سمارٹ گرڈ کی بجلی کی معیار کیسے کنٹرول کی جاتی ہے؟

نئی توانائی کے وسیع ذرائع جیسے شمسی توانائی، ہوا کی توانائی اور بائیوماس توانائی کے ذریعے تقسیم شدہ توانائی، مائیکرو گرڈز اور مختصر و متوسط درجے کے بجلی گھروں (توانائی ذخیرہ کرنے والے بجلی گھروں اور الیکٹرک گاڑیوں کی چارجنگ اسٹیشنز کو شامل کرکے) کے طور پر ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک میں شامل ہونے کے ساتھ نئی صورت حال کے تحت اسمارٹ گرڈ کو بہت ساری نئی مشکلات کا سامنا کرنا پڑ رہا ہے۔ اسمارٹ گرڈ کے ڈھانچے کے تحت بجلی کی معیار کو کنٹرول کرنے کی ساخت کا عمومی طور پر تقسیم شدہ توانائی، نقل و حمل اور تقسیم نیٹ ورک، بجلی استعمال کرنے والے لوڈ، بجلی کی معیار کو بہتر بنانے والے آلات وغیرہ سے تعلق ہے۔

جدید توانائی کے وسیع ذرائع جیسے شمسی توانائی، ہوا کی توانائی اور بائیوماس توانائی کے ڈسٹری بیوشن نیٹ ورک میں مسلسل انضمام کے نتیجے میں، جو کہ متنوع فارم مثلاً تقسیم شدہ جنریشن، مائیکروگرڈ اور متوسط و کم سائز کے پاور اسٹیشنز (توانائی ذخیرہ کرنے والے اسٹیشنز اور الیکٹرک گاڑیوں کے چارجنگ اسٹیشنز کو بھی شامل کیا گیا ہے) کے ذریعے ہوا ہے، نئی صورت حال کے تحت اسمارٹ گرڈ کو بہت ساری نئی مشکلات کا سامنا کرنا پڑ رہا ہے۔ اسمارٹ گرڈ کے ڈھانچے کے تحت بجلی کی معیار کو کنٹرول کرنے کی ساخت کو عموماً تقسیم شدہ جنریشن، نقل و حمل اور تقسیم نیٹ ورک، بجلی کے استعمال کے بوجھ، بجلی کے معیار کو مکمل کرنے والے آلات وغیرہ سے مرکب سمجھا جاتا ہے۔ ایک طرف، نئی توانائی کے انضمام کی بنیادی قوت کے طور پر، طاقتور الیکٹرانکس کنورژن کے سامان کے وسیع انضمام کے باعث نقل و حمل اور تقسیم نیٹ ورک کے معیار میں نئی خصوصیات اور مسائل پیدا ہوئے ہیں، جن کا فوری طور پر مقابلہ کرنے کی ضرورت ہے۔ دوسری طرف، بجلی استعمال کرنے والی طرف بوجھ کی تنوع، غیر خطی اور اثر انداز بڑھتی حد تک سخت ہو چکے ہیں، جس کے باعث بجلی کے وسائل کا مؤثر استعمال ایک اہم معاملہ بن چکا ہے۔ یہ نئی مشکلات بجلی کے معیار کو کنٹرول کرنے کی ٹیکنالوجی کے لیے نہ صرف مواقع فراہم کر رہی ہیں بلکہ چیلنج بھی دے رہی ہیں۔ اسمارٹ گرڈ کے مرکز کے طور پر، مائیکروگرڈ ایک غیر خطی پیچیدہ نظام ہے جس میں متعدد توانائی کے ذرائع جڑے ہوئے ہیں۔ اس کے اندر موجود تقسیم شدہ توانائی کے ذرائع میں منقطع ہونے کی خصوصیت، پیچیدگی، تنوع اور غیر مستحکم ہونے کی خصوصیات پائی جاتی ہیں۔ اس کے بجلی کے معیار کی نئی مشکلات اور خصوصیات بھی بڑھتی حد تک نمایاں ہو رہی ہیں۔ اس لیے، مائیکروگرڈ کے مطابق تقسیم نیٹ ورک کے محفوظ اور مستحکم کام کو یقینی بنانے کے لیے جن اہم معاملات کو فوری طور پر تحقیق اور حل کرنے کی ضرورت ہے، بجلی کے معیار کا مسئلہ ان میں سے ایک ہے۔
پاور کوالٹی کمپینسیٹرز کی درجہ بندی
پاور کوالٹی کمپنیشن کنٹرول ٹیکنالوجی کو ایکٹیو کنٹرول ٹیکنالوجی اور پاسیو ٹریٹمنٹ ٹیکنالوجی میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مختلف پاور کوالٹی کے مسائل کے لیے، متعلقہ کمپنیشن ڈیوائسز کو درجہ بندی اور پیش کیا گیا ہے۔ پاسیو کنٹرول ٹیکنالوجی ہارمونکس، ری ایکٹیو پاور، اور تین فیز امبالنس جیسے پاور کوالٹی کے مسائل کو دبانے یا حل کرنے کے لیے اضافی پاور الیکٹرانکس کمپینسیٹرز کو سیریز یا پیرالل میں جوڑ کر عمل میں لائی جاتی ہے۔ کمپنیشن ڈیوائسز میں خاص طور پر پاسیو پاور فلٹرز (PPF)، ایکٹیو پاور فلٹرز (APF)، ہائبرڈ ایکٹیو پاور فلٹرز (HAPF)، ری ایکٹیو پاور کمپینسیٹرز، ڈائنامک وولٹیج ریسٹورر (DVR)، اور انٹیگریٹڈ پاور کوالٹی ریگولیٹر (UPQC) شامل ہیں۔ ان میں سے، ماڈیولر ملٹی لیول کنورٹر (MMC) کی بنیاد پر پاور کوالٹی کمپینسیٹر میڈیم اور ہائی وولٹیج پاور کوالٹی مینجمنٹ ٹیکنالوجی میں ایک تحقیقی مرکزی مقام اور مستقبل کا رجحان بن رہا ہے کیونکہ اس کی سٹرکچر میں کم وولٹیج ماڈیولر کیسکیڈ شامل ہے۔ ایکٹیو کنٹرول ٹیکنالوجی میں بجلی کے آلات یا تقسیم شدہ پاور ذرائع اپنی ان پٹ یا آؤٹ پٹ امپیڈینس خصوصیات کو تبدیل کر کے پاور کوالٹی مینجمنٹ کے کام کو متوازن کرتے ہیں۔ ایکٹیو پاور کوالٹی کنٹرول ٹیکنالوجی صرف بجلی کے استعمال کی شرح کو بڑھاتی ہی نہیں بلکہ سسٹم کی مجموعی پاور کوالٹی کو بھی بہتر کرتی ہے، بغیر کسی اضافی کمپینسیٹرز کو شامل کیے۔
2. طاقت کی معیار کے معاوضہ دہندگان کے لیے کنٹرول کے طریقے
اِس وقت طاقت کی معیار کے معاوضہ دہندگان زیادہ تر وولٹیج سرچ ذریعہ یا کرنٹ سرچ ذریعہ کنورٹرز کو اپناتے ہیں۔ معاوضہ دہندگان کے لیے استعمال ہونے والے کرنٹ کنٹرول کے عام طریقے درج ذیل شامل ہیں: ہسٹیریسیس کنٹرول، بے قدم کنٹرول، ماڈل پیڈکٹو کنٹرول، تناسب انضمام (PI) کنٹرول، تناسب رزونینس (PR) کنٹرول، دہرائیں کنٹرول اور غیر لکیری مضبوط کنٹرول وغیرہ۔ علاوہ ازیں، روایتی کرنٹ کنٹرول کو بہتر بنانے سے واحد کرنٹ کنٹرول موڈ کی کنٹرول کارکردگی کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، روایتی PI اور ویکٹر PI کو جوڑنے والے کنٹرول کا طریقہ ہارمونک ڈیٹیکشن عمل کو سادہ بنا سکتا ہے۔ ہارمونک فریکوئنسی تقسیم کمپنی کا طریقہ، روایتی مکمل بینڈ کمپنی کے طریقہ کے مقابلے میں، ہر ہارمونک کی ڈیٹیکشن درستگی اور کمپنی درستگی کو بہتر بنا دیتا ہے، اور یہ مختلف اعلیٰ اور کم وولٹیج ہائبرڈ ایکٹو پاور فلٹر کے آلے وغیرہ کے لیے خاص طور پر مناسب ہے۔
3. بڑے پیمانے پر تقسیم شدہ بجلی گھروں کے معیار برقیہ کا تجزیہ اور کنٹرول
فوتونولٹائیک اور ونڈ انرجی (10 کے وی سے 35 کے وی کی سطح) جیسے بڑے پیمانے پر تقسیم شدہ بجلی گھروں کی شرح کی بڑھتی ہوئی شمولیت کے ساتھ، متعدد انورٹرز پر مشتمل تقسیم شدہ بجلی اسٹیشن سسٹمز کے ذریعہ پیدا کردہ ہارمونکس کا ٹرانسمیشن اور تقسیم کے نظام کے ساتھ تعامل اور کپلنگ بہت پیچیدہ ہو گئی ہے۔ تقسیم شدہ بجلی اسٹیشنز کے ذریعہ پیدا کردہ ہارمونکس زیادہ تعدد اور وسیع تعددی رینج کی خصوصیات ظاہر کرتے ہیں۔ ایک عام تقسیم شدہ بجلی اسٹیشن میں رزونینٹ ایمپلی فکیشن فیکٹر، ہارمونک آرڈر اور ٹرانسمیشن فاصلے کے درمیان تعلق۔ ٹرانسمیشن گرڈ میں ہارمونکس کے پھیلاؤ کے دوران، ٹرانسمیشن لائنوں میں تقسیم شدہ کیپیسیٹنس اور پس منظر کے ہارمونک وولٹیج جیسے عوامل کے اثر سے کرنٹ اور وولٹیج میں رزونینٹ ایمپلی فکیشن پیدا ہوتی ہے۔ ٹرانسمیشن نیٹ ورک میں وائیڈ بینڈ ہارمونکس کے سیریز-پیرالل رزونینس مسئلے کو دبانے کے لیے دو حکمت عملیاں موجود ہیں، یعنی: ٹرانسمیشن نیٹ ورک کی پیرامیٹرز کو تبدیل کرنا اور پیرالل ری ایکٹرز کے ذریعہ رزونینس کو ختم کرنا؛ ہائی وولٹیج ہائبرڈ ایکٹیو پاور فلٹر ڈیوائسز نصب کرنا تاکہ بجلی کے جال میں داخل ہونے والی ہارمونک کرنٹ کی مقدار کو کم کیا جا سکے۔