محتوى المقال:
١- ظهور الأخطاء.
٢- الكهرباء والذكاء.
٣- الأخطاء بالذكاء.
٤- أمثلة على الأخطاء.
أولاً : ظهور الأخطاء.
في البداية نحتاج نعرف كيف يبدأ الخطأ في أغلب الأنظمة عموماً:
ملخص:
((s)Event) >> (Temporary Fault) >> (Sequent of affects) >> (Permanent Fault) >> (Collapse)
بداية: معظم الأخطاء عابرة (Transient) وتبدأ من الدوائر أو الخطوط (Circuits or Lines)، كانت أنظمة النقل والطاقة عموماً “شغالة” وبشكل ممتاز رغم ظهور بعض الأعطال (Events)، ولكن! الأعطال (Events) أو عطل واحد ممكن يسبب في ظهور أخطاء مؤقتة (Temporary) ولكن! خطأ بعد خطأ يسبب في ظهور تأثير (affect) على النظام، و هنا: تأثير بعد تأثير سبب في ظهور خطأ دائم (Permanent) والخطأ الدائم يظهر في ثلاثة أشكال في الشبكة الكهربائية، كالتالي:
١- فقد في الإنتاج (Loss In Generation).
٢- فقد في الموصلات، مابين الإنتاج والاستهلاك (Loss In Interconnection).
٣- فقد في الأحمال (Loss In Load).
أغلب الدراسات وخصوصاً التي تمت تحت فريق متخصص باختيار منظمة IEEE، اتفقوا في حال ظهور الأخطاء في النظام على نقطتين:
١- بعد حصول العطل: (Enhancing) من الأفضل أن يتم تحديد الأقسام المتضررة ومعالجتها؛ للتسريع من عملية الاستعادة.
٢- بعد حصول العطل: (Futile) البحث عن المسبب الرئيسي للخطأ قد يكون غير مجدي.
ثانياً: الكهرباء والذكاء.
كيف احتاجوا أو وصلوا مهندسي الكهرباء إلى الذكاء ؟!
قبل القراءة:
١- إذا كنت تحتاج إلى معرفة الفرق بين أنواع خطوط النقل إضغط هنا.
٢- معنى (Passive): يقبل الكهرباء من خط نقل رئيسي ويوزعه إلى المستخدمين مباشرة.
٣- معنى (Distribution Automation): استعادة النظام تلقائياً.
٤- تدفق الطاقة ثنائي الإتجاه = Bi-directional power flow.
٥- الأجهزة الاجتماعية والتنظيمية = social and regulatory drives.
٦- الذكاء = Intelligence.
ليس كل خطوط التوزيع (Passive)، وأيضاً لكثرت خطوط التوزيع الملحوظة مؤخراً بدأ الموضوع يخرج عن سيطرة فريق الطوارئ أو الصيانة، بعد ظهور هذه العقبات احتاجو المهندسين لكي يتم حفظ تشغيل الأنظمة بسلامة إلى: (١) الإستطاعة إلى الوصول إلى المعلومات الخاصة بالنظام _ يعرفوا حال النظام في أي وقت_(٢) القدرة على التحكم بالنظام عن بعد.
بعدها الشركات بدأت و توجهت إلى ما يسمى ب(Automation)، مما أدى إلى ظهور تطورات كثيرة عموماً منها: (١) تدفق الطاقة ثنائي الإتجاه، (٢) الأجهزة الاجتماعية والتنظيمية، (٣) تطور تقنيات الاتصال.
استغلت شركات الطاقة هذه التطورات وأدخلتها على أنظمتها كالتالي: (١) أجهزة قياس لكل جهاز في النظام الكهربائي، (٢) ربط أجهزة القياس من و إلى Processor، (٣) يقوم Processor بتحليل البيانات.
دخل الذكاء من خلال أن المعلومات التي يتم رصدها من خلال Processor يقوم بتحليلها بناء على لوغارثميات متعددة يتم كتابتها لكي تستطيع في نهاية المطاف:من أخذ القرار في كيفية استعادة النظام بناء على البيانات والتحليل الذي قام به Processor، وفي الأغلب إذا لم تكن جميع الشركات لا يتم أخذ القرار المصدر من processor إلى أن يتم اعتماده من أحد المتخصصين لأن التحليل ليس ذا اعتمادية Reliable 100%، وهذا ما يسمى بمحاولة الوصول إلى أتمتة التوزيع (Distribution Automation).
ثالثاً: الأخطاء بالذكاء.
ولكي نجعل الاستعادة ذكية لابد أن يكون نظامنا ذكي أيضاً، وبالطريقة السهلة للشرح:
ذكاء النظام في كونه واضح وسهل الوصول ولا يوجد فيه أي معلومات غير قابلة للوصول، وهذا مستحيل في الأنظمة الكهربائية حتى الآن للأسف.
مثال للمشكلة: المستخدمين لهم أساليب وقدرات مختلفة في استهلاك الطاقة، درجات الحرارة المختلفة يومياً و مصادر إنتاج الطاقة المتجددة غير ثابتة في الإنتاج وغيرها.
مثال للحل: ووحده من أساليب محاولة تغطية هذه العقبة هي استخدام Regression من خلال Deep Learning أو Machine Learning وخصوصاً ANN، لكي يتم “تخمين” المعلومات في حال عدم الوصول لها بناء على معلومات سابقة هذي المعلومات غير قابلة للاعتماد 100%.
مثال للأدوات: الذكاء أنواع و لا أخص بالذكاء Machine Learning أو Deep Learning وإنما جميع Artificial Intelligent مثل Mathematical Programming، عند حصول الخطأ في النظام يتم تطبيق أحد أساليب معالجة الأخطاء منها:
FLISR
F: Fault
L: Location
I : Isolation
SR : Service Restoration
رابعاً: أمثلة على الأخطاء.
أكثر الأعطال شهرة في العالم مؤخراً (وتستخدم في كتابة الأوراق العلمية والكتب) كالتالي:
لأستخدامها كمرجع يمكن ذكر المرجع كالتالي على نمط (IEEE)
K. Sun, Y. Hou, W. Sun, and J. Qi, Power system control under cascading failures: understanding, mitigation, and system restoration. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2019.
