ما هو نظام إدارة الطاقة (EMS)؟

عند الحديث عن تخزين الطاقة، أول ما يتبادر إلى الذهن عادةً هو البطارية. يرتبط هذا العنصر الحيوي بعوامل أساسية مثل كفاءة تحويل الطاقة، وعمر النظام، والسلامة. ومع ذلك، لتحقيق أقصى استفادة من إمكانات نظام تخزين الطاقة، فإن "عقل" العملية - نظام إدارة الطاقة (EMS) - لا يقل أهمية.

دور EMS في تخزين الطاقة

يُعد نظام إدارة الطاقة (EMS) مسؤولاً بشكل مباشر عن استراتيجية التحكم في نظام تخزين الطاقة. فهو يؤثر على معدل التحلل وعمر دورة حياة البطاريات، مما يُحدد الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يراقب نظام إدارة الطاقة الأعطال والاختلالات أثناء تشغيل النظام، مُوفراً حماية سريعة وفي الوقت المناسب للمعدات لضمان السلامة. إذا قارنا أنظمة تخزين الطاقة بجسم الإنسان، فإن نظام إدارة الطاقة (EMS) يعمل بمثابة العقل، حيث يُحدد كفاءة التشغيل ويضمن بروتوكولات السلامة، تماماً كما يُنسق الدماغ وظائف الجسم والحماية الذاتية في حالات الطوارئ.

متطلبات مختلفة من أنظمة إدارة الطاقة (EMS) لإمدادات الطاقة وجوانب الشبكة مقابل تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

ارتبط النمو الأولي لصناعة تخزين الطاقة بتطبيقات تخزين واسعة النطاق على جانبي إمدادات الطاقة والشبكة. ونتيجةً لذلك، ركّزت تصاميم أنظمة إدارة الطاقة (EMS) المبكرة على هذه السيناريوهات تحديدًا. غالبًا ما كانت أنظمة إدارة الطاقة (EMS) الخاصة بإمدادات الطاقة والشبكة مستقلة ومحلية، ومُصممة لبيئات ذات أمن بيانات صارم واعتماد كبير على أنظمة SCADA. وقد استلزم هذا التصميم وجود فريق تشغيل وصيانة محلي في الموقع.

مع ذلك، لا تُطبّق أنظمة إدارة الطاقة التقليدية بشكل مباشر على تخزين الطاقة الصناعي والتجاري نظرًا لاختلاف الاحتياجات التشغيلية. تتميز أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بسعات أصغر، وانتشار واسع، وارتفاع تكاليف التشغيل والصيانة، مما يستلزم المراقبة والصيانة عن بُعد. ويتطلب ذلك منصة تشغيل وصيانة رقمية تضمن تحميل البيانات آنيًا إلى السحابة، وتستفيد من التفاعل بين السحابة وحوافها لضمان إدارة فعّالة.

مبادئ تصميم أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

1. الوصول الكامل: على الرغم من صغر سعاتها، تتطلب أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية من أنظمة إدارة الطاقة (EMS) الاتصال بأجهزة متنوعة مثل أجهزة الكمبيوتر (PCS)، وأجهزة إدارة البطاريات (BMS)، وتكييف الهواء، والعدادات، وقواطع الدوائر الكهربائية، وأجهزة الاستشعار. يجب أن تدعم أنظمة إدارة الطاقة (EMS) بروتوكولات متعددة لضمان جمع بيانات شامل وفوري، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية النظام بفعالية.

٢. التكامل مع السحابة: لتمكين تدفق البيانات ثنائي الاتجاه بين محطة تخزين الطاقة ومنصة السحابة، يجب على نظام إدارة الطاقة (EMS) ضمان الإبلاغ الفوري عن البيانات ونقل الأوامر. ونظرًا لأن العديد من الأنظمة متصلة عبر شبكات الجيل الرابع (4G)، يجب على نظام إدارة الطاقة (EMS) التعامل مع انقطاعات الاتصال بسلاسة، مما يضمن اتساق البيانات وأمانها من خلال التحكم عن بُعد عبر السحابة.

