ميزات وتطبيقات طريقة القضاء التام على التواضع في المرشح الفعال للطاقة (APF): تحليل نظري، محاكي وعملي

في أنظمة الطاقة الحديثة، أصبحت جودة الطاقة أحد المؤشرات الرئيسية التي تُستخدم لقياس أداء أنظمة الطاقة. مع التطور السريع للتأتميم الصناعي، الاندماج الشبكي للطاقات المتجددة، والشبكات الذكية، ت продължает نسبة الأحمال غير الخطية في الشبكة الكهربائية إلى الارتفاع. وقد أدى ذلك إلى ظهور مشكلات متزايدة الأهمية مثل التلوث بالتواضع وعدم التوازن ثلاثي الطور، وهي مشكلات تؤثر ليس فقط على التشغيل الآمن والسтаبل للأجهزة الكهربائية بل تحد من تحسين كفاءة استخدام الطاقة. كأداة أساسية لتحكم التلوث بالتواضع، يعتمد أداء المرشح الفعال للطاقة (APF) الأساسي على دقة وموثوقية طرق الكشف عن التواضع. أظهرت الأبحاث الشاملة التي أجريت على تطبيق طريقة القضاء التام على التواضع (PHC) في APF، من خلال الاشتقاق النظري والتحقق المحاكي، прев柔道ة هذه الطريقة في ظل ظروف الشبكة المعقدة. استنادًا إلى نتائج مثل هذه الأبحاث، سوف يقوم هذا المقال بتحليل مفصل يغطي خلفية مشكلات التواضع، قيود الطرق التقليدية، الابتكارات النظرية لطريقة PHC، التحقق المحاكي، والقيمة التطبيقية، مع تفسير شامل للانتهازات التقنية والمعنى العملي لطريقة PHC في APF.

1. مشكلات التواضع في أنظمة الطاقة ودور APF الأساسي

1.1 أسباب ومضار التلوث بالتواضع

ينشأ التواضع في أنظمة الطاقة من الاستخدام الشامل للأحمال غير الخطية. عندما يتدفق التيار عبر المكونات غير الخطية (مثل المحولات المعكوسة، المحولات، الأفران الذرية، ومحولات التردد)، ينحرف شكلها عن المنحنى الجيبي، مولدًا سلسلة من مكونات التواضع التي ترددها مضاعفات صحيحة للردد الأساسي. بمجرد ضخ هذه المكونات التواضعية في الشبكة الكهربائية، يمكن أن تسبب العديد من المشكلات: على مستوى الأجهزة، يمكن للتواضع أن يؤدي إلى تدفق حر إضافي للمحركات والمحولات وغيرها من الأجهزة، مما يقلل من عمرها الخياري； على مستوى القياس، يمكن للتواضع أن يسبب أخطاء في قياسات عداد الطاقة الكهربائية، مما يؤثر على دقة تسوية الفواتير الكهربائية； على مستوى النظام، قد يؤدي التواضع إلى تشغيلات خاطئة للحماية التتابعية وحتى يسبب رنين في الشبكة، مما يهدد التشغيل الآمن للنظام.

مع انتشار الأحمال الحساسة مثل أجهزة الحاسوب والأدوات الدقيقة والأجهزة الاتصالية في المجالات الصناعية والمدنية، أصبحت متطلبات المستخدمين من جودة الطاقة في الشبكة أكثر صرامة. تظهر الإحصائيات أن الخسائر الاقتصادية السنوية الناجمة عن عيوب الأجهزة وفقدان الكفاءة بسبب التلوث بالتواضع في المجال الصناعي وحدها تبلغ 3-5% من إجمالي استهلاك الطاقة. لذلك، أصبح التحكم الفعال للتلوث بالتواضع مسألة أساسية للتشغيل المستقر لأنظمة الطاقة.

1.2 مبدأ التشغيل واستراتيجية التحكم لـ APF

يُعد المرشح الفعال للطاقة (APF) أحد الأدوات الأكثر فعالية في تحكم التلوث بالتواضع. مبدأه الأساسي هو توليد تيار تعويضي يساوي في الحجم ومضاد في الاتجاه للتواضع من خلال الكشف اللحظي عن مكونات التواضع في تيار الحمل، مما يؤدي إلى إلغاء التواضع الناتج من الحمل واستعادة تيار الطاقة إلى شكل جيبي.

