من متابعة الشبكة إلى تشكيل الشبكة: كيف تتغير حدود القياس ومتطلبات بيانات EMS

مقدمة: بيس أصبحت أكثر من مجرد أصول لتحويل الطاقة

تم تقييم أنظمة تخزين طاقة البطارية بشكل تقليدي حول وظائف مثل الحلاقة القصوى، والاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، وتحويل الوقت، والطاقة الاحتياطية، ومراجحة الطاقة.

مع تولي مشاريع التخزين أدوارًا أوسع لدعم الشبكة، يتغير سؤال تصميم النظام.

من المتوقع الآن أن يدعم BESS:

• التحكم النشط في الطاقة
• دعم الطاقة التفاعلية
• تنظيم الجهد
• الوظائف المتعلقة بالتردد
• استجابة سريعة للطاقة
• تشغيل الشبكة الضعيفة
• عملية الجزيرة أو الشبكة الصغيرة
• استراتيجيات البداية السوداء حيثما تم تحديدها
• خدمات الشبكة على مستوى المصنع

تزيد هذه الوظائف من أهمية حدود القياس، وملكية البيانات، ومواءمة الوقت، والتحقق من الصحة، ومسؤولية النظام.

يغير التحكم في تشكيل الشبكة ما يُتوقع من BESS القيام به، لكنه لا يلغي الحاجة إلى قياس كهربائي واضح ومستقل ومتوافق مع الوقت.

إن الانتقال من عملية متابعة الشبكة إلى عملية تشكيل الشبكة لا يؤدي بالضرورة إلى تغيير حدود القياس المادية. إنه يغير الغرض من تلك الحدود ويزيد من متطلبات تحليل البيانات ومحاذاة الوقت والتحقق من الصحة وتعريف مصدر الحقيقة.

السؤال المركزي للمشروع هو:

عندما تصبح BESS أصلًا نشطًا لدعم الشبكة، ما هي القيم الكهربائية التي يجب قياسها عند حدود البطارية وأجهزة الكمبيوتر والحمل الإضافي ونقطة التوصيل البيني؟

1. متابعة الشبكة وتشكيل الشبكة: ما الذي يتغير فعليًا؟

تختلف أنظمة متابعة الشبكة وتشكيل الشبكة بشكل أساسي في كيفية تفاعل نظام تحويل الطاقة مع الشبكة الكهربائية المحيطة.

عملية متابعة الشبكة

عادةً ما تكون أجهزة الكمبيوتر أو العاكس التي تتبع الشبكة:

• يتزامن مع الشكل الموجي لجهد الشبكة الموجود
• يستخدم النظام الخارجي كمرجع للجهد والتردد
• يقوم بحقن أو امتصاص الطاقة النشطة والتفاعلية وفقًا لأوامر التحكم
• يعتمد على مرجع شبكة خارجية مستقر بما فيه الكفاية للتشغيل العادي

عملية تشكيل الشبكة

قد يتم تصميم أجهزة الكمبيوتر أو العاكس لتشكيل الشبكة من أجل:

• إنشاء أو دعم مرجع الجهد
• إنشاء أو دعم مرجع التردد
• تعمل في ظروف الشبكة الضعيفة
• دعم تشغيل النظام الجزري
• المساهمة في الاستجابة السريعة للجهد أو التردد
• التنسيق مع عناصر التحكم على مستوى المصنع أو الشبكة الصغيرة
• دعم وظائف البداية السوداء أو الاستعادة عند تحديدها

لا يتم إنشاء القدرة على تشكيل الشبكة بواسطة عداد الطاقة.

يتم تنفيذ سلوك تشكيل الشبكة بواسطة أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التحكم في العاكس وهندسة التحكم على مستوى المصنع - وليس بواسطة عداد الطاقة.

يوفر العداد القياسات الكهربائية ومخرجات البيانات. ولا تنفذ خوارزميات التحكم أو منطق الحماية أو التنسيق على مستوى المصنع الذي يؤدي إلى سلوك تشكيل الشبكة.

إن تشكيل الشبكة ليس عبارة عن حزمة عالمية واحدة من الوظائف.

يجب تحديد تشغيل الشبكة الضعيفة، والتشغيل على جزيرة، والقدرة على البدء الأسود، وتجاوز الأخطاء، والاستجابة السريعة للتردد، والاستجابة الشبيهة بالقصور الذاتي، ودعم الجهد على مستوى المصنع، وتصميمها واختبارها بشكل منفصل عند الاقتضاء.

لا ينبغي أن يُفترض تلقائيًا أن المنتج الموصوف على أنه مكون للشبكة يوفر كل واحدة من هذه الإمكانيات. تعتمد الوظائف المطبقة على تصميم PCS، وتكوين التحكم، وطاقة البطارية المتاحة، وهندسة المصنع، ونظام الحماية ومتطلبات المشروع.

