كيف يعمل موازنة الحمل الديناميكي في محطات شحن السيارات الكهربائية الذكية؟

عندما أضاف مدير المرافق في مانشستر ستة شواحن بقوة 22 كيلوواط إلى مرآب شقة، بدا أن التركيب يتوافق تمامًا مع إمدادات المبنى. ومع ذلك، خلال المساء البارد الأول، عملت مضخات الحرارة والمصاعد وخمس سيارات كهربائية على التوالي؛ وتجاوز الطلب الحد المتفق عليه وأوقفت الحماية دائرة الشحن. لم تكن الشواحن معيبة؛ إذ كان التصميم يعامل كل الحملات كحملات ثابتة ويهملها عندما تتداخل تلك الحملات.

A محطة شحن EVSE بفضل تدابير موازنة الحمل الديناميكية، يتم تزويد الموقع بسعة في الوقت الفعلي، ويتم ضبط تيار الشاحن بشكل مستمر، مما يمنع حدوث الحمل الزائد مع توزيع الطاقة وفقًا لمتطلبات المركبة وأولويات التشغيل. ويمكن أن يؤجل هذا الأمر عملية تحديث شبكة الطاقة المكلفة، ولكن يجب أن يتم تصميمه مع مراعاة القياسات الصحيحة، وحدود السلامة، والاتصالات، ومتطلبات معيار IEC 61851-1 وIEC 60364-7-722.

يعد موازنة الحمل الديناميكي طبقة تحكم بين التركيب الكهربائي ومحولات الشحن الخاصة به. على عكس الحد الأقصى الثابت، يتفاعل هذا النظام مع تغير أحمال المبنى الأخرى. النظرة العالمية للسيارات الكهربائية 2025 وذكرت التقارير استمرار النمو السريع في مبيعات السيارات الكهربائية، وزيادة الطلب على الشحن المتزامن في المنازل ومواقع العمل ومستودعات السيارات، والمباني متعددة الوحدات.

كيف تقيس محطة شحن المركبات الكهربائية سعة البطارية الاحتياطية؟

موازنة الحمل الديناميكية ينبغي استخدام حد موقع محدد، ونقطة قياس مدرة للظاهرة، ومخزون موثَّق. ولا يعدُّ إخراج وحدة التحكم أمناً إلا إذا تم التحقق من اتجاه جهاز قياس التيار ومخطط المرحلة وطريقة تحديث المحطة أثناء التشغيل.

يقيّم مقياس التيار أو المحول الحالي الطاقة في مرحلة الإدخال في المبنى، أو في لوحة التوزيع الفرعية للبطارية، في كل مرحلة. ويقارن الموجه القياس هذا مع الحد الأقصى المحدد للمستورد ويخصم احتياطية أمان:

قدرة الشحن المتاحة = حد الموقع − الطلب غير المتعلق بالسيارات الكهربائية − الاحتياطي الهندسية

على سبيل المثال، فإن موقع ثلاث مراحل تبلغ سعتها 400 فولت ويقتصر على 80 أمبير، يتمتع بسعة ظاهرة تبلغ حوالي 55 كيلوواط. اعتبر هذا بمثابة مثال، وليس قيمة تصميم عالمية؛ بل إن القيمة الفعلية السعة المتاحة للشحن يجب أن تأتي من الحد المسموح به من القدرة، وعامل القوة، وتيار المرحلة، والرمز المحلي. إذا كانت أجهزة أخرى تستخدم 31 كيلووات، وتوفر الاحتياطيات التصميمية 4 كيلووات، فإن ما تبقى تقريباً هو 20 كيلووات للاستخدام في مرحلة الشحن في تلك اللحظة. يجب أن يتم فحص التيار الفاصل بشكل فردي أيضاً؛ إذ قد يخفي مجموع متوازن مرحلة معيبة.

تحدد المعيار IEC 61851-1 نظام الشحن السلكي وإطار التحكم والتحكم، بينما تتناول المعيار IEC 60364-7-722 التوصيلات الكهربائية التي تمدّ مركبات الطاقة الكهربائية. ولا يجعل أي من هذين المعيارين التشغيل عمليةً تقتصر على البرامج: إذ تظل قياس الكابلات والأجهزة الحماية والجهد الأرضي واختيار مقاومات الحماية الذرائية (RCD) وأقصى استهلاك الكهرباء مسؤوليات هندسية.