٣. توسيع المرونة: تتفاوت سعات تخزين الطاقة الصناعية والتجارية على نطاق واسع، مما يتطلب من أنظمة إدارة الطاقة (EMS) قدرات توسع مرنة. يجب أن تستوعب أنظمة إدارة الطاقة (EMS) أعدادًا متفاوتة من خزانات تخزين الطاقة، مما يُمكّن من نشر المشاريع بسرعة والاستعداد التشغيلي.

٤. ذكاء الاستراتيجية: تشمل التطبيقات الرئيسية لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية تقليل ذروة الاستهلاك، والتحكم في الطلب، والحماية من التدفق العكسي. يجب على نظام إدارة الطاقة (EMS) تعديل استراتيجياته ديناميكيًا بناءً على بيانات آنية، مع مراعاة عوامل مثل التنبؤ بالخلايا الكهروضوئية وتقلبات الأحمال لتحسين الكفاءة الاقتصادية وتقليل تدهور البطاريات.

الوظائف الرئيسية لخدمات الطوارئ الطبية

تتضمن وظائف نظام إدارة الطاقة لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية ما يلي:

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

مراقبة الأجهزة: توفر بيانات في الوقت الفعلي للأجهزة مثل PCS وBMS وتكييف الهواء والأجهزة والمقاييس وأجهزة الاستشعار، وتدعم تنظيم المعدات.

الإيرادات التشغيلية: تسلط الضوء على الإيرادات وتوفير الكهرباء، وهو مصدر قلق رئيسي لأصحاب النظام.

إنذار الخطأ: يلخص ويسمح بالاستعلام عن إنذارات خطأ الجهاز.

التحليل الإحصائي: يوفر بيانات تشغيلية تاريخية وإنشاء تقارير مع وظيفة التصدير.

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

إدارة النظام: إدارة معلومات محطة الطاقة الأساسية والمعدات وأسعار الكهرباء والسجلات والحسابات وإعدادات اللغة.

هرم تقييم خدمات الطوارئ الطبية

عند اختيار EMS، من الضروري تقييمه بناءً على نموذج هرمي:

المستوى الأدنى: الاستقرار

يعتمد نظام EMS على أجهزة وبرامج مستقرة، مما يضمن تشغيلًا موثوقًا به في مختلف الظروف البيئية واتصالات قوية.

المستوى المتوسط: السرعة

يعد الوصول الفعال باتجاه الجنوب وإدارة الأجهزة السريعة والتحكم عن بعد الآمن في الوقت الفعلي أمرًا بالغ الأهمية لتصحيح الأخطاء والصيانة والعمليات اليومية بشكل فعال.

المستوى الأعلى: الذكاء

تُعدّ الذكاء الاصطناعي والخوارزميات المتقدمة جوهر استراتيجيات إدارة الطاقة الذكية. ينبغي أن تتكيف هذه الأنظمة وتتطور، موفرةً الصيانة التنبؤية، وتقييم المخاطر، والتكامل بسلاسة مع الأصول الأخرى مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية ومحطات الشحن.

ومن خلال التركيز على هذه المستويات، يمكن للمستخدمين التأكد من اختيار نظام إدارة الطاقة الذي يوفر الاستقرار والكفاءة والذكاء، وهو أمر ضروري لتحقيق أقصى استفادة من أنظمة تخزين الطاقة الخاصة بهم.

خاتمة

يُعد فهم دور ومتطلبات أنظمة إدارة الطاقة (EMS) في سيناريوهات تخزين الطاقة المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء والسلامة. سواءً في تطبيقات الشبكة واسعة النطاق أو في المنشآت الصناعية والتجارية الأصغر حجمًا، يُعدّ نظام إدارة الطاقة (EMS) المُصمّم جيدًا أمرًا أساسيًا لإطلاق العنان لكامل إمكانات أنظمة تخزين الطاقة.