ما هو EMS (نظام إدارة الطاقة)؟

عند مناقشة تخزين الطاقة، أول ما يتبادر إلى الذهن عادةً هو البطارية. ويرتبط هذا المكون الحاسم بعوامل أساسية مثل كفاءة تحويل الطاقة، وعمر النظام، والسلامة. ومع ذلك، لإطلاق الإمكانات الكاملة لنظام تخزين الطاقة، فإن "عقل" العملية - نظام إدارة الطاقة (EMS) - له نفس القدر من الأهمية.

دور EMS في تخزين الطاقة

EMS مسؤول بشكل مباشر عن استراتيجية التحكم في نظام تخزين الطاقة. فهو يؤثر على معدل الاضمحلال ودورة حياة البطاريات، وبالتالي تحديد الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يقوم EMS بمراقبة الأخطاء والشذوذات أثناء تشغيل النظام، مما يوفر حماية سريعة وفي الوقت المناسب للمعدات لضمان السلامة. إذا قارنا أنظمة تخزين الطاقة بجسم الإنسان، فإن EMS يعمل بمثابة الدماغ، حيث يحدد الكفاءة التشغيلية ويضمن بروتوكولات السلامة، تمامًا كما ينسق الدماغ وظائف الجسم والحماية الذاتية في حالات الطوارئ.

المتطلبات المختلفة لـ EMS لإمدادات الطاقة وجوانب الشبكة مقابل تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

كان الارتفاع الأولي لصناعة تخزين الطاقة مرتبطًا بتطبيقات التخزين واسعة النطاق على جوانب إمدادات الطاقة والشبكة. وبالتالي، فإن تصميمات EMS المبكرة تلبي هذه السيناريوهات على وجه التحديد. غالبًا ما كان نظام الإدارة البيئية (EMS) الخاص بإمدادات الطاقة والشبكة مستقلاً ومحليًا، ومصممًا للبيئات ذات الأمان الصارم للبيانات والاعتماد الكبير على أنظمة SCADA. استلزم هذا التصميم وجود فريق تشغيل وصيانة محلي في الموقع.

ومع ذلك، فإن أنظمة EMS التقليدية لا تنطبق بشكل مباشر على تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بسبب الاحتياجات التشغيلية المتميزة. تتميز أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بقدرات أصغر، وتشتت واسع النطاق، وارتفاع تكاليف التشغيل والصيانة، مما يستلزم المراقبة والصيانة عن بعد. ويتطلب ذلك نظامًا أساسيًا للتشغيل والصيانة الرقمية يضمن تحميل البيانات في الوقت الفعلي إلى السحابة ويعزز التفاعل على السحابة من أجل الإدارة الفعالة.

مبادئ تصميم نظام إدارة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

1. الوصول الكامل: على الرغم من قدراتها الأصغر، تتطلب أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية EMS للاتصال بأجهزة مختلفة مثل PCS، وBMS، وتكييف الهواء، والعدادات، وقواطع الدائرة، وأجهزة الاستشعار. يجب أن يدعم EMS بروتوكولات متعددة لضمان جمع البيانات بشكل شامل وفي الوقت الفعلي، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية النظام بشكل فعال.

2. التكامل السحابي: لتمكين تدفق البيانات ثنائي الاتجاه بين محطة تخزين الطاقة والمنصة السحابية، يجب أن يضمن EMS الإبلاغ عن البيانات في الوقت الفعلي ونقل الأوامر. نظرًا لأن العديد من الأنظمة تتصل عبر 4G، يجب على EMS التعامل مع انقطاعات الاتصال بأمان، مما يضمن اتساق البيانات وأمنها من خلال التحكم عن بعد على السحابة.

3. توسيع المرونة: تتنوع قدرات تخزين الطاقة الصناعية والتجارية على نطاق واسع، مما يستلزم وجود أنظمة إدارة بيئية تتمتع بقدرات توسع مرنة. يجب أن يستوعب نظام الإدارة البيئية أعدادًا مختلفة من خزانات تخزين الطاقة، مما يتيح النشر السريع للمشروع والاستعداد التشغيلي.

4. الذكاء الاستراتيجي: تشمل التطبيقات الرئيسية لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية توفير الطاقة في أوقات الذروة، والتحكم في الطلب، والحماية من التدفق العكسي. يجب على EMS تعديل الاستراتيجيات ديناميكيًا استنادًا إلى البيانات في الوقت الفعلي، مع دمج عوامل مثل التنبؤ الكهروضوئي وتقلبات الأحمال لتحسين الكفاءة الاقتصادية وتقليل تدهور البطارية.

الوظائف الرئيسية لنظام الإدارة البيئية

تشمل وظائف EMS لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية ما يلي:

نظرة عامة على النظام: يعرض البيانات التشغيلية الحالية، بما في ذلك سعة تخزين الطاقة والطاقة في الوقت الفعلي وSOC والإيرادات ومخططات الطاقة.

مراقبة الجهاز: توفر بيانات في الوقت الفعلي للأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية، ونظام إدارة المباني، وتكييف الهواء، والعدادات، وأجهزة الاستشعار، مما يدعم تنظيم المعدات.

إيرادات التشغيل: يسلط الضوء على الإيرادات وتوفير الكهرباء، وهو مصدر قلق رئيسي لأصحاب النظام.

إنذار الخطأ: يلخص ويسمح بالاستعلام عن إنذارات خطأ الجهاز.

التحليل الإحصائي: يقدم البيانات التشغيلية التاريخية وإنشاء التقارير مع وظيفة التصدير.

إدارة الطاقة: تكوين استراتيجيات تخزين الطاقة لتلبية الاحتياجات التشغيلية المختلفة.

إدارة النظام: تدير المعلومات الأساسية لمحطة الطاقة والمعدات وأسعار الكهرباء والسجلات والحسابات وإعدادات اللغة.

هرم تقييم EMS

عند اختيار EMS، من الضروري تقييمه بناءً على النموذج الهرمي:

المستوى الأدنى: الاستقرار

يتضمن أساس EMS أجهزة وبرامج مستقرة. وهذا يضمن التشغيل الموثوق به في مختلف الظروف البيئية والتواصل القوي.

المستوى المتوسط: السرعة

يعد الوصول الفعال المتجه جنوبًا والإدارة السريعة للأجهزة والتحكم الآمن عن بعد في الوقت الفعلي أمرًا ضروريًا لتصحيح الأخطاء والصيانة والعمليات اليومية بشكل فعال.

المستوى الأعلى: الذكاء

الذكاء الاصطناعي والخوارزميات المتقدمة هي جوهر استراتيجيات EMS الذكية. ويجب أن تتكيف هذه الأنظمة وتتطور، وتوفر الصيانة التنبؤية، وتقييم المخاطر، والتكامل بسلاسة مع الأصول الأخرى مثل محطات الرياح والطاقة الشمسية والشحن.

من خلال التركيز على هذه المستويات، يمكن للمستخدمين التأكد من اختيارهم لنظام الإدارة البيئية الذي يوفر الاستقرار والكفاءة والذكاء، وهو أمر بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من فوائد أنظمة تخزين الطاقة الخاصة بهم.

خاتمة

يعد فهم دور ومتطلبات EMS في سيناريوهات تخزين الطاقة المختلفة أمرًا حيويًا لتحسين الأداء والسلامة. سواء بالنسبة لتطبيقات الشبكة واسعة النطاق أو الأجهزة الصناعية والتجارية الأصغر، يعد نظام إدارة الطاقة (EMS) المصمم جيدًا ضروريًا لإطلاق الإمكانات الكاملة لأنظمة تخزين الطاقة.