2. لماذا تعتبر مراقبة كيلووات ساعة فقط غير كافية؟

قد تركز مراقبة التخزين الأساسية على:

• شحن الطاقة
• تفريغ الطاقة
• إنتاجية الطاقة اليومية
• عدد الدورات
• حالة الشحن
• الحالة الصحية

تظل هذه القيم مهمة، لكنها ليست كافية لوصف أداء BESS لوظائف دعم الشبكة النشطة.

قد تشمل البيانات الإضافية ما يلي:

• القوة النشطة
• قوة رد الفعل
• الجهد الكهربي
• الحالي
• التردد
• عامل الطاقة
• اتجاه الاستيراد والتصدير
• اتجاه الشحن والتفريغ
• سلوك المنحدر
• توقيت الاستجابة
• تبادل صافي نقطة الاتصال
• الاستهلاك المساعد
• حالة الكسارة أو الاتصال حيثما كان ذلك متاحًا
• حالة الجهاز والاتصال

تعتمد المعلمات المطلوبة وفترات التسجيل وطرق التحقق على:

• حالة استخدام المشروع
• متطلبات الشبكة المطبقة
• الخدمة المقدمة
• العقد
• بنية التحكم في النبات
• طريقة اختبار الأداء

ليس كل عداد طاقة مخصصًا لتسجيل السلوك الديناميكي عالي السرعة.

قد يدعم عداد الطاقة القياسي قيم الحالة المستقرة والبيانات الفاصلة والطاقة التراكمية، بينما قد يتطلب التحقق من صحة أداء تشكيل الشبكة معدات مخصصة عالية السرعة.

3. أربعة حدود قياس BESS المشتركة

إن قرار القياس الأكثر أهمية في مشروع BESS ليس مجرد جهاز القياس الذي يجب اختياره. ومن هنا يتم القياس.

هذه الحدود الأربعة هي نقاط مرجعية مشتركة وليست بنية عالمية. قد تتطلب المشاريع متعددة الكتل أو الهجينة أو على نطاق المرافق محولات إضافية أو وحدة تغذية أو نظام تجميع أو خدمة محطة أو حدود لقياس الإيرادات.

3.1 حدود البطارية DC

يمكن استخدام حد البطارية DC لمراقبة:

• الجهد المستمر
• تيار مستمر
• الطاقة من جانب البطارية
• شحن الطاقة
• تفريغ الطاقة
• مساهمة الرف أو السلسلة حيثما ينطبق ذلك
• اتجاه تدفق الطاقة DC
• إنتاجية الطاقة من جانب البطارية

تساعد هذه الحدود في وصف ما يحدث على جانب البطارية قبل خسائر تحويل أجهزة الكمبيوتر والاستهلاك الإضافي النهائي.

قد تتضمن بيانات نظام إدارة البطارية أيضًا ما يلي:

• حالة الشحن
• الحالة الصحية
• جهد الخلية
• درجة الحرارة
• حالة التنبيه
• التوفر
• حالة الحماية

ومع ذلك، فإن شركة نفط الجنوب وسوه عبارة عن تقديرات لإدارة البطارية أو قيم الحالة. فهي لا تعادل قياس الطاقة المستقل.

يظل نظام إدارة البطارية (BMS) هو المصدر الأساسي لحالة البطارية ومعلومات السلامة، بينما أ مقياس الطاقة العاصمة قد توفر طبقة قياس كهربائية مستقلة عندما يتطلب المشروع ذلك.

3.2 قطعة حدود التيار المتردد

يمكن استخدام حدود PCS AC لملاحظة:

• مدخلات أو مخرجات التيار المتردد لأجهزة الكمبيوتر
• القوة النشطة
• قوة رد الفعل
• طاقة التيار المتردد
• اتجاه التشغيل
• الجهد الكهربي
• الحالي
• التردد
• عامل الطاقة
• مقارنة جانب التحويل

تساعد هذه الحدود فرق المشروع على تقييم كيفية تحويل طاقة التيار المستمر من جانب البطارية إلى خرج كهربائي للتيار المتردد.

وقد يدعم أيضًا المقارنة بين:

• قوة البطارية العاصمة
• قوة التيار المتردد لأجهزة الكمبيوتر
• القيم الداخلية التي أبلغت عنها PCS
• قيم التيار المتردد المقاسة
• سجلات الطاقة على مستوى النبات

قد لا تكون بيانات وحدة تحكم PCS وبيانات عداد الطاقة الخارجية متطابقة لأنها يمكن أن تستخدم بشكل مختلف:

• نقاط القياس
• طرق أخذ العينات
• التحجيم
• قواعد زمنية
• التصفية
• الحسابات الداخلية
• تحديث معدلات

لا ينبغي التعامل مع قيم PCS الداخلية تلقائيًا على أنها مكافئة للقيم المقاسة بشكل مستقل عند حدود كهربائية محددة.