تتضمن استراتيجية التحكم لـ APF مرحلتين رئيسيتين: الكشف عن التواضع والتحكم في التيار. من بينها، يُعد الكشف عن التواضع المرحلة الأساسية، والذي يحدد مباشرة دقة التعويض وسرعة الاستجابة. يجب أن تُستطيع طريقة الكشف عن التواضع المثالية استخراج مكونات التواضع بدقة تحت ظروف مختلفة للشبكة (بما في ذلك الجهد المتقابل الجيبي المتوازن، الجهد المشوه، والجهد غير المتوازن) وتقديم مرجع موثوق للتعويض لوحدة التحكم في التيار.

حاليًا، تم اقتراح العديد من طرق الكشف عن التواضع في المجالات الأكاديمية والصناعية. الأكثر استخدامًا في المجال الزمني تشمل طريقة p-q بناءً على نظرية القوة التفاعلية اللحظية، طريقة المحاور الدورانية المتزامنة (طريقة d-q)، وطريقة القضاء التام على التواضع (PHC). من بينها، كانت طريقة p-q وطريقة d-q مستخدمتين على نطاق واسع في أجهزة APF المبكرة نظرًا لتبسيط المبادئ وسهولة التنفيذ، لكن قيودها تحت ظروف الشبكة المعقدة أصبحت واضحة تدريجيًا； بينما نجحت طريقة PHC من خلال التحسينات المستهدفة في التغلب على عيوب الطرق التقليدية وأصبحت الخوارزمية الأساسية للكشف في الجيل الجديد من أجهزة APF.

2. قيود طرق الكشف عن التواضع التقليدية في APF

2.1 مبدأ وعيوب طريقة p-q

تعتمد طريقة p-q على نظرية القوة التفاعلية اللحظية ثلاثية الطور. إنها تحويل الجهد والتيار ثلاثي الطور إلى نظام الإحداثيات الساكنة α-β، تحسب القدرة الفعالة اللحظية p والقدرة التفاعلية اللحظية q، ثم تستخرج المكون المستمر للقدرة الفعالة من خلال مرشح منخفض التردد، وأخيرًا تُستنتج عكسًا التيار الفعال الأساسي للحصول على مكون تيار التواضع.

لكن العيب الأساسي لطريقة p-q يكمن في "اعتمادها" على جهد الشبكة: عندما يكون الجهد المشوه (يحتوي على تواضع عالي التأكيد) أو غير متوازن ثلاثي الطور، ينحرف شكل الجهد عن الخصائص المتقابلة الجيبية المثالية، مما يتسبب في مزج مكونات التواضع في القدرة اللحظية p و q. لا يمكن لمرشح منخفض التردد فصل الموجة الأساسية والتواضع تمامًا، مما يؤدي أخيرًا إلى حدوث أخطاء كبيرة في نتائج الكشف عن التواضع. على سبيل المثال، عندما يحتوي جهد الشبكة على تواضع 250 هرتز (تواضع خامس)، سيحتوي القدرة اللحظية المحسوبة بواسطة طريقة p-q على مكونات متذبذبة 100 هرتز (تاني) و300 هرتز (سادس)، مما يتسبب في تشوه التيار الأساسي المستخرج. لا يمكن لتيار التعويض لـ APF إلغاء التواضع بدقة، ولا يزال التشوه الكلي للتواضع (THD) لتيار الطاقة مرتفعًا بتركيز يصل إلى أكثر من 20%.

بالإضافة إلى ذلك، تحت ظروف الحمل غير المتوازن، لا يمكن لطريقة p-q التمييز بين مكونات التسلسل السلبي ومكونات التواضع، مما يؤدي إلى ظهور عدم توازن واضح ثلاثي الطور في تيار الطاقة بعد التعويض، مما يؤثر بشكل أكبر على جودة الطاقة.

