مقدمة: عندما تجتمع الألواح الكهروضوئية مع بطاريات تخزين الطاقة، تحدث ثورة في الاكتفاء الذاتي من الطاقة
على سطح منطقة صناعية، تولد 3000 لوحة كهروضوئية 12000 كيلووات ساعة من الكهرباء يوميًا؛ وفي حجرة تخزين الطاقة تحت الأرض، تقوم 200 مجموعة من بطاريات الليثيوم بتخزين الكهرباء الزائدة باعتبارها "بنكًا أخضر"؛ وفي غرفة التوزيع، يقوم عداد ذكي بتسجيل تدفق كل كيلووات ساعة من الكهرباء بدقة - التوليد والاستهلاك وتخزين الطاقة والمبيعات - بتردد أخذ العينات يبلغ 200 مرة في الثانية. تظهر المجموعات الأربع من البيانات في الوقت الفعلي على الشاشة، لترسم صورة جديدة لإدارة الطاقة في المؤسسة.
وراء هذه الثورة يكمن التطبيق المذهل لوظيفة القياس ثنائي الاتجاه في العدادات الذكية. من خلال المراقبة المتزامنة للبيانات ثنائية الاتجاه لتوليد الطاقة الكهروضوئية واستهلاك كهرباء الشبكة، لا تمكن العدادات الذكية المستخدمين من الحصول على فهم واضح لتدفق الطاقة فحسب، بل تعمل أيضًا على تقصير فترة استرداد الاستثمار لأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية بنسبة 40٪ من خلال استراتيجيات الجدولة المحسنة. تكشف البيانات المقاسة عن القيمة الهائلة لأداة إدارة الطاقة التي تم الاستهانة بها.

1、 القياس ثنائي الاتجاه: كسر "الصندوق الأسود للبيانات" لأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية
تعاني عدادات الكهرباء التقليدية أحادية الطور من عيوب قاتلة في سيناريوهات تخزين الطاقة الكهروضوئية: فهي يمكنها فقط تسجيل استهلاك الكهرباء على جانب الشبكة، ولكنها لا تستطيع التقاط البيانات الرئيسية مثل توليد الطاقة الكهروضوئية، وتخزين الطاقة وشحنها وتفريغها، والاتصال الفائض بشبكة الكهرباء. تؤدي هذه "النقطة العمياء ذات الاتجاه الواحد" إلى ثلاث نقاط ألم رئيسية:
1. حسابات غامضة للإيرادات: لا يستطيع المستخدمون حساب إيرادات مبيعات الكهرباء ومبالغ الدعم بدقة
2. استراتيجية جدولة واسعة النطاق: يعتمد توقيت شحن وتفريغ بطاريات تخزين الطاقة على الخبرة اليدوية، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة
3. صعوبة تحديد موقع الخلل: من الصعب تحديد ما إذا كانت المشكلة في المكونات الكهروضوئية أو معدات تخزين الطاقة أو العداد نفسه عندما يكون النظام غير طبيعي
حققت العدادات الذكية أربعة اختراقات أساسية من خلال دمج وحدات القياس ثنائية القناة:
أخذ عينات مستقلة مزدوجة من ADC: يتم استخدام محولات تناظرية إلى رقمية مستقلة 16 بت على كل من الجانب الكهروضوئي وجانب الشبكة لتجنب تداخل الإشارة
قياس رباعي رباعي: يدعم تسجيل المعلمات الكاملة للطاقة النشطة الأمامية (التوليد والاتصال بالشبكة)، والطاقة النشطة العكسية (شراء الكهرباء)، والطاقة التفاعلية الاستقرائية، والطاقة التفاعلية السعوية
مزامنة الوقت الديناميكي: تضمن مزامنة الوقت ذات الوضع المزدوج GPS/Beidou أن يكون خطأ الطابع الزمني لبيانات توليد الطاقة واستهلاكها أقل من 1 مللي ثانية
 قدرة الحوسبة المتطورة: معالج ARM Cortex-M7 المدمج، والذي يمكنه تشغيل خوارزمية إحصاءات الكهرباء في الذروة والوادي محليًا
2. موازنة وادي الذروة: خلق قيمة مزدوجة لكل كيلووات ساعة من الكهرباء
في ظل آلية تسعير الكهرباء في وقت الاستخدام، أصبحت وظيفة القياس ثنائية الاتجاه للعدادات الذكية "المشغل الرقمي" لمراجحة وادي الذروة. من خلال مراقبة المنحنى في الوقت الفعلي لتوليد الطاقة الكهروضوئية وأسعار كهرباء الشبكة، يمكن للنظام تنفيذ ثلاث استراتيجيات تحسين تلقائيًا:
1. التخزين الذكي لفائض الكهرباء الكهروضوئية: عندما تتجاوز الطاقة المولدة طلب الحمل ويكون سعر الكهرباء في الوادي، ستعطى الأولوية لتخزين الكهرباء الفائضة في بطارية تخزين الطاقة
2. جدولة الاستجابة لجانب الحمل: أثناء ذروة أسعار الكهرباء، قم بإعطاء الأولوية لاستخدام بطاريات تخزين الطاقة لإمدادات الطاقة لتقليل مشتريات الشبكة المرتفعة الثمن
