مقدمة: عندما تواجه محطات الطاقة الافتراضية عدادات ذكية، تحدث ثورة في إدارة الطاقة
في منطقة صناعية معينة، تقوم محطة طاقة افتراضية بتجميع 2000 وحدة كهروضوئية موزعة، و300 محطة شحن للسيارات الكهربائية، وتخزين طاقة بقدرة 50 ميجاوات من جانب المستخدم. يتم جمع البيانات في الوقت الفعلي حول توليد الطاقة واستهلاكها وتخزينها لكل أسرة من خلال العدادات الذكية لتتناسب بدقة مع احتياجات شبكة الطاقة. نجح هذا النظام في خفض الحمل الأقصى بمقدار 120 ميجاوات خلال فترة ذروة استهلاك الكهرباء في صيف عام 2024، وهو ما يعادل تقليل توقف التشغيل المؤقت لمحطة طاقة تعمل بالفحم. جوهر هذه الثورة هو العداد الذكي - باعتباره "النهايات العصبية" لمحطات الطاقة الافتراضية، فهو يعيد تعريف حدود الاستجابة لجانب الطلب.

1、 جمع البيانات: بناء "توأم رقمي" لمحطات الطاقة الافتراضية باستخدام العدادات الذكية
تكمن القيمة الأساسية للعدادات الذكية في القياس ثنائي الاتجاه وقدراتها على الحصول على البيانات عالية التردد. يمكن لعدادات الكهرباء التقليدية تسجيل استهلاك الكهرباء التراكمي فقط، بينما يمكن للعدادات الذكية مراقبة 12 نوعًا من المعلمات مثل الجهد والتيار وعامل الطاقة في الوقت الفعلي. في حالة مشاركة الخلايا الكهروضوئية الموزعة في الاستجابة لجانب الطلب، تستخدم العدادات الذكية تقنية blockchain لتخزين البيانات مثل منحنى توليد الطاقة وحالة العاكس لكل أسرة كهروضوئية على السلسلة، مما يضمن أن مجمعي محطات الطاقة الافتراضية يمكنهم في الوقت الفعلي فهم قدرة توليد الطاقة من الخلايا الكهروضوئية الموزعة وتوفير أساس دقيق لاستجابة ملء الوادي.
تمتد إمكانية جمع البيانات هذه إلى ثلاثة أبعاد:
1. البعد المكاني: لا تغطي العدادات الذكية المستخدمين النهائيين فحسب، بل يمكن أيضًا توسيعها لتشمل معدات مثل محولات التوزيع ومغذيات الجهد المتوسط.
2. البعد الزمني: تدعم العدادات الذكية جمع البيانات على نطاقات زمنية متعددة مثل 15 دقيقة و30 ثانية، مما يوفر أساس استجابة على مستوى المللي ثانية لمحطات الطاقة الافتراضية للمشاركة في تقليل وقت الذروة في الوقت الفعلي.
3. أبعاد المعلمة: وظيفة مراقبة جودة الطاقة المتكاملة، والتي يمكن أن توفر مرجعًا لمعايير استهلاك الطاقة للمستخدم.
2 、 اتصال ثنائي الاتجاه: تقوم العدادات الذكية بتوصيل "الميل الأخير" للاستجابة للطلب
تعد قدرة الاتصال ثنائية الاتجاه بين العدادات الذكية ومراكز التحكم في محطات الطاقة الافتراضية هي المفتاح لتحقيق استجابة الطلب ذات الحلقة المغلقة.
وقد أنتجت آلية الاتصال هذه ثلاثة نماذج مبتكرة:
1. النقل الديناميكي لسعر الكهرباء: تقوم العدادات الذكية بضبط أسعار كهرباء المستخدم بناءً على أسعار سوق الكهرباء في الوقت الفعلي.
2. تجميع الموارد الموزعة: تقوم العدادات الذكية بتحويل الموارد الموزعة مثل الخلايا الكهروضوئية وتخزين الطاقة والمركبات الكهربائية إلى وحدات قابلة للتوزيع.
3. توجيه سلوك المستخدم: تعمل العدادات الذكية جنبًا إلى جنب مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي على تحليل عادات استخدام الكهرباء لدى المستخدمين وتقديم اقتراحات مخصصة لتوفير الطاقة.
3、 التنظيم التعاوني: تمكين محطات الطاقة الافتراضية من اتخاذ قرارات ذكية من خلال العدادات الذكية
إن دعم البيانات للعدادات الذكية يمكّن محطات الطاقة الافتراضية من تحقيق قفزة من "الاستجابة السلبية" إلى "التحسين النشط".
وتنعكس هذه القدرة التنظيمية التعاونية في ثلاثة مستويات:
1. تحسين الموارد المتعددة: تراقب العدادات الذكية حالة الموارد مثل الخلايا الكهروضوئية، وتخزين الطاقة، والأحمال غير المنقطعة بطريقة موحدة.
2. التحذير من المخاطر: تقوم العدادات الذكية بمراقبة معلمات تشغيل المعدات في الوقت الفعلي وتحديد مخاطر الأخطاء مسبقًا.
3. المشاركة في السوق: توفر بيانات العدادات الذكية دليلاً على مشاركة محطات الطاقة الافتراضية في سوق الكهرباء.

4. النظرة المستقبلية: التطور البيئي مدفوعًا باستجابة الطلب المدفوعة بالعدادات الذكية
ومن خلال تكامل إنترنت الأشياء وتقنيات blockchain والذكاء الاصطناعي، يتم ترقية العدادات الذكية من جهاز قياس واحد إلى بوابة إنترنت الطاقة.
وفي ثورة الطاقة هذه، لم تعد العدادات الذكية مجرد البنية التحتية لمحطات الطاقة الافتراضية، بل أصبحت أيضاً "المحرك الرقمي" لآليات الاستجابة للطلب. فهو يستخدم بيانات دقيقة، واتصالات في الوقت الفعلي، واتخاذ قرارات ذكية لجعل كل كيلووات ساعة من الكهرباء موردًا قابلاً للتعديل، مما يجعل كل مستخدم مشاركًا في سوق الطاقة. عندما يتجاوز حجم محطات الطاقة الافتراضية مليار كيلووات، فإن العدادات الذكية ستثبت أن مستقبل إدارة الطاقة يبدأ بصحوة الحكمة عند كل نقطة قياس.