2.2 تحسينات وعيوب طريقة d-q

تنشأ طريقة d-q من تحويل المحاور الدورانية المتزامنة في تحكم المحرك. فكرتها الأساسية هي تحويل الجهد والتيار ثلاثي الطور إلى نظام إحداثيات d-q الدوراني المتزامن من خلال تحويل بارك، بحيث يتم تحويل المكون الأساسي إلى مكون مستمر ومكون التواضع إلى مكون متناوب. ثم يتم استخراج المكون المستمر من خلال مرشح منخفض التردد لاستنتاج عكسي التيار الأساسي.

بمقارنة مع طريقة p-q، تظهر طريقة d-q أداء أفضل عندما يكون الجهد المشوه: يمكن لتحويل المحاور الدورانية المتزامنة الاحتفاظ بالمكون الأساسي كتيار مستمر على محور d-q، مما يقلل من بعض التداخل بالتواضع. على سبيل المثال، عندما يحتوي جهد الشبكة على تواضع 250 هرتز، يبلغ التشوه الكلي للتواضع (THD) لتيار الطاقة بعد التعويض بواسطة طريقة d-q حوالي 12.61%، وهو أفضل من 20.12% لطريقة p-q.

لكن لا تزال طريقة d-q تظهر قيود واضحة: تعتمد المرحلة المرجعية الدورانية المتزامنة على الكشف عن نقاط العصف في جهد الشبكة. عندما يكون الجهد غير متوازن، سيحدث انحراف في الكشف عن نقاط العصف، مما يتسبب في عدم تزامن نظام المحاور الدورانية مع المكون الأساسي. يتذبذب التيار الأساسي على محور d-q، والذي لا يمكن لمرشح منخفض التردد إزالته تمامًا، مما يؤدي أخيرًا إلى نتائج تعويض غير مرضية. عندما يحتوي جهد الشبكة على تواضع وغير متوازن، يصل التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض بواسطة طريقة d-q إلى 11.41%، والذي لا يمكن أن يفي بمتطلبات الأجهزة الدقيقة من جودة الطاقة.

3. الابتكار النظري واستناد تيار التعويض لطريقة PHC في APF

3.1 فكرة أساسية لطريقة PHC

تعد طريقة PHC تحسينًا لطريقة p-q وطريقة d-q، مصممة خصيصًا للكشف عن التواضع في APF. στόها هو إلغاء جميع تيارات التواضع والقدرة التفاعلية الأساسية، وتعويض عدم التوازن في آن واحد، بحيث يصبح تيار الطاقة بعد التعويض متقابلًا وجيبيًا. الابتكار الأساسي فيها هو: اتخاذ مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية في جهد الشبكة كمرجع، مما يزيل التأثيرات السالبة الناجمة من تشوه جهد الشبكة أو عدم التوازن، لذلك يمكنها الاحتفاظ بنتائج تعويض جيدة تحت ظروف الشبكة المعقد

يشير مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية إلى المكون في جهد الشبكة الذي تردده هو الموجة الأساسية (50 هرتز) ومراحل ثلاثي الطور المتقابلة (تباين 120 درجة مع بعضها البعض). هذا المكون غير متأثر بالتواضع في الشبكة وعدم التوازن - حتى لو كان الجهد الفعلي للشبكة مشوهًا (مثل الاحتواء على تواضع ثالث، خامس، وسبع) أو مذبذب في سعة/مرحلة ثلاثي الطور، لا يزال مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية يحتفظ بخصائص متقابلة جيبية مستقرة. من خلال استخراج هذا المكون كمرجع للكشف، تضمن طريقة PHC أن عملية الكشف عن التواضع لا تتأثر بالاضطرابات في الشبكة، مما يوفر مرجع دقيق لتيار التعويض لـ APF.

3.2 استناد تيار التعويض بناءً على نظرية القوة التفاعلية اللحظية

يستند استناد تيار التعويض لطريقة PHC إلى نظرية القوة التفاعلية اللحظية، مع اخذ مرشح APF المتوازن ككائن البحث. التفاصيل التالية:

3.2.1 العلاقة بين تيار الحمل وتيار الطاقة

النواة من مرشح APF المتوازن هو إلغاء مكونات التواضع في تيار الحمل من خلال تيار التعويض. لنفترض أن تيار الحمل i_L يتكون من مكون الموجة الأساسية i_Lf ومكون التواضع i_LH، أي i_L = i_Lf + i_LH； التيار التعويضي الذي ينتجه APF هو i_C، тогда تيار الطاقة i_S = i_L + i_C. لجعل تيار الطاقة يحتوي فقط على مكون الموجة الأساسية، يجب أن يُفي i_S = i_Lf، لذلك يجب أن يُفي التيار التعويضي i_C = -i_LH.