كيف يعمل موازنة الحمل الديناميكي

يجب أن تحدد مطالبات إدارة الطاقة أي عبء كهربائي قابل للتعديل، وأي التزام خدمة غير قابل للتعديل. قم بتنسيق طاقة مغادرة المركبة، وإنتاج الطاقة الشمسية، وحالة التخزين، والطلب على المباني، وفترات التعريفات، وحدود الشبكة الكهربائية في نموذج قائم على الوقت واحد؛ ثم قم بتحديد سلوك الاسترجاع في حال تغيرات الناتج المتجدد أو الاتصالات أو توفر التخزين. يمكن أن توضح الإرشادات البحثية الشحن المدارة، لكنها لا يمكن أن تحل محل بيانات الاستشعار عن بعد في الموقع وسياسة التحكم المأمونة. فيما يتعلق بالبيئة التخطيطية العامة، انظر نيرل تدير توجيهات شحن المركبات الكهربائية; لا يزال سجل القبول المخصص للموقع يحدد القرار النهائي.

1. المقياس: يقدم مقياس الموقع بيانات الطلب الإجمالي والقطاعي إلى وحدة التحكم المحلية، عادةً على فترات زمنية تتراوح بين بضع ثوانٍ.
2. الحساب: يحدد الموجه القدرة الاحتياطية الآمنة من الحد المسموح به للاتصال ومستوى الاحتياطي المحدد.
3. توزيع: يتم توزيع التيار المتاح على المركبات المتصلة باستخدام قواعد التوزيع المتساوي، والوصول أولاً، ووقت المغادرة، والرسوم، أو أولويات الأسطول.
4. القيادة: يتلقى كل شاحن حدًا محدَّثًا لحجم التيار عبر واجهة التحكم المحلي أو منصة إدارة الشحن.
5. التأكد: يؤكد النظام استجابة الشاحن ويقلل الإخراج إلى قيمة تحفظية لتجنب حدوث أي عطل في حالة فقدان القياسات أو الاتصالات.

في حالة الشحن بالبطارية الكهربائية، يقرر السيارة في النهاية كمية التيار الذي تستخدمه ضمن الحد المذكور من قبل الشاحن. لذا، قد تعمل وحدة بقوة 22 كيلوواط مؤقتًا عند 7 أو 11 أو 18 كيلوواط؛ وهذا هو تشغيل الشحن الذكي وليس خطأً. يمكن لـ OCPP 2.0.1 دعم ملفات تعريف الشحن الذكي بين محطات الشحن ونظام الإدارة، لكن حماية الحمل الزائد على المستوى المبني لا ينبغي أن تعتمد فقط على اتصال سحابي عن بعد.

الحدود الثابتة مقابل التخصيص الديناميكي

حيث يتيح موازنة الحمل أكبر القيمة

يمكن أن يحمي محول المنزل التيار الكهربائي عند نقاط الذروة، مما يقلل من استهلاك الكهرباء من قبل السيارات الكهربائية. في مواقع متعددة المنافذ، يمكن للموجه الحفاظ على الحد الأقصى المسموح به للمجموعة دون منع أي مركبة من استهلاك كامل القدرة المتاحة. ينبغي مقارنة الحالات التجارية للتحكمات والتشغيل مع توصيل التوربين الكهربائي أو خط الكهرباء الجديد.

المعايير والامتثال والمخاطر التجارية

• IEC 61851-1: المتطلبات العامة لنظم شحن السيارات الكهربائية ذات الموصلات ووظائف التحكم الخاصة بها.
• IEC 60364-7-722: المتطلبات الخاصة بالمحولات التي تمدّ المركبات الكهربائية بالطاقة، بما في ذلك الاعتبارات المتعلقة بالتركيب والحماية.
• OCPP 2.0.1: وظائف شحن ذكية متوافقة ويمكن تبادلها، وبرامج شحن للمعدات المتصلة بالشبكة.
• قواعد التوصيل المحلي: BS 7671، التوافق الوطني مع معيار IEC، قيود استيراد المرافق العامة، متطلبات السلامة، وقواعد الوصول قد تضيف التزامات خاصة بالمشروع.

قد يتسبب عدم الامتثال في انقطاع الخدمة بشكل مزعج، وتضرر المقابس الكهربائية، وتراكم الفواتير بشكل غير دقيق، وعدم مغادرة أسطول المركبات في الوقت المحدد، أو خرق اتفاقية القدرة الكهربائية. لذلك، يجب أن يتضمن سجل التشغيل الكهربائي توجيهات CT، ورسم خرائط الفراغات، ودقة الأجهزة الكهربائية، وسلوك فقدان الاتصال، واختبارات التيار القصوى، واختبارات الحمل المتزامن.

قائمة المراجعة والاختيار

يجب أن تثبت التشغيل أيضاً الحد الأقصى المحلي للسلامة في حال عدم توفر مسارات السحابة والمتر، فقم بإعادة الخدمة وتأكد من ظهور الحدث في السجل المصدر.

