التصميم التجميعي الأمثل في سوق الطاقة الكهربائية

أهمية التصميم التجميعي الأمثل في سوق الطاقة الكهربائية

يمكن أن يؤدي الترويج السيارات الكهربائية إلى تسريع عملية استبدال الوقود وتقليل انبعاثات عوادم المركبات، والتي لها أهمية كبيرة في تعزيز الحفاظ على الطاقة وتقليل الانبعاثات ومنع تلوث الهواء، ومع ذلك؛ فإن الوصول الواسع للمركبات الكهربائية إلى شبكة الطاقة سيؤثر بشكل خطير على استقرار شبكة التوزيع وموثوقيتها في الوقت نفسه.

ونظراً لشبكة الاتصال العالية للغاية والتعقيد الحسابي المطلوب من قبل وكالة الإرسال للإرسال المباشر للمركبات الكهربائية؛ فمن الضروري تقديم دور (EVA) لتنسيق جدولة المركبات الكهربائية داخل اختصاص (EVA) في جوهرها، و(EVA) هو تاجر تجزئة للكهرباء يوفر خدمات تشغيل الشحن الكهربائي، ووفقاً لطلب الشحن اليومي لأسطول المركبات الكهربائية.

كما تقدم (EVA) عروض الطاقة في سوق اليوم التالي، وهي تنفذ استراتيجية تحسين الجدولة في الوقت الفعلي بناءً على معاملات السوق اليومية لزيادة أرباحها إلى أقصى حد دون التأثير على أهداف الشحن الخاصة بالمركبات الكهربائية، ومن خلال التجميع والتنسيق والتحكم في (EVA)، كما يمكن للمركبات الكهربائية إجراء تفاعلات إيجابية بشكل فعال مع شبكة الطاقة الكهربائية.

وبناءً على عادات السفر لمستخدمي المركبات الكهربائية؛ فإنه يتم استخدام نموذج السحابة لبناء منحنى حمل الشحن ومجموعة من أحمال الشحن، وبالمقارنة مع طرق “مونت كارلو”؛ فإن نموذج السحابة لديه دقة تنبؤ أعلى، لكن النموذج قابل للتطبيق فقط ضمن حدود أو منشأة معينة، كما تركز قابلية تطبيقه على تخطيط البنية التحتية للمركبات الكهربائية.

كما يستخدم العمل المقدم ظروف قيادة مختلفة للمركبات الكهربائية جنباً إلى جنب مع خوارزمية التعلم العميق القائمة على شبكة عصبية معيارية متكررة للتنبؤ بمتطلبات الطاقة للمركبات الكهربائية، كما يمكن لهذه الطريقة تحسين متطلبات الطاقة للمركبات الكهربائية وإطالة مسافات قيادتها، ومع ذلك يتجاهل هذا النموذج سلوكيات القيادة لمستخدمي المركبات الكهربائية.

إطار العمل والنظر في تصاميم الـ EVA

في نظام الطاقة، تقسم حمولة الطلب بشكل أساسي إلى نوعين، وهي أحمال صلبة وأحمال مرنة، كما تسمى بعض أحمال الطلب التي ليس لديها القدرة على تنظيم استخدام الكهرباء بالأحمال الصلبة، مثل الثلاجات، وهناك بعض أحمال الطلب التي يمكن أن تشارك بنشاط في التحكم في تشغيل الشبكة والتفاعل مع شبكة الطاقة تسمى الأحمال المرنة والمركبات الكهربائية هي المثال الأكثر شيوعاً.

كما يمكن اعتبار المركبات الكهربائية في نفس الوقت على أنها أحمال وأجهزة تخزين الطاقة الموزعة، وعندما يكون الطلب على الشبكة منخفضاً يتم شحنها وعندما يكون الطلب مرتفعاً؛ فإنها ستعيد الطاقة إلى شبكة الطاقة، لذلك يمكننا استخدام خصائصها لتوفير (AS) لنظام الطاقة، مثل (FR ، DR)، والتي يمكن أن تقلل العبء على شبكة الطاقة وتقليل التكاليف لمستخدمي ومشغلي (EV).

لذلك تعمل العديد من البلدان بقوة على تعزيز تطوير الوصول الواسع للمركبة الكهربائية، وذلك على الرغم من أن موارد المركبات الكهربائية الضخمة يمكن أن تمارس قيمة اقتصادية في سوق الطاقة؛ فليس من الواقعي أن تشارك المركبات الكهربائية في سوق الطاقة وحدها ككيانات فردية. الجوانب الرئيسية التي يتم النظر فيها لتصميم (EVA) هي كما يلي:

تكلفة تطوير التكنولوجيا: يحتوي سوق الطاقة على متطلبات تقنية عالية نسبياً لخدمات (V2G)، مثل تدفق الطاقة والاقتصاد وتكاليف البنية التحتية ومثل الاتصالات والقياس وأنظمة التحكم والتقنيات الداعمة ذات الصلة، وذلك على الرغم من أن هذا يوفر خدمات إضافية لشبكة الطاقة، إلا أنه يمكن أن يؤثر بشكل خطير على حماس مستخدمي المركبات الكهربائية للمشاركة في تفاعلات الشبكة.