يجب أن تحدد بنية النظام مصدر البيانات الذي سيتم استخدامه للتحكم والمراقبة وتحليل الأداء وإعداد الفواتير أو التسوية حيثما ينطبق ذلك.

3.3 حدود التحميل المساعد

يتضمن BESS أكثر من وحدات البطارية وأجهزة الكمبيوتر.

قد تشمل الأحمال المساعدة ما يلي:

• التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
• أنظمة التبريد
• مضخات
• المشجعين
• قوة التحكم
• أنظمة السلامة من الحرائق
• الإضاءة
• أنظمة المراقبة
• معدات الاتصالات
• المحولات المساعدة أو محولات خدمة المحطة
• أحمال خدمة المحطة
• أنظمة الحاويات أو الضميمة

تؤثر هذه الأحمال على الفرق بين إجمالي إنتاج التخزين وصافي الطاقة المصدرة.

إن إجمالي طاقة التفريغ وصافي الطاقة المصدرة ليسا بالضرورة متماثلين لأن الأحمال المساعدة تستهلك جزءًا من الإنتاج.

قد يساعد قياس الحمل الإضافي المنفصل في تحديد ما يلي:

• الاستهلاك الطفيلي
• استهلاك الاستعداد
• طاقة التبريد
• طاقة نظام التحكم
• صافي كفاءة المصنع
• الطاقة المتوفرة عند نقطة الربط

ينبغي التعامل مع الخسائر في محولات الخطوة الرئيسية ونظام التجميع بشكل منفصل وفقًا لحدود الأداء المحددة.

بدون هذه الحدود، قد يبالغ المشروع في تقدير الإنتاج القابل للاستخدام أو الأداء ذهابًا وإيابًا لمحطة التخزين الكاملة.

3.4 حدود نقطة الربط

تمثل نقطة التوصيل البيني، أو POI، الحدود المواجهة للشبكة لـ BESS أو الموقع.

قد تشمل القياسات ذات الصلة ما يلي:

• شبكة استيراد الطاقة
• شبكة تصدير الطاقة
• صافي الطاقة النشطة
• تبادل الطاقة التفاعلية
• الجهد الكهربي
• التردد
• عامل الطاقة
• الطلب
• سلوك المنحدر
• تبادل صافي الموقع
• حالة الكسارة أو الاتصال حيثما كان ذلك متاحًا

قد تكون النقطة المهمة أيضًا بمثابة:

• نقطة قياس مواجهة للمنفعة
• حدود التسليم التعاقدية
• حدود الفوترة أو التسوية حيثما ينطبق ذلك
• حدود التحقق من الأداء
• حدود تقييم رمز الشبكة

قد تتطابق نقاط الاهتمام وPCC وPOM ونقطة التسليم التعاقدية ونقطة قياس الإيرادات ونقطة قياس أداء كود الشبكة في بعض المشاريع، ولكن لا ينبغي افتراض أنها متطابقة ما لم تحددها وثائق المشروع بهذه الطريقة.

يعرض عداد POI صافي التبادل الكهربائي مع الشبكة.

وهو لا يفسر في حد ذاته كيف تم إنشاء هذه النتيجة داخل النبات.

على سبيل المثال، يمكن أن تنتج نفس قيمة تصدير POI من:

• تفريغ البطارية
• توليد الطاقة الكهروضوئية
• انخفاض تحميل الموقع
• توليد النسخ الاحتياطية
• مزيج من عدة موارد

هناك حاجة إلى قياسات داخلية لشرح مصدر صافي الصرف.

4. بيانات PCS، وبيانات عداد الطاقة، وبيانات النقاط المهمة ليست هي نفسها

غالبًا ما يجمع مشروع BESS بيانات من عدة أجهزة وأنظمة.

تحدد بنية BESS الموثوقة النظام الذي يعد مصدر الحقيقة لكل معلمة.

على سبيل المثال:

• قد يأتي SOC من بطارية BMS
• قد يأتي وضع تشغيل PCS من وحدة تحكم PCS
• قد يأتي استيراد وتصدير الشبكة من مقياس POI
• الاستهلاك المساعد may come from a dedicated meter
• قد تأتي أوامر المصنع من PPC
• قد يتم تقديم بيانات التشغيل المجمعة بواسطة SCADA أو EMS

يجب أن يوثق المشروع:

• مصدر البيانات
• نقطة القياس
• الاستخدام المقصود
• وحدة
• التحجيم
• اتفاقية الاتجاه
• معدل التحديث
• مصدر الطابع الزمني
• حالة الصلاحية
• تسجيل الخريطة أو إصدار البرامج الثابتة

5. ما هي البيانات التي يجب على EMS وSCADA جمعها؟

يجب أن تقوم منصات EMS وSCADA بجمع البيانات وفقًا للغرض التشغيلي للمشروع.