3.2.2 استخراج مكونات الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية في نظام الإحداثيات α-β

تقوم طريقة PHC أولاً بتحويل مكونات الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية لجهد الشبكة ثلاثي الطور (المحددة على أنها u_af⁺، u_bf⁺، u_cf⁺) إلى نظام الإحداثيات الساكنة α-β للحصول على مكون المحور α u_αf⁺ ومكون المحور β u_βf⁺. تُنفذ عملية التحويل بواسطة مصفوفة معينة. الصف الأول من المصفوفة هو 1، -1/2، -1/2، والصف الثاني هو 0، √3/2، -√3/2، وكلها تُضرب بمعامل √(2/3)، ثم تُضرب بقيم اللحظية لجهد الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية ثلاثي الطور، وأخيرًا تُحصل على مكونات الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية في نظام الإحداثيات α-β.

يمكن لهذا التحويل تحويل جهد الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية ثلاثي الطور إلى مكونات متقابلة في نظام الإحداثيات α-β، مما يُقدِّم أساسًا لحساب القدرة اللاحقة.

3.2.3 تحليل القدرة اللحظية وحساب تيار التعوي

بناءً على نظرية القوة التفاعلية اللحظية، يمكن حساب القدرة الفعالة اللحظية p والقدرة التفاعلية اللحظية q للحمولة من خلال مكونات الجهد والتيار في نظام الإحداثيات α-β: تُساوي القدرة الفعالة اللحظية p ناتج ضرب جهد المحور α والتيار المحور α زائد ناتج ضرب جهد المحور β والتيار المحور β； تُساوي القدرة التفاعلية اللحظية q ناتج ضرب جهد المحور -β والتيار المحور α زائد ناتج ضرب جهد المحور α والتيار المحور β، حيث مكونات الجهد هي مكونات الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية u_αf⁺، u_βf⁺، ومكونات التيار هي تيارات الحمل في نظام الإحداثيات α-β i_α، i_β.

يُحلل القدرة الفعالة اللحظية p إلى مكون مستمر (القدرة الفعالة الأساسية، المشار إليها بـ p̄) ومكون متناوب (القدرة الفعالة للتواضع، المشار إليها بـ p̃). ثم يمكن حساب مكون القدرة الفعالة الأساسية في تيار الحمل من خلال p̄، بينما يُحدد مكون التواضع ومكون التفاعل بواسطة p̃ و q.

الهدف من التعويض في طريقة PHC هو إلغاء جميع التواضع والقدرة التفاعلية الأساسية، وتعويض عدم التوازن في آن واحد، لذلك يجب أن يُلغى التيار التعويضي مكونات التيار المقابلة لـ p̃ و q. وأخيرًا، يُستخرج تيار التعويض لـ APF في نظام الإحداثيات α-β على أنها: ناتج ضرب مصفوفة معكوسة ومصفوفة تحتوي على p̃ و q، حيث تُحصل على المصفوفة المعكوسة من خلال عكس المصفوفة المكونة من u_αf⁺، u_βf⁺، -u_βf⁺، u_αf⁺.

المفتاح في عملية الحساب هذا هو: جميع الخطوات تعتمد على مكونات الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية u_αf⁺، u_βf⁺ لجهد الشبكة، لذلك حتى لو كان جهد الشبكة مشوهًا أو غير متوازن، لا يزال مرجع تيار التعويض مستقرًا، مما يضمن أن يُخرج APF تيار تعويضي دقيق.