قواعد السوق: إن سعة وقوة المركبات الكهربائية الفردية صغيرة جداً وهي أقل بكثير من الحد الأدنى لمتطلبات الحجم (على سبيل المثال ، مستوى ميغاواط) للمشاركة في سوق نظام الطاقة، وبالتالي يجب تجميع أعداد كبيرة من المركبات الكهربائية لتلبية متطلبات قواعد السوق الحالية.

الشحن غير المنسق: يتم دائماً إدارة سلوك شحن المركبات الكهربائية وفقاً لمتطلبات السفر لمستخدمي المركبات الكهربائية، ونظراً لأن المستخدمين لا يعرفون خصائص شحن المركبات الكهربائية أو معلومات أسعار الكهرباء أو سياسات الحوافز للمركبات الكهربائية؛ فلا يمكنهم تنفيذ خطط شحن علمية وعملية، مما قد يتسبب في خسائر اقتصادية معينة لأنفسهم، وفي الوقت نفسه؛ فإن عدداً كبيراً من المركبات الكهربائية التي تقوم بشحن غير منسق في الشبكة ستؤثر أيضاً بشكل خطير على استقرار نظام الطاقة.

وباختصار، لتعزيز مشاركة موارد المركبات الكهربائية في سوق الطاقة وتفاعلها مع الشبكة الكهربائية، وهو نوع جديد من الكيانات التشغيلية التجارية؛ فإن هناك حاجة إلى (EVA) لتوفير (AS) للشبكة، بحيث يمكن أن تعمل (EVAs) كآلية وسيطة لتنسيق العلاقة بين أعداد كبيرة من المركبات الكهربائية ومراكز الإرسال، بحيث لا تستطيع (EVA).

لذلك فقط تجنب تأثير الشحن غير المنسق لأعداد ضخمة من المركبات الكهربائية على نظام الطاقة، ولكن يمكنها أيضاً التحكم في المركبات الكهربائية من خلال طرق تنظيم معقولة وفعالة دون التأثير على متطلبات السفر لمستخدمي المركبات الكهربائية، كما يمكن أن توفر (EVA) أيضاً (DR) و (FR) و (ASS) الشبكية الأخرى لنظام الطاقة لتلبية المصالح الخاصة لكل من مستخدمي (EVAs) و (EV).

التصاميم الخاصة بهيكل (EVA)

توفر (EVA) الجسر بين مستخدمي (EV) والشبكة، ومن ناحية أخرى فهم مزودو ومديرون لشركات شحن السيارات الكهربائية، بينما يمثلون من ناحية أخرى تفاعلات المركبات الكهربائية مع سوق الطاقة، بحيث يوضح الشكل التالي (1) بنية (EVA)، والتي تُظهر تفاعلات المعلومات والطاقة بين (EV) و (EVA) ومشغل الشبكة.

أولاً وقبل كل شيء، تدمج (EVA) سلوكيات مستخدم (EV) مثل العدد الإجمالي لشحن (EVs) في الساعة ورقم التسجيل لكل (EV) و (SoC) الأولي ووقت المكونات الإضافية ووقت الانتظار و (SoC) المستهدفة لبناء أسطول (EV)، ونظراً لأن كل (EVA) لديها قاعدة بيانات للمركبات الكهربائية، طالما أننا نعرف رقم تسجيل كل (EV)؛ فيمكن الحصول على معلومات (EV) المقابلة، أي طراز السيارة وسعة الشاحن على متن الطائرة وحجم البطارية.

وفي نفس الوقت، تستقبل (EVA) أيضاً إشارات من شبكة الطاقة في الوقت الفعلي، مثل حدود السعة بالساعة وشروط الاستخدام و (FRs)، وثانياً يتم استخدام معلومات أسطول المركبات الكهربائية والشبكة لإنشاء خوارزمية تحسين لجدولة كل (EV) لتلبية متطلبات مالكي المركبات الكهربائية والشبكة، وأحيراً يتم تحديث البيانات المستخدمة بواسطة خوارزمية التحسين بناءً على نتائج الجدولة الحالية للاستخدام المستقبلي في عملية الجدولة التالية.

التحديات الفنية لتصميم (EVA)

يمكن أن تحل (EVAs) بشكل فعال المشاكل التي تسببها أعداد كبيرة من المركبات الكهربائية المشاركة في سوق الطاقة، حيث إنهم يمتلكون الشروط الفنية والمزايا الاقتصادية للمشاركة في سوق الطاقة من حيث الحجم والهيكل، ولكن يجب مراعاة العديد من الجوانب، وهي:

• تكنولوجيا تجميع البيانات

• تقنية بيانات التنبؤ بالمركبات الكهربائية

• تكنولوجيا التحكم