5.1 بيانات الطاقة التشغيلية

قد تتضمن بيانات الطاقة التشغيلية ما يلي:

• استيراد الطاقة
• تصدير الطاقة
• شحن الطاقة
• تفريغ الطاقة
• القوة النشطة
• قوة رد الفعل
• الحد الأقصى للطلب
• الاستهلاك المساعد
• الطاقة اليومية والتراكمية
• اتجاه تدفق الطاقة

5.2 بيانات واجهة الشبكة

قد تتضمن بيانات واجهة الشبكة ما يلي:

• الجهد البوي
• التردد
• تبادل الطاقة النشطة
• تبادل الطاقة التفاعلية
• عامل الطاقة
• اتجاه الاستيراد والتصدير
• الطلب
• حالة الكسارة حيثما كان ذلك متاحًا
• حالة الاتصال حيثما كان ذلك متاحا

5.3 بيانات حالة الأصول

قد تتضمن بيانات حالة الأصول ما يلي:

• وضع التشغيل PCS
• وضع متابعة الشبكة أو تشكيل الشبكة حيث يتم كشفه بواسطة وحدة التحكم
• حالة BMS البطارية
• SOC
• SOH
• حالة التنبيه
• التوفر
• الحالة الحرارية
• حالة الحماية
• حالة الصيانة

5.4 سياق جودة البيانات

قد يتطلب كل سجل أيضًا معلومات سياقية مثل:

• الطابع الزمني
• معرف الجهاز
• معرف نقطة القياس
• وحدة
• التحجيم factor
• اتفاقية الاتجاه
• أصل البيانات
• حالة الصلاحية
• حالة البيانات المفقودة
• حالة الاتصال
• إصدار البرامج الثابتة
• نسخة الخريطة التسجيل
• أولوية مصدر البيانات

يعد هذا السياق ضروريًا عندما يجمع نظام الإدارة البيئية البيانات من العدادات وأجهزة التحكم PCS وأجهزة BMS للبطاريات وأنظمة PPC ومعدات الحماية.

6. المراقبة التشغيلية ليست مثل اختبار الأداء الديناميكي

يخدم قياس EMS القياسي واختبار أداء تشكيل الشبكة أغراضًا مختلفة.

قد يدعم قياس EMS القياسي

• الطاقة النشطة في الحالة المستقرة
• قوة رد الفعل في الحالة المستقرة
• الجهد الكهربي
• الحالي
• التردد
• عامل الطاقة
• قيم الطاقة الفاصلة
• الطاقة التراكمية
• تتبع الاستيراد والتصدير
• جمع بيانات EMS الروتينية

قد يتطلب اختبار أداء تشكيل الشبكة

• شكل موجة عالي الدقة أو بيانات الحدث بمعدلات أخذ العينات التي تحددها خطة الاختبار المعمول بها
• الجهد الكهربي-step and phase-jump response
• التردد-step or frequency-disturbance response
• خطأ في الركوب وسلوك الحد الحالي
• حلقة التحكم وتقييم استقرار قوة النظام
• تقييم الاستجابة السريعة التردد أو بالقصور الذاتي أو المشابه للقصور الذاتي عند تحديد ذلك
• تسلسل البداية السوداء حيث تكون القدرة مطلوبة
• سجلات الانتقال المتصلة بالشبكة إلى الجزيرة
• التحليل التوافقي والعابر والاضطرابات
• تنسيق نظام الحماية وأدلة تسلسل الأحداث

قد تتطلب هذه الوظائف:

• محللات جودة الطاقة
• مسجلات الاضطراب
• مرحلات الحماية وسجلات الأحداث
• رسم الذبذبات
• أجهزة الكمبيوتر سجلات عالية السرعة
• معدات الاختبار المتخصصة
• نماذج المحاكاة الهندسية

يجب تحديد الأدوات المطلوبة ومعدلات أخذ العينات وشروط الاختبار ومقاييس القبول من قبل مشغل الشبكة أو مواصفات الاختبار أو اتفاقية التوصيل البيني أو خطة اختبار المشروع.

يعد قياس EMS القياسي واختبار أداء تشكيل الشبكة عالي السرعة متكاملين وغير قابلين للتبديل.

لا ينبغي تقديم عداد الطاقة الروتيني كبديل لمعدات اختبار الأداء الديناميكي المخصصة.

