ما هو نظام إدارة الطاقة (EMS)؟

عند الحديث عن تخزين الطاقة، أول ما يتبادر إلى الذهن عادةً هو البطارية. يرتبط هذا المكون الأساسي بعوامل جوهرية مثل كفاءة تحويل الطاقة، وعمر النظام، والسلامة. مع ذلك، لإطلاق الإمكانات الكاملة لنظام تخزين الطاقة، يُعدّ "عقل" النظام - نظام إدارة الطاقة (EMS) - بنفس القدر من الأهمية.

دور أنظمة إدارة الطاقة في تخزين الطاقة

يُعد نظام إدارة الطاقة (EMS) مسؤولاً بشكل مباشر عن استراتيجية التحكم في نظام تخزين الطاقة. فهو يؤثر على معدل تدهور البطاريات وعمرها الافتراضي، وبالتالي يحدد الكفاءة الاقتصادية لتخزين الطاقة. إضافةً إلى ذلك، يراقب نظام إدارة الطاقة الأعطال والشذوذات أثناء تشغيل النظام، موفراً حماية سريعة وفي الوقت المناسب للمعدات لضمان السلامة. إذا شبّهنا أنظمة تخزين الطاقة بجسم الإنسان، فإن نظام إدارة الطاقة يعمل كالدماغ، فهو يحدد كفاءة التشغيل ويضمن بروتوكولات السلامة، تماماً كما ينسق الدماغ وظائف الجسم ويحمي نفسه في حالات الطوارئ.

متطلبات مختلفة لأنظمة إدارة الطاقة لإمدادات الطاقة وشبكات الكهرباء مقابل تخزين الطاقة الصناعية والتجارية

ارتبطت البداية القوية لصناعة تخزين الطاقة بتطبيقات التخزين واسعة النطاق على جانبي إمداد الطاقة والشبكة. ونتيجة لذلك، صُممت أنظمة إدارة الطاقة المبكرة خصيصًا لتلبية هذه الاحتياجات. غالبًا ما كانت أنظمة إدارة الطاقة على جانبي إمداد الطاقة والشبكة مستقلة ومحلية، ومصممة لبيئات ذات متطلبات أمنية صارمة للبيانات واعتماد كبير على أنظمة التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA). استلزم هذا التصميم وجود فريق تشغيل وصيانة محلي في الموقع.

مع ذلك، لا تُعدّ أنظمة إدارة الطاقة التقليدية قابلة للتطبيق مباشرةً على تخزين الطاقة الصناعية والتجارية نظرًا لاختلاف الاحتياجات التشغيلية. إذ تتميز أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بسعات أصغر، وانتشار واسع، وتكاليف تشغيل وصيانة أعلى، مما يستلزم المراقبة والصيانة عن بُعد. وهذا يتطلب منصة رقمية للتشغيل والصيانة تضمن تحميل البيانات في الوقت الفعلي إلى السحابة، وتستفيد من التفاعل بين السحابة والحافة لتحقيق إدارة فعّالة.

مبادئ تصميم أنظمة إدارة الطاقة لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية

1. الوصول الكامل: على الرغم من سعاتها الصغيرة، تتطلب أنظمة تخزين الطاقة الصناعية والتجارية أنظمة إدارة الطاقة (EMS) للاتصال بأجهزة متنوعة مثل أنظمة التحكم في الطاقة (PCS)، وأنظمة إدارة المباني (BMS)، وأجهزة التكييف، والعدادات، وقواطع الدائرة، وأجهزة الاستشعار. يجب أن تدعم أنظمة إدارة الطاقة بروتوكولات متعددة لضمان جمع البيانات بشكل شامل وفوري، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية النظام بفعالية.

٢. التكامل مع الحوسبة السحابية: لتمكين تدفق البيانات ثنائي الاتجاه بين محطة تخزين الطاقة ومنصة الحوسبة السحابية، يجب على نظام إدارة الطاقة ضمان الإبلاغ عن البيانات ونقل الأوامر في الوقت الفعلي. ونظرًا لأن العديد من الأنظمة تتصل عبر شبكة الجيل الرابع (4G)، يجب على نظام إدارة الطاقة التعامل مع انقطاعات الاتصال بسلاسة، مع ضمان اتساق البيانات وأمانها من خلال التحكم عن بُعد من حافة الحوسبة السحابية.

