياح ⁦PMSG⁩ ذات توجيه كهربائي ضمن فئات ⁦5–50 kW⁩. وعند الاستفسار عن مشروع مستقل عن الشبكة، ينبغي تقييم التوربين بوصفه جزءًا من بنية القدرة المقترحة. فوجود توربين بقدرة ⁦50 kW⁩ والتوجيه الكهربائي لا يعني إمدادًا مستمرًا بقدرة ⁦50 kW⁩، كما أن نوع مولده لا يثبت قدرة مستقلة على تشكيل الشبكة.

قبل طلب تكوين للنظام، جهز ما يلي:

• منحنى أحمال الموقع، بما يشمل طلب الذروة وأحمال بدء المحركات.
• قياسات الرياح المتاحة وموقع التوربين المقصود.
• تفاصيل البطاريات والعواكس والمعدات الشمسية أو مولدات الديزل القائمة.
• جهد التغذية وترددها وترتيب الأطوار المطلوب.
• الاستجابة المقبولة لفترات الرياح الضعيفة والانقطاعات.

ثم اسأل عن الجهة التي تتحكم في الجهد والتردد، وكيفية إدارة فائض القدرة، والوظائف التي ثبت عملها للتوليفة المقترحة من المعدات. ويجب أن يكون لكل من بدء التشغيل دون تغذية خارجية والتشغيل الجزيري والانتقال بين أوضاع التشغيل أدلته الخاصة.

مرجع البحث

Luo, X.; Xiao, D.; Ji, H.; Luo, J.; Zhao, H.; Lai, C. S.; Lai, L. L. A slack bus-like grid-forming wind turbine node for flexible power sharing in microgrids facing uneven wind speeds. Energy، 359، 141450. أول إتاحة على الإنترنت: 26 مايو 2026؛ تاريخ العدد: 15 سبتمبر 2026.

يستخدم هذا الملخص ملخص المؤلفين المتاح في المستودع الجامعي. ولا تعادل أدلة اختبار العتاد ضمن الحلقة التشغيل الميداني طويل الأجل. ولا تتحقق الدراسة من قدرات تشكيل الشبكة أو بدء التشغيل دون تغذية خارجية أو التشغيل المتوازي لمعدات ⁦MARSTON POWER⁩.