7. مزامنة الوقت ومحاذاة البيانات

تصبح محاذاة الوقت أمرًا بالغ الأهمية عندما تسجل عدة أنظمة نفس الحدث.

قد يستخدم المشروع:

• الطوابع الزمنية الداخلية للعداد
• الطوابع الزمنية لوحدة تحكم PCS
• الطوابع الزمنية لنظام BMS للبطارية
• الطوابع الزمنية للبوابة
• الطوابع الزمنية لـ EMS
• الطوابع الزمنية لـ SCADA
• أوقات أحداث ترحيل الحماية
• توقيت الساعة المركزية للمصنع

قد تختلف هذه الطوابع الزمنية بسبب:

• تأخير الاقتراع
• الكمون الاتصالات
• انجراف الساعة
• توقيت تحديث التسجيل
• التخزين المؤقت للبيانات
• معالجة البوابة
• مناطق زمنية مختلفة
• مصادر المزامنة المختلفة

قد تبدو المشكلة النموذجية كما يلي:

• يُبلغ PCS عن استجابة تبدأ في الساعة 14:00:02
• يسجل مقياس POI تغير الطاقة المقابل في الساعة 14:00:04
• يعرض SCADA الحدث في الساعة 14:00:06

يجب أن يحدد المشروع ما إذا كان الاختلاف ناتجًا عن:

• استجابة النظام الفعلية
• موقع القياس
• توقيت تحديث العداد
• تأخير الاتصالات
• الطابع الزمني assignment
• معالجة البيانات

قد تشمل عناصر التصميم ذات الصلة ما يلي:

• نتب
• PTP عند الاقتضاء
• مصادر الوقت المعتمدة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حيثما أمكن ذلك
• ساعة SCADA المركزية
• مزامنة ساعة العداد
• الحد الأقصى المسموح به لانحراف الساعة
• متطلبات تسلسل الأحداث
• استعادة البيانات المفقودة
• تأخر التعامل مع السجلات

يجب تحديد دقة الوقت المطلوبة حسب المشروع ومتطلبات الشبكة ونوع الخدمة وطريقة الاختبار.

لا يوجد شرط واحد للدقة الزمنية ينطبق على كل مشروع من مشاريع BESS.

8. كيفية حساب أداء طاقة BESS دون خلط الحدود

يعتمد أداء BESS على حدود الحساب المحددة.

مسار الطاقة النموذجي هو:

تفريغ البطارية DC ← إخراج التيار المتردد PCS ← خسائر المحولات والكابلات ← الاستهلاك الإضافي ← صافي تصدير النقاط المهمة

هذه ليست قيم قابلة للتبديل.

حدود البطارية DC

يمكن استخدام هذا الحد لحساب إنتاجية الطاقة من جانب البطارية.

حدود التيار المتردد PCS

يمكن استخدام هذه الحدود لتقييم مخرجات التحويل قبل خسائر المصنع النهائية.

الحدود المساعدة

تحدد هذه الحدود استهلاك خدمة المحطة.

حدود النقاط المهمة

يوضح هذا الحد المبلغ الصافي الذي تم تسليمه إلى الشبكة أو المأخوذ منها.

ولذلك يجب أن تحدد كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا حدود القياس.

قد تشمل التعريفات المحتملة ما يلي:

• كفاءة DC ذهابًا وإيابًا عند حدود بطارية محددة أو PCS DC
• كفاءة التيار المتردد ذهابًا وإيابًا في محطات التيار المتردد PCS
• كفاءة ذهابًا وإيابًا من POI إلى POI
• الكفاءة الإجمالية للمصنع
• صافي كفاءة المصنع including defined auxiliary consumption

إن النسبة المئوية الواحدة بدون حدود محددة يمكن أن تكون مضللة.

على سبيل المثال:

• قد تستبعد الكفاءة على مستوى البطارية خسائر أجهزة الكمبيوتر
• قد تستبعد الكفاءة على مستوى PCS خسائر المحولات
• قد تتضمن كفاءة مستوى النقاط المهمة الاستهلاك الإضافي
• قد تتأثر أيضًا الكفاءة على مستوى الموقع بالطاقة الكهروضوئية أو الأحمال المحلية أو الأصول الأخرى

يجب أن تحدد تقارير المشروع ما يلي:

• بداية الحدود
• حد النهاية
• استيراد أو شحن الطاقة
• تصدير أو تفريغ الطاقة
• معالجة الحمل المساعد
• علاج فقدان المحولات
• الفاصل الزمني للبيانات
• اتفاقية الاتجاه
• معالجة البيانات المفقودة

9. BESS لتشكيل الشبكة في تطبيقات C&I وMicrogrid ومراكز البيانات

9.1 مواقع المطابقة وقابلية التشغيل البيني

قد يدعم تخزين C&I:

