الشحن الذكي وإدارة الأحمال: كيف يعملان مع بروتوكول OCPP

"الشحن الذكي" من أكثر المصطلحات استخدامًا وأقلها دقة في مجال التنقل الكهربائي. فهو يعني عند البعض شاحنًا مزوّدًا بتطبيق، ويعني لمشغلي الشبكات الكهربائية نقل الطلب بعيدًا عن ساعات الذروة. أما لمالك الموقع فكثيرًا ما يعني سؤالًا عمليًا واحدًا: كم شاحنًا يمكنني تركيبه دون رفع سعة التوصيل الكهربائي؟

تشرح هذه المقالة المعنى التقني للشحن الذكي، وطريقة عمل ملفات الشحن في OCPP، والفرق بين إدارة الأحمال الثابتة والديناميكية، ولماذا تحل حصص الطاقة وحدود القدرة مشكلات مختