كيف يحسن مكثف الهواء المبرد من مستوى تشغيل نظام الطاقة من خلال تعويض الطاقة التفاعلي؟

​
آلية تشغيل الحمل الاستقرائي في نظام الطاقة خاص نسبيا. عندما يمر التيار من خلال الأجهزة الاستقرائية مثل المحركات والمحولات ، سيكون هناك اختلاف في الطور بين التيار والجهد ، مما يؤدي إلى تحويل جزء من الطاقة الكهربائية بشكل مستمر بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي ، ولكن لا يمكن تحويله حقًا إلى عمل مفيد. هذا الجزء من الطاقة الكهربائية هو الطاقة التفاعلية. على الرغم من أن الطاقة التفاعلية لا تعمل مباشرة ، إلا أنها لا غنى عنها للحفاظ على التشغيل العادي للأحمال الاستقرائية. ومع ذلك ، فإن وجود كمية كبيرة من الطاقة التفاعلية سيزيد من التيار وتوليد المزيد من الخسائر على مقاومة الخط. في الوقت نفسه ، سيؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة انخفاض الجهد الخطي ، مما يجعل جهد المستخدم النهائي منخفضًا ، مما يؤثر بشكل خطير على جودة الطاقة وكفاءة تشغيل النظام. ​
مكثف الهواء المبرد يستخدم لتعويض الطاقة التفاعلي في نظام الطاقة وله مبدأ عمل علمي. المكثف هو في الأساس مكون يخزن الشحن. في دائرة التيار المتردد ، يمكنه تخزين الطاقة الكهربائية عندما يزداد الجهد ويطلق الطاقة الكهربائية عندما يتناقص الجهد. تمكنها هذه الخاصية من توليد قوة تفاعلية للسعة ذات الطبيعة المعاكسة إلى الطاقة التفاعلية التي تستهلكها الحمل الاستقرائي. بعد توصيل المكثف المبرد بالهواء بنظام الطاقة ، فإن القوة التفاعلية السعية التي يولدها والقدرة التفاعلية الاستقرائية التي تستهلكها الحمل الاستقرائي مع بعضها البعض ، مما يقلل من إجمالي الطاقة التفاعلية المرسلة في النظام. هذا مثل تقليل بعض المركبات "غير الفعالة" على طريق مزدحم ، مما يجعل الطريق أكثر سلاسة وتشغيل نظام الطاقة أكثر كفاءة. ​
من العملية المحددة ، بعد توصيل المكثف المبرد بالهواء بنظام الطاقة ، يكون له أولاً تأثير كبير على عامل الطاقة. يعكس عامل الطاقة درجة الاستخدام الفعال للطاقة الكهربائية. إن وجود الأحمال الاستقرائية يقلل من عامل الطاقة ، ويمكن أن تكون الطاقة التفاعلية السعة التي يتم حقنها بواسطة المكثف المبرد بالهواء ضبط علاقة الطور بين التيار والجهد ، مما يجعلها أقرب إلى نفس المرحلة قدر الإمكان ، وبالتالي تحسين عامل الطاقة. عندما يتم تحسين عامل الطاقة ، ستنخفض القيمة الفعالة للتيار في نظام الطاقة وفقًا لذلك. لأنه وفقًا لمبدأ الدائرة ، عند نقل نفس القوة النشطة ، فإن التيار يتناسب عكسيا مع عامل الطاقة. بعد انخفاض التيار ، يتناقص فقدان الطاقة في الخط أيضًا. وذلك لأن فقدان الخط يتناسب مع مربع التيار. يمكن أن يقلل الانخفاض في التيار بشكل كبير من فقدان الحرارة على مقاومة الخط ويقلل من نفايات الطاقة في عملية نقل الطاقة.