• خفض ذروة الطلب
• قوة احتياطية
• الاستهلاك الذاتي للطاقة الكهروضوئية
• تحكيم الطاقة
• دعم جودة الطاقة
• خدمات دعم الشبكة حيثما يسمح بذلك

قد تشمل القياسات ذات الصلة ما يلي:

• استيراد وتصدير الموقع
• الشحن والتفريغ BESS
• الاستهلاك المساعد
• الطلب على حمل الإنتاج
• POI صافي الصرف
• أجهزة الكمبيوتر النشطة والقوة التفاعلية

9.2 الشبكات الصغيرة

قد تعمل الشبكات الصغيرة في كل من الوضعين المتصلين بالشبكة والجزيرة.

قد تشمل الاعتبارات ذات الصلة ما يلي:

• قياس النقاط المهمة
• قياس المغذية الداخلية
• مساهمة الجيل
• BESS الشحن والتفريغ
• الأحمال ذات الأولوية
• البيانات المتصلة بالشبكة مقابل البيانات الجزيرة
• سجلات الانتقال
• تنسيق مراجع الجهد والتردد بين موارد تشكيل الشبكة المتعددة والآلات المتزامنة وأجهزة التحكم في المصنع
• التنسيق بين PCS وPPC وEMS وأنظمة الحماية

في حالة وجود العديد من موارد تشكيل الشبكة، قد تتضمن مشكلات التصميم الإضافية ما يلي:

• التدلي أو استراتيجيات تقاسم السلطة الأخرى
• التزامن
• الحالي limiting
• التنسيق المرجعي
• انتقال الوضع
• تنسيق الحماية

9.3 مراكز البيانات

قد تتضمن تطبيقات مركز البيانات ما يلي:

• تغييرات التحميل السريع
• تفاعل UPS وBESS
• تكنولوجيا المعلومات وفصل حمل التبريد
• الشبكة وتدفقات الطاقة خلف العداد
• توليد النسخ الاحتياطية
• طلب النقاط المهمة
• تكامل EMS وBMS للمنشأة وDCIM
• بيانات نظام إدارة البطارية (BMS) حيثما ينطبق ذلك

في هذا القسم:

• يعنيBattery BMS نظام إدارة البطارية
• المنشأة أو BMS للمبنى تعني نظام إدارة المبنى

وفي هذا السياق، قد يدعم BESS الاستمرارية أو إدارة الطلب أو تفاعل الشبكة.

ومع ذلك، يجب أن يميز تصميم نظام مركز البيانات ما يلي:

• طاقة UPS
• طاقة بيس
• تحميل تكنولوجيا المعلومات
• حمل التبريد
• الاستهلاك المساعد
• صافي الطاقة التي تواجه الشبكة

10. المخاطر المشتركة لتكامل BESS

تشمل مخاطر المشروع الشائعة ما يلي:

1. التعامل مع بيانات PCS كبيانات تسوية مستقلة دون تأكيد
2. خلط حدود قياس DC وPCS AC وPOI
3. تجاهل الاستهلاك المساعد
4. عكس اتجاه الاستيراد/التصدير أو الشحن/التفريغ
5. تطبيق نسبة CT أو عامل قياس غير صحيح
6. استخدام طوابع زمنية غير متناسقة عبر العدادات وPCS وSCADA
7. الفشل في توثيق مصدر الحقيقة لكل معلمة
8. استخدام البيانات التشغيلية كدليل أداء عالي السرعة
9. خلط الطاقة الإجمالية مع الطاقة الصافية
10. استخدام وحدات مختلفة عبر الأجهزة
11. فقدان البيانات أثناء انقطاع الاتصالات
12. تغيير خرائط التسجيل بعد تحديثات البرامج الثابتة
13. بافتراض أن دعم Modbus يضمن توافق EMS
14. معدل تحديث المقياس مربك مع معدل أخذ عينات الاختبار الديناميكي
15. التعامل مع تقديرات BMS على أنها مكافئة تلقائيًا للقياس المستقل
16. حذف خسائر المحولات والكابلات من حسابات الأداء
17. استخدام قيمة كفاءة واحدة دون تحديد حدود الحساب
18. الفشل في تأكيد رمز الشبكة والمتطلبات التعاقدية
19. على افتراض أن كل عداد طاقة يمكنه التقاط ديناميكيات تشكيل الشبكة
20. فشل في إكمال التحقق التجريبي من العداد - البوابة - EMS - PCS

11. قائمة مراجعة بنية قياس BESS

يجب تحديد البنية قبل اختيار العداد.