4. التحقق المحاكي وتحليل النتائج لطريقة PHC في APF

لتحقق من прев柔道ة طريقة PHC في APF، استخدمت الأبحاث برنامج Matlab/Simulink لبناء نموذج محاكي لـ APF ثلاثي الطور ثلاثي الأسلاك، ومقارنت بين نتائج التعويض لطريقة PHC، طريقة p-q، وطريقة d-q تحت ظروف مختلفة لجهد الشبكة. المعلمات المحاكيّة والنتائج كما يلي:

4.1 بناء النموذج المحاكي

يشمل النظام المحاكي الرئيسي العناصر التالي

• الدائرة الرئيسية: شبكة طاقة ثلاثي الطور (الجهد قابل للتعديل)، حمل غير خطي (جسر محول ثلاثي الطور + محاث 2mH ومقاوم 5Ω)، مرشح APF متوازن (محول مصدر جهد + مرشح LC)；
• وحدة الكشف: تنفذ别离ًا خوارزميات الكشف عن التواضع لطريقة p-q، طريقة d-q، وطريقة PHC، مع التركيز على استخراج مكونات التواضع في تيار الحمل；
• وحدة التحكم: تُستخدم التحكم في التيار بالتعليق لجعل APF يخرج تيار تعويضي يساوي في الحجم ومضاد في الاتجاه لمكون التواضع；
• وحدة التحليل: تحسب التشوه الكلي للتواضع (THD) للتيار من خلال أداة تحليل FFT في أدوات powergui لتقييم نتائج التعويض.

تشبه النماذج المحاكيّة للثلاث طرق البنية، والاختلاف الأساسي يكمن في وحدة الكشف: تُستخدم طريقة p-q جهد الشبكة مباشرة لحساب القدرة اللحظية، تُستخدم طريقة d-q تحويل المحاور الدورانية المتزامنة لاستخراج الموجة الأساسية، بينما تُستخدم طريقة PHC أولاً استخراج مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية لجهد الشبكة، ثم تُựcح حساب القدرة وفصل التواضع.

4.2 نتائج المحاكاة تحت ظروف جهد الشبكة المتقابل الجيبي المتوازن

عندما يكون جهد الشبكة ثلاثي الطور متقابلًا جيبيًا ومتوازنًا (220 فولت/50 هرتز)， يُظهر تيار الحمل خصائص نبضة واضحة بسبب جسر المحول، والتشوه الكلي للتواضع قبل التعويض هو 30.57%. نتائج التعويض للثلاث طرق كما يلي:

• طريقة p-q: يبلغ التشوه الكلي للتواضع لتيار الطاقة بعد التعويض 8.42%، وشكل الموجة قريب من الجيبي، لكن لا يزال يوجد كمية صغيرة من التواضع عالي التردد；
• طريقة d-q: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 9.91%، وهو أقل قليلاً من طريقة p-q، وينبغي ذلك بشكل أساسي على الانحراف الطوري الصغير الذي يُحدثه تحويل المحاور الدورانية المتزامنة；
• طريقة PHC: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 7.16%، وشكل تيار الطاقة أقرب إلى الجيبي المثالي، مع أفضل نتائج تثبيط التواضع.
  

تُظهر هذه النتائج أن تحت ظروف الشبكة المثالية، يمكن للثلاث طرق تحقيق درجة معينة من التعويض للتواضع، لكن طريقة PHC تتمتع بدقة تعويض أعلى نظرًا لمرجع أكثر استقرارًا.

4.3 نتائج المحاكاة تحت ظروف جهد الشبكة المتوازن الذي يحتوي على تواضع

عندما يحتوي جهد الشبكة على تواضع 35.4 فولت/250 هرتز (تواضع خامس) ومتوازن ثلاثي الطور، تزداد تشوه تيار الحمل، والتشوه الكلي للتواضع قبل التعويض هو 31.51%. نتائج التعويض كما يلي

• طريقة p-q: يصل التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض إلى 20.12%، وينبقى شكل تيار الطاقة مشوهًا بشكل واضح. السبب هو أن التواضع الخامس في جهد الشبكة يتسبب في أن القدرة اللحظية المحسوبة بواسطة طريقة p-q تحتوي على تواضع 100 هرتز (ثاني) و300 هرتز (سادس)， والتي لا يمكن لمرشح منخفض التردد إزالته تمامًا، مما يتسبب في تشوه مكونات التواضع المكتشفة；

• طريقة d-q: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 12.61%، وهو أفضل من طريقة p-q، لكن التواضع الخامس لا يزال غير محذوف تمامًا لأن المحور الدوراني المتزامن لا يمكنه عزل تأثير التواضع الخامس تمامًا；

• طريقة PHC: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 7.89%، وشكل تيار الطاقة قريب من الجيبي. نظرًا لأن طريقة PHC تعتمد على حساب مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية، فهي غير متأثرة بالتواضع 250 هرتز، ومكونات التواضع المكتشفة دقيقة، وتيار التعويض يُلغى التواضع في الحمل بشكل فعال.

