Advanced Cloud-Enabled Distributed Fault Diagnosis of Smart-Grids with Applications in Health Monitoring of Photovoltaic and Virtual Power Plant

في السنوات القليلة الماضية، إجتذب التكيف مع الطاقة المتجددة وإستخدام الطاقة الشمسية اهتما ًما متزايدًا بشكل كبير في مختلف البلدان في جميع أنحاء العالم. وبشكل أكثر تحديدًا في دولة الكويت، رفعت الحكومة مطلبًا لتحديد أولويات إستخدام الطاقة المتجددة وتسريعها بهدف توفير 15 ٪من ذروة الطلب على الكهرباء من المصادر المتجددة بحلول عام 2030 .ولذلك فإن توفير وسيلة – جديرة بالثقة – وقادرة علي التحكم في تخطى األخطاء، ويمكن ها تحقيق األهداف الرئيسية لتوليد الطاقة حتى في وجود أعطال، هو مطلب ال مفر منه. Research Directorate- Tel: (+965) 22278125/6 - Fax: (+965)2227 8111- email: [email protected] 4 كما ذكرنا سابقً قبة صحية )للتدليل على المفهوم( للمزارع ا ، فإن الهدف الرئيسي لهذا االقتراح البحثي هو تصميم وتطوير نظام مرا الكهروضوئية ، حيث يتم استخدام كل من األساليب المستندة إلى النماذج واألخري المبنية على البيانات في إطار موحد. نتائج هذا االقتراح قترح البحث هذا حالً تجزيئيا، بحيث يمكن البحثي تحسن بشكل كبير موثوقية الجيل الجديد من شبكة إمدادات الطاقة. عالوة على ذلك ، يقدم م إضافته مع أنظمة التحكم األخرى المتاحة حاليا أو مستقبال، مثل أنظمة التنظيف الكهروضوئية اآللية ،من أجل توفير حل تحكمى مستقل تما ًما لتخطى األخطاء، والذي يمكنه من )1 )اكتشاف ، )2 )تحديد و ) 3 )تصحيح أنواع مختلفة من األعطال في األنظمة الكهروضوئية )مثل أخطاء الظل(. وباإلضافة إلى ذلك ، يمكن إعتبار نتائج بحثنا المقترح كإطار عمل أساسي ومبادئ توجيهية لتصميم وتطوير الحلول والوحدات، حيث يتم تطبيق خوارزميات التشفير المتقدمة لزيادة خصوصية البيانات في استخدام الحلول المستندة إلى السحابة إلتصاالت إنترنت األشياء. بدافع من التفسير أعاله ، نعتقد أن نتائج هذا االقتراح البحثي متوافقة بشكل كبير مع خطة البحث اإلستراتيجية لدولة ا لكويت في مجال "البيئة والطاقة والتنمية المستدامة" ويمكن أن توفر منصة متقدمة بشكل كبير وحديثة لمزيد من األبحاث متعددة التخصصات في موثوقية الطاقة المتجددة وإتصاالت إنترنت األشياء.

In the past few years, adaptation to renewable energy and utilizing solar power has attracted an exponentially increasing interest in different countries all around the planet. More particularly in the State of Kuwait, the government has raised a requirement to prioritize and accelerate the use of the renewable energy with a target of supplying 15% of the peak electricity demand from renewable sources by 2030. Therefore, providing a reliable and fault tolerant control solution that can accomplish main objectives of the power generation even in the presence of faults, is an inevitable requirement. As stated earlier, the main objective of this research proposal is to design and develop a health monitoring system (as a proof of concept) for PV farms, where both model-based and data-driven methods are utilized in a unified framework. The outcomes of this research proposal significantly improve reliability of new generation of power supply network. Moreover, this research proposal introduces a modular solution such that it can be augmented with other available or future control systems such as automated PV cleaning systems in order to provide a fully autonomous fault tolerant control solution that can (i) detect, (ii) localize, and (iii) rectify various types of faults in PV systems (such as shade faults). Furthermore, one can consider the outcome of our proposed research as a cornerstone framework and guideline to design and develop solutions and modules, where advanced encryption algorithms are applied to maximize privacy of data in utilizing cloudbased solutions for IoT communications. Motivated by the above explanation, we believe that the outcomes of this research proposal is deeply intertwined with Kuwait’s strategic research plan in the area of “Environment, Energy and Sustainable Development” and can provide substan