• تأكد من أن التحكم يتم على أساس الشاحن أو المرحلة أو لوحة التوزيع أو على نطاق الموقع بأكمله، واطلب ذلك. قياس مرحلي مدروس الأدلة.
• حدد حدًا أمنيًا محليًا يبقى آمناً عندما تكون السحابة أو المقياس أو الشبكة غير متوفرة.
• احتياطي القدرات لموانئ المستقبل والتحقق مما إذا كان الموجه قادرًا على تحديد أولويات المستخدمين والأسطول والطاقة الشمسية والرسوم.
• اختبر أفضل مزيج معقول من المركبات الكهربائية والأجهزة الكهربائية قبل تسليمها.
• يجب توفير سجلات قابلة للتصدير حتى يتمكن المشغلون من التمييز بين تقليص القدرة ونقص في أداء الشاحن أو المركبة.

تنتج XYDF منتجات ذكية محطة شحن EVSE الخيارات محول شحن EV AC تتضمن التكوينات الخاصة بالمشاريع السكنية والتجارية؛ ويجب اختيار التصميم المناسب وفقًا لمدونة الأسلاك المحلية وحدود الإمداد وتصميم الاتصالات والشهادات المطلوبة، بدلاً من الاعتماد فقط على الطاقة المكتوبة على لوحة الإدخال.

أسئلة متكررة

هل لدى الصين محطات شحن للسيارات الكهربائية؟

نعم. تعمل الصين على أضخم شبكة شحن للسيارات الكهربائية في العالم من حيث عدد المنافذ. على المستهلكين أن يفرقوا بين حجم الشبكة العامة وتصميم البرتوكول ودعم البروتوكول والاعتمادية الخاصة بمشروعٍ معين.

أي شاحن هو الأفضل لشحن السيارات الكهربائية؟

يُعدّ أفضل مشغل متوافق مع السيارة ووقت الإقامة، ومستوى القدرة، والوصلة، والبيئة، واحتياجات الإدارة. بالنسبة للعديد من المنازل والمكاتب، يوفر مشغل شحن ذكي يعمل بالبطارية الكهربائية مع موازنة الحمل نتيجةً أفضل من اختيار أعلى تصنيف ممكن.

هل يمكنني الحصول على شاحن بقوة 22 كيلوواط في المنزل؟

ربما، لكن مكثف التيار المتردد بقوة 22 كيلووات يتطلب عادةً إمدادًا ثلاثي المرحلة مناسبًا، بالإضافة إلى مركبة مزودة بشاحن مركزي بقوة 22 كيلووات. ويمكن لمحطة شحن EVSE الديناميكية حماية الحد الأقصى للموقع، لكنها لا يمكنها إنشاء قدرة لا توفرها وصلة المرافق.

ما هو أسرع محول كهربائي للسيارات المنزلية؟

وتتراوح قيمات الترددات المستقطبة المنزلية الشائعة بين 7.4 كيلووات للفاز الواحد و11 أو 22 كيلووات للفاز الثلاثي. ويُحدّ السرعة الفعلية من قبل الشاحن المدمج في السيارة، وخدمة الكهرباء، وأي حد أقصى لضبط التوازن النشط للجهد.

كيف ينبغي لموقع الطاقة المتجددة التحقق من استراتيجية الطاقة الشمسية أو التخزين أو إدارة الحمل؟

تحقق من صحة الاستراتيجية باستخدام بيانات زمنية تتضمن بيانات عن طاقة المركبة، والإنتاج من الطاقة الشمسية، وحالة التخزين، وعبء المبنى، وفترات التعريفة، ومتطلبات المغادرة. قم باختبار حالات انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية، وانخفاض استهلاك الشبكة الكهربائية، وفقدان الاتصالات، والتأخر في مغادرة المركبة، ثم سجل ما إذا كان وحدة التحكم يحافظ على الطاقة المطلوبة للمركبة قبل تحويل الحمل المرن. لا يشكل لقطة شاشة لوحة المعلومات عرضًا لأداء النظام.

المراجع

• IEC 61851-1:2017 — نظام شحن كهربائي للمركبات الكهربائية
• اتحاد الشحن المفتوح — بروتوكول نقاط الشحن المفتوحة
• وكالة الطاقة الدولية — التوقعات العالمية للسيارات الكهربائية لعام 2026

لا يعدّ محول شحن المركبات الكهربائية المجهز بشكل جيد وعدًا بتقديم طاقة قصوى في كل ثانية؛ بل يوفر الطاقة الكافية في الوقت المطلوب دون مطالبة المبنى بتجاوز حدود آمنة. تُصنع شركة XYDF معدات الشحن لهذا الوقت. يمكن لفرق المشاريع مراجعة التصميم الخاص بالشركة المصنّعة. خبرة في مجال الهندسة والإنتاج وطلب تكوين يستند إلى بيانات الإمداد وكمية الشواحن وقواعد الأولوية والمعايير المعمول بها.