4.4 نتائج المحاكاة تحت ظروف جهد الشبكة غير المتوازن الذي يحتوي على تواضع

عندما يكون جهد الشبكة غير متوازن ويحتوي على تواضع (الطور A و C هما 220 فولت/50 هرتز، الطور B هو 141 فولت/50 هرتز مع تواضع 35.4 فولت/250 هرتز)， يُظهر تيار الحمل ليس فقط تشوهًا بل غير متوازن ثلاثي الطور، والتشوه الكلي للتواضع قبل التعويض هو 29.00%. نتائج التعويض كما يلي:

• طريقة p-q: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 26.22%، ولا يوجد تكامل فعلي تقريبًا، وتيار الطاقة ثلاثي الطور غير متوازن بشدة. بسبب عدم توازن الجهد، لا يمكن لطريقة p-q التمييز بين مكونات التسلسل السلبي والتواضع، مما يتسبب في تشوه كامل لنتائج الكشف；
• طريقة d-q: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 11.41%، وتحسن عدم توازن ثلاثي الطور، لكن لا يزال هناك مكونات تواضع واضحة، لأن المرحلة المرجعية للدوران المتزامن تعاني من انحرافات بسبب تأثير عدم توازن الجهد；
• طريقة PHC: يبلغ التشوه الكلي للتواضع بعد التعويض 7.99%، وتيار الطاقة ثلاثي الطور متوازن بشكل أساسي، وشكله قريب من الجيبي. نظرًا لأن طريقة PHC تعتمد على مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية، فهي تزيل تمامًا التداخل من عدم توازن الجهد والتواضع، ومكونات التواضع وغير المتوازنة المكتشفة دقيقة، وتيار التعويض يُلغى التواضع ومكونات التسلسل السلبي في الحمل بشكل فعال.

4.5 ملخص نتائج المحاكاة

تُظهر النتائج أن:

1. كلما ازدادت تعقيد جهد الشبكة (التشوه + عدم التوازن)، ازدادت прев柔道ة طريقة PHC；
2. يقل التشوه الكلي للتواضع لطريقة PHC عن 8% تحت جميع ظروف العمل، مما يفي بمتطلب "التشوه الكلي للتواضع في الشبكة العامة ≤5% (≤8% في الحالات الخاصة)" في المعايير ذات الصلة، بينما لا يمكن للطرق التقليدية الوفاء بالمعيار تحت ظروف العمل المعقدة；
3. لا تستطيع طريقة PHC فقط تثبيط التواضع بل تعويض عدم توازن ثلاثي الطور بشكل فعال، مما يحتفظ بتيار الطاقة متوازنًا، وهو أمر يصعب على الطرق التقليدية تحقيقه.

5. القيمة التقنية وتحقيقات التطبيق لطريقة PHC في APF

5.1 القيمة التقنية

لقد تجاوزت تطبيق طريقة PHC في APF الاعتماد على طرق الكشف عن التواضع التقليدية على جودة جهد الشبكة، والقيمة التقنية الأساسية تظهر في:

• مقاومة التداخل: من خلال استخراج مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية، تزيل جذريًا التداخل من تشوه الشبكة وعدم التوازن، مما يسمح لـ APF بالعمل بثبات تحت ظروف الشبكة المعقدة；
• التعويض الشامل: لا تزال تُستطيع إلغاء تيارات التواضع بل تعويض القدرة التفاعلية الأساسية وعدم توازن ثلاثي الطور، مما يُحقق تحسين "واحد النداء" لجودة الطاقة；
• قوة الدفاع عن الخوارزمية: تعتمد عملية الاشتقاق بشكل صارم على نظرية القوة التفاعلية اللحظية، مع صيغ بسيطة ومعاني فيزيائية واضحة، مما يسهل التنفيذ الهندسي وتحسين المعلمات.