3. تعزيز المرونة: تتفاوت قدرات تخزين الطاقة الصناعية والتجارية بشكل كبير، مما يستلزم وجود أنظمة إدارة طاقة ذات إمكانيات توسع مرنة. يجب أن تستوعب هذه الأنظمة أعدادًا متفاوتة من خزائن تخزين الطاقة، مما يتيح سرعة نشر المشاريع وجاهزيتها التشغيلية.

4. ذكاء الاستراتيجية: تشمل التطبيقات الرئيسية لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية تقليل ذروة الطلب، والتحكم في الطلب، والحماية من التدفق العكسي. يجب على أنظمة إدارة الطاقة تعديل استراتيجياتها ديناميكيًا بناءً على البيانات الآنية، مع مراعاة عوامل مثل التنبؤات الكهروضوئية وتقلبات الأحمال لتحسين الكفاءة الاقتصادية وتقليل تدهور البطاريات.

الوظائف الرئيسية لنظام إدارة الطوارئ

تشمل وظائف أنظمة إدارة الطاقة لتخزين الطاقة الصناعية والتجارية ما يلي:

نظرة عامة على النظام: يعرض بيانات التشغيل الحالية، بما في ذلك سعة تخزين الطاقة، والطاقة في الوقت الفعلي، وحالة الشحن، والإيرادات، ومخططات الطاقة.

مراقبة الأجهزة: توفر بيانات في الوقت الفعلي لأجهزة مثل أنظمة التحكم الشخصية، وأنظمة إدارة المباني، وأجهزة تكييف الهواء، والعدادات، وأجهزة الاستشعار، مما يدعم تنظيم المعدات.

الإيرادات التشغيلية: تسلط الضوء على الإيرادات وتوفير الكهرباء، وهو أمر بالغ الأهمية لأصحاب الأنظمة.

إنذار الأعطال: يلخص ويسمح بالاستعلام عن إنذارات أعطال الجهاز.

التحليل الإحصائي: يوفر بيانات تشغيلية تاريخية وإمكانية إنشاء التقارير مع وظيفة التصدير.

إدارة الطاقة: تقوم بتكوين استراتيجيات تخزين الطاقة لتلبية الاحتياجات التشغيلية المختلفة.

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

هرم تقييم خدمات الطوارئ الطبية

عند اختيار خدمات إدارة الطوارئ الطبية، من الضروري تقييمها بناءً على نموذج هرمي:

المستوى السفلي: الاستقرار

تتضمن أسس نظام إدارة الطاقة (EMS) أجهزة وبرامج مستقرة. وهذا يضمن التشغيل الموثوق في مختلف الظروف البيئية والاتصال القوي.

المستوى المتوسط: السرعة

يُعد الوصول الفعال إلى الجنوب، والإدارة السريعة للأجهزة، والتحكم الآمن عن بعد في الوقت الفعلي أمورًا بالغة الأهمية لتصحيح الأخطاء والصيانة والعمليات اليومية بشكل فعال.

المستوى الأعلى: الاستخبارات

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

من خلال التركيز على هذه المستويات، يمكن للمستخدمين ضمان اختيار نظام إدارة الطاقة الذي يوفر الاستقرار والكفاءة والذكاء، وهي أمور بالغة الأهمية لتحقيق أقصى استفادة من أنظمة تخزين الطاقة الخاصة بهم.

خاتمة

يُعدّ فهم دور ومتطلبات أنظمة إدارة الطاقة في مختلف سيناريوهات تخزين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لتحسين الأداء والسلامة. سواءً أكان ذلك لتطبيقات الشبكات واسعة النطاق أو المنشآت الصناعية والتجارية الصغيرة، فإنّ نظام إدارة الطاقة المصمم جيدًا ضروري لإطلاق الإمكانات الكاملة لأنظمة تخزين الطاقة.