تلعب المكثفات المبردة بالهواء دورًا مهمًا في تحسين جودة الجهد. يرتبط انخفاض جهد الجهد ارتباطًا وثيقًا بالحجم الحالي. عندما يتناقص التيار بسبب تعويض الطاقة التفاعلي ، سينخفض انخفاض الجهد الخطي أيضًا. هذا يجعل جهد كل عقدة في نظام الطاقة أكثر استقرارًا ، وخاصة في منطقة المحطة البعيدة عن مصدر الطاقة ، يمكن تخفيف مشكلة الجهد المنخفض بشكل فعال. الجهد المستقر لا يفضي فقط إلى التشغيل العادي لأنواع مختلفة من المعدات الكهربائية ويطيل عمر خدمة المعدات ، ولكنه يضمن أيضًا التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة بأكمله ويقلل من خطر الفشل الناجم عن تقلبات الجهد. ​
في أنظمة الطاقة الفعلية ، يتم استخدام المكثفات المبردة بالهواء بطرق مختلفة. يمكن تثبيت مجموعات المكثفات المبردة بالهواء ذات السعة الكبيرة مركزيًا في المحطات الفرعية ، ويمكن تنفيذ التعويض المركزي وفقًا للطلب الإجمالي للطاقة التفاعلية للنظام. يمكن لهذه الطريقة السيطرة الكلية على الطاقة التفاعلية لشبكة الطاقة الإقليمية بأكملها وتحسين عامل الطاقة ومستوى الجهد لشبكة الطاقة الإقليمية. يمكن أيضًا تثبيت المكثفات الصغيرة المبردة بالهواء على جانب الجهد المنخفض من محول التوزيع للتعويض في الموقع لخصائص تحميل منطقة معينة. يمكن أن يفي هذا بدقة أكبر بالطلب على الطاقة التفاعلية للأحمال المحلية ، وتقليل الانتقال التفاعلي لخطوط الجهد المنخفض ، وتقليل خسائر الخط. بالإضافة إلى ذلك ، على خطوط نقل الجهد العالي ، يتم استخدام المكثفات المبردة بالهواء من سلسلة للتعويض عن التفاعل الاستقرائي للخط ، وتحسين قدرة انتقال الخط ، وزيادة المسافة وقدرة انتقال الطاقة. ​
على الرغم من أن المكثفات المبردة بالهواء تعمل بشكل جيد في تعويض الطاقة التفاعلي في أنظمة الطاقة ، إلا أنها تواجه أيضًا بعض التحديات. إن ظروف تشغيل نظام الطاقة معقدة وقابلة للتغيير ، وقد يتغير الطلب على الطاقة التفاعلية للحمل في أي وقت ، مما يتطلب المكثفات المبردة بالهواء للاستجابة بسرعة والتكيف بمرونة. إذا لم يكن التعويض في الوقت المناسب أو أن مبلغ التعويض غير دقيق ، فلن يتم تحقيق تأثير تعويض الطاقة التفاعلي المتوقع فحسب ، بل قد يحدث أيضًا مشاكل جديدة مثل تقلبات جهد النظام والرنين. في الوقت نفسه ، ستتأثر المكثفات المبردة بالهواء بالعوامل البيئية مثل ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة والغبار أثناء التشغيل على المدى الطويل. قد تتسبب هذه العوامل في تدهور المكثف أو تفشل ، مما يؤثر على موثوقية واستقرار تعويض الطاقة التفاعلي. ​
من أجل اللعب بشكل أفضل دور المكثفات المبردة بالهواء في تعويض الطاقة التفاعلية في أنظمة الطاقة ، فإن التقنيات ذات الصلة أيضًا تتطور وابتكارها باستمرار. من ناحية ، يتم تطوير استراتيجيات تحكم أكثر تقدماً ، ويتم استخدام تقنية التحكم الذكية لمراقبة الطاقة التفاعلية والجهد في النظام في الوقت الفعلي ، والتحكم بدقة في مدخلات وإزالة المكثفات المبردة بالهواء ، وتحقيق تعويض الطاقة الديناميكي ، وتحسين توقيت ودقة التعويض. من ناحية أخرى ، يجب تحسين عملية التصنيع ومواد المكثفات المبردة بالهواء لتعزيز قدرتها على مقاومة التداخل البيئي وتحسين موثوقية وخدمة المعدات. بالإضافة إلى ذلك ، ينبغي استكشاف التطبيق المنسق مع معدات التعويض التفاعلية الأخرى ، مثل المولدات التفاعلية الثابتة ، لإعطاء اللعب الكامل لمزايا المعدات المختلفة وبناء نظام تعويض تفاعلي أكثر اكتمالا.