12. كيف يمكن لـ YTL دعم التقييم الأولي للعدادات

يمكن لشركة Zhejiang Yongtailong Electronic Co., Ltd. (YTL) دعم التقييم الأولي لأجهزة قياس طاقة AC وDC مختارة، وأجهزة قياس تعمل بالأشعة المقطعية، عدادات السكك الحديدية DIN وعدادات اللوحة ومنتجات القياس الممكّنة للاتصالات لتطبيقات BESS وC&I والشبكات الصغيرة وتوزيع الطاقة.

اعتمادًا على النموذج المحدد ومتطلبات المشروع، يمكن لـ YTL دعم ما يلي:

• الاختيار الأولي لنموذج العداد
• الجهد الكهربي and current-range review
• المناقشة الفنية الأولية لنقاط قياس التيار المتردد والتيار المستمر التي يقترحها العميل والحدود المقصودة
• مراجعة نسب الأشعة المقطعية التي يقترحها العميل أو مدخلات التحويل أو ترتيبات المستشعر المتوافقة
• مراجعة اتجاه الاستيراد/التصدير والشحن/التفريغ
• تأكيد خيار RS485 وModbus
• تسجيل الخريطة والوحدة والقياس ومراجعة تنسيق البيانات
• دعم اختبار العينة
• مراجعة واجهة البيانات المقترحة من متر إلى بوابة أو من متر إلى EMS
• المراجعة الفنية الأولية لنقاط القياس المقترحة من قبل العميل

تختلف قدرات المنتج حسب طراز جهاز القياس، والأجهزة، والبرامج الثابتة، وترتيب الاستشعار الحالي، وفاصل القياس، وواجهة الاتصال، وإصدار خريطة التسجيل، ونطاق الاعتماد.

يجب تأكيد وظائف الاتصال وفترات القياس والدقة ونطاق الاعتماد وتوافق النظام الأساسي للنموذج المحدد ومتطلبات المشروع.

لا تحدد YTL نقاط الاهتمام للمشروع أو PCC أو POM أو حدود قياس الإيرادات أو حدود التسوية أو التسلسل الهرمي لمصدر الحقيقة أو خطة اختبار الأداء الديناميكي.

لا توفر YTL ضوابط PCS لتشكيل الشبكة، وخوارزميات التحكم PPC، ومنصات إرسال BESS، وتنسيق الحماية، ونمذجة النظام الديناميكي، والموافقة على الامتثال لرمز الشبكة، والتحقق من الأداء الديناميكي عالي السرعة أو تأهيل الخدمة الإضافية والموافقة على السوق.

يظل التحكم في تشكيل الشبكة، والتنسيق على مستوى المصنع، وتصميم الحماية، والنمذجة الديناميكية، واختبار الأداء، والامتثال لرمز الشبكة من مسؤوليات مورد PCS، وموفر جهاز التحكم في المصنع، ومهندس الحماية، ومتكامل الأنظمة، والمستشار، والمرافق العامة وأصحاب المصلحة الآخرين في المشروع.

يدعم YTL طبقة القياس الكهربائي وإخراج البيانات على مستوى المجال.

13. الأسئلة المتداولة

ما هو الفرق الرئيسي بين متابعة الشبكة وتشكيل الشبكة؟

عادةً ما تتزامن خدمة BESS التي تتبع الشبكة مع مرجع جهد الشبكة والتردد الموجود. يمكن لـ BESS المكون للشبكة إنشاء أو دعم مراجع الجهد والتردد من خلال أجهزة الكمبيوتر وهندسة التحكم الخاصة بها.

هل يشتمل تشكيل الشبكة تلقائيًا على البداية السوداء والجزيرة والاستجابة الشبيهة بالقصور الذاتي؟

لا، يجب تحديد هذه الوظائف وتصميمها واختبارها بشكل فردي. يعتمد توفرها على تصميم PCS، وطاقة البطارية، ونظام الحماية، وضوابط المصنع ومتطلبات المشروع.

هل يقوم عداد الطاقة بتكوين شبكة BESS؟

لا، يتم تنفيذ سلوك تشكيل الشبكة بواسطة أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التحكم في العاكس وهندسة التحكم على مستوى المصنع. يقيس العداد ويخرج البيانات الكهربائية.

ما هي حدود قياس BESS الشائعة؟

تشمل الحدود المشتركة جانب البطارية DC وجانب PCS AC ودوائر التحميل المساعدة ونقطة التوصيل البيني. قد تتطلب المشاريع الأكبر أو الهجينة محولات إضافية أو وحدة تغذية أو نظام تجميع أو حدود لقياس الإيرادات.

هل نقاط الاهتمام وPCC وPOM ونقاط قياس الإيرادات هي نفسها دائمًا؟

لا، قد تتطابق في بعض المشاريع، لكن لا ينبغي افتراض أنها متطابقة ما لم تحددها وثائق المشروع بهذه الطريقة.

هل بيانات PCS هي نفس بيانات العدادات المستقلة؟

ليس بالضرورة. قد تعتمد بيانات PCS على قياسات وحسابات وحدة التحكم الداخلية. قد توفر عدادات الطاقة الخارجية قيمًا مستقلة عند حدود كهربائية محددة.

لماذا يجب قياس الاستهلاك المساعد؟

تعمل الأحمال المساعدة على تقليل الفرق بين إجمالي إنتاج BESS وصافي الطاقة المصدرة. يساعد القياس المنفصل على قياس الأداء الصافي للمصنع.

ما الذي يجب قياسه عند نقطة الاهتمام؟

اعتمادا على المشروع، قد تشمل القيم ذات الصلة طاقة الاستيراد/التصدير، والطاقة النشطة، والطاقة التفاعلية، والجهد، والتردد، وعامل الطاقة، وصافي تبادل الموقع.

هل يمكن لمقياس الطاقة القياسي التحقق من أداء تشكيل الشبكة؟

قد يدعم عداد الطاقة القياسي المراقبة التشغيلية وقياس الطاقة التراكمية. يتطلب اختبار أداء تشكيل الشبكة عالي السرعة عادةً معدات متخصصة وخطة اختبار محددة للمشروع.

لماذا تعتبر مزامنة الوقت مهمة؟

قد تسجل الأجهزة المختلفة نفس الاستجابة في أوقات مختلفة بسبب انحراف الساعة أو الاستقصاء أو التخزين المؤقت أو زمن انتقال الاتصال. تعد محاذاة الوقت ضرورية لإعادة بناء الحدث بشكل موثوق.

كيف ينبغي حساب كفاءة BESS ذهابًا وإيابًا؟

يجب أن يحدد الحساب حدود قياس البداية والنهاية ويوضح ما إذا كانت خسائر PCS، وخسائر المحولات، والاستهلاك الإضافي مدرجة.

هل يمكن دمج عداد الطاقة Modbus مع BESS EMS؟

من المحتمل. يعتمد التكامل على الواجهة المادية وتنفيذ البروتوكول وخريطة التسجيل والقياس ومعدل التحديث وهندسة EMS.

14. الاستنتاج

تعمل القدرة على تشكيل الشبكة على تغيير دور التحكم في BESS، ولكنها لا تلغي الحاجة إلى قياس كهربائي منظم.

يجب أن تميز بنية بيانات BESS الموثوقة بوضوح ما يلي:

• قياس تيار مستمر للبطارية
• قياس التيار المتردد لأجهزة الكمبيوتر
• قياس الحمل المساعد
• قياس النقاط المهمة
• حالة BMS البطارية data
• بيانات التحكم في أجهزة الكمبيوتر
• أوامر قدرة شرائية
• تجميع EMS وSCADA
• بيانات اختبار عالية السرعة

مبدأ التصميم المركزي هو:

يجب أن يكون لكل معلمة حدود قياس محددة بوضوح، ومصدر الحقيقة، والطابع الزمني، واتفاقية الاتجاه والاستخدام المقصود.

تدعم عدادات الطاقة القياسية طبقة القياس التشغيلية. وتظل هذه العناصر مكملة لبيانات نظام إدارة المباني (BMS) للبطارية، وعناصر التحكم في أجهزة الكمبيوتر (PCS)، وأنظمة الحماية، ومعدات الأداء الديناميكي المتخصصة.

بالنسبة لمشاريع BESS المكونة للشبكة، لا تعتمد البيانات الدقيقة على جهاز واحد، بل على التنسيق المتسق بين حدود القياس وأنظمة الاتصالات وهندسة التحكم في المصنع.

المراجع

1. المختبر الوطني للطاقة المتجددة، مقدمة إلى محولات تشكيل الشبكة: مفتاح لتحويل شبكة الطاقة لدينا ، 2024.
2. مجموعة تكامل أنظمة الطاقة, تكنولوجيا تشكيل الشبكات في تكامل أنظمة الطاقة ، 2022.
3. مجموعة تكامل أنظمة الطاقة, اختبار أداء موارد تشكيل الشبكة: طرق الاختبار ومقاييس الأداء لتقييم سلوك مصدر الجهد لموارد تشكيل الشبكة ، 2025.
4. شركة موثوقية أمريكا الشمالية للكهرباء, الأداء والنمذجة والمحاكاة لأنظمة تخزين طاقة البطاريات المتصلة بـ BPS ومحطات الطاقة الهجينة ، 2023.
5. المختبر الوطني للطاقة المتجددة وشركاء المشروع، تحديات البداية السوداء لـ Microgrid: دور محولات تشكيل الشبكة ، 2025.