3. توقيت التوصيل الفائض بشبكة الكهرباء: الجمع بين توقعات الطقس والتنبؤ بأسعار الكهرباء، وتنفيذ الاتصال بالشبكة عندما يكون هناك فائض في توليد الطاقة الكهروضوئية وارتفاع أسعار الكهرباء
3. إدارة أصول الكربون: من مراقبة الطاقة إلى تحقيق القيمة الخضراء
انطلاقًا من هدف "الكربون المزدوج"، أصبحت بيانات القياس ثنائية الاتجاه للعدادات الذكية بمثابة وثيقة اعتماد رئيسية للشركات للمشاركة في تجارة الكربون. وتتجلى قيمته في ثلاثة أبعاد رئيسية:
1. إصدار شهادة الطاقة الخضراء: تسجيل دقيق لكمية توليد الطاقة المتجددة ودعم تطبيق الشهادة الخضراء وتداولها
2. حساب خفض انبعاثات الكربون: بناءً على معيار ISO 14064، احسب كمية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي تم تقليلها بواسطة الأنظمة الكهروضوئية
3. إدارة قياس كفاءة الطاقة: مقارنة بيانات استهلاك الطاقة في نفس الصناعة لتحديد مجالات تحسين توفير الطاقة

4. التحذير من الأخطاء: بناء "نظام مناعة رقمي" لأنظمة تخزين الطاقة الضوئية
تعمل قدرة الصيانة التنبؤية للعدادات الذكية على إعادة تعريف وضع تشغيل المعدات وصيانتها. ومن خلال تحليل البيانات التاريخية والمعلمات في الوقت الفعلي، يمكن للنظام تحديد أربعة أنواع رئيسية من المخاطر الخفية مقدمًا:
أخطاء على مستوى المكونات: مراقبة انحراف المنحنى الرابع للمصفوفة الكهروضوئية، والتحذير من مشكلات مثل النقاط الساخنة والشقوق المخفية
اتصال كهربائي غير طبيعي: اكتشف التغيرات في مقاومة التلامس على جانب التيار المستمر لمنع ارتفاع درجة حرارة الموصل
شيخوخة بطاريات تخزين الطاقة: تتبع اتجاه نمو المقاومة الداخلية والتنبؤ بعمر الخدمة المتبقي
توهين كفاءة النظام: حساب كفاءة النقل لسلسلة الكهرباء لتخزين الطاقة الكهروضوئية بأكملها وتحديد موقع رابط الخسارة
5. إدارة دورة الحياة الكاملة: التزام موثوق بالتشغيل المستقر لمدة 10 سنوات
بالنسبة لعمر تصميم أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية الذي يصل إلى 25 عامًا، تضمن العدادات الذكية الاستقرار على المدى الطويل من خلال خمسة تصميمات رئيسية:
تشغيل بدرجة حرارة واسعة: يتم الحفاظ على الدقة عند ± 0.5% في بيئات تتراوح من -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية
مقاوم للغبار ومقاوم للماء: مستوى حماية IP68، مناسب للبيئات القاسية مثل الصحاري والمناطق الساحلية
التوافق الكهرومغناطيسي: اجتاز اختبار مستوى IEC 61000-4-6 المضاد للتداخل لمقاومة التداخل التوافقي من محولات التردد
أمان البيانات: يتم استخدام خوارزمية التشفير AES-128 لضمان عدم التلاعب ببيانات القياس
الترقية عن بعد: يدعم تحديثات البرامج الثابتة FOTA والتكرار المستمر للميزات الجديدة
الاستنتاج: قياس غير مرئي، عودة مرئية
عندما تقوم الألواح الكهروضوئية بتحويل ضوء الشمس بهدوء على السطح، وعندما تمتص بطاريات تخزين الطاقة الطاقة بصمت تحت الأرض، فإن العدادات الذكية تسجل دائمًا بدقة قصة كل كيلووات ساعة من الكهرباء في غرفة التوزيع. لا ينتج الكهرباء، ولكنه يحسن كفاءة استخدام الطاقة النظيفة؛ فهو لا يخلق قيمة، ولكنه يقصر بشكل كبير دورة عائد الاستثمار.
في ثورة تطوير أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية، تعمل وظيفة القياس ثنائي الاتجاه للعدادات الذكية على إعادة تحديد حدود إدارة الطاقة. بدءًا من القياس الدقيق وحتى الجدولة الذكية، ومن إدارة أصول الكربون إلى الصيانة التنبؤية، فإنها تنسج شبكة طاقة آمنة وفعالة وصديقة للبيئة باستخدام البيانات. بالنسبة لكل مؤسسة تسعى إلى تحقيق التنمية المستدامة، فإن اختيار العداد الذكي لا يعني فقط اختيار جهاز قياس، ولكنه أيضًا اختيار شريك موثوق يؤدي إلى استقلال الطاقة. وعندما ننظر إلى هذه الثورة في المستقبل، ربما نجد أن التغيير الحقيقي بدأ بالاحترام والسيطرة على كل كيلووات/ساعة من الكهرباء.