5.2 تحديات التطبيق

يمكن لـ APF المستند إلى طريقة PHC أن يُستخدم على نطاق واسع في السيناريوهات التالية:

• المجال الصناعي: تمتلك الصناعات مثل الصفائح والفولاذ والكيمياء والتصنيع السيارات عددًا كبيرًا من المعدلات المحولة والأفران الذرية وغيرها من الأحمال غير الخطية القوية. يمكن لطريقة PHC ضمان أن يُستطيع APF تعويض التواضع بدقة عندما يتذبذب جهد الشبكة، مما يحمي الآلات الدقيقة وPLC وغيرها من الأجهزة；
• الاندماج الشبكي للطاقات المتجددة: التذبذب في قوة الخرج من أنظمة الطاقة الشمسية والرياح يُسبب عادةً تشوه جهد الشبكة وعدم التوازن. يمكن لطريقة PHC تحسين قدرة التعويض الديناميكي لـ APF وتعزيز الاندماج الشبكي الفعال للطاقات المتجددة；
• المباني التجارية: توجد العديد من الأجهزة مثل المصاعد ومعدلات التكيف والشاحنات في المباني الكبيرة، مع مشكلات واضحة في التواضع وعدم توازن ثلاثي الطور. يمكن لطريقة PHC تحسين جودة الطاقة وتقليل معدلات عطل الأجهزة واستهلاك الطاقة；
• الشبكة الذكية: كأداة أساسية لتنظيم جودة الطاقة في الشبكات التوزيعية، يمكن لـ APF المستند إلى طريقة PHC أن يُرتبط بنظام التوزيع لتحقيق المراقبة الحية والتعويض الديناميكي للتواضع في الشبكة بأكملها.

6. الخلاصة

أظهرت الدراسات الشاملة من خلال الاشتقاق النظري والتحقق المحاكي прев柔道ة طريقة PHC في APF بشكل كامل. مقارنة بالطرق التقليدية p-q و d-q، تأخذ طريقة PHC مكون الموجة الأساسية المتسلسلة الإيجابية لجهد الشبكة كمرجع، مما يزيل التداخل من تشوه الشبكة وعدم التوازن بشكل فعال. يستند استناد تيار التعويض الخاص بها بشكل صارم على نظرية القوة التفاعلية اللحظية، مما يضمن دقة الكشف ونتيجة التعويض.

تُظهر نتائج المحاكاة أن: تحت جهد الشبكة المتقابل الجيبي المتوازن، تُظهر نتائج التعويض لطريقة PHC أفضلية طفيفة من الطرق التقليدية； تحت ظروف جهد الشبكة الذي يحتوي على تواضع أو غير متوازن، تُظهر прев柔道ة طريقة PHC بشكل ملحوظ، مع أن التشوه الكلي للتواضع لتيار الطاقة يبقى دائمًا أقل من 8% مع الحفاظ على توازن ثلاثي الطور. تُجعل هذه الخاصية من طريقة PHC الخيار المثالي لـ APF تحت ظروف الشبكة المعقدة، مما يوفر حلًا تقنيًا موثوقًا لحل مشكلات التلوث بالتواضع في أنظمة الطاقة.

مع تطور أنظمة الطاقة نحو الذكاء والتنوع، سيُحسن التطبيق الهندسي لطريقة PHC أداء APF بشكل أكبر، сыاهمًا بشكل كبير في تحسين جودة الطاقة في الشبكة والضمان من التشغيل الآمن والسтаبل للنظام. في المستقبل، مع دمج قدرات الحساب العالية لمعالجات الإشارات الرقمية (DSP) و FPGA، سيُحسن التزامن الزمني ودقة التعويض لطريقة PHC بشكل أكبر، مما يُعزز تطور تقنية التصفية النشطة إلى مستوى جديد.

شركة Hengrong Electric Co., Ltd. هي شركة مصنعة محترفة لحلول تصحيح معامل القدرة وجودة الطاقة، وتوفر APF المعتمدة من CE، والمكثفات، والمفاعلات، وSVG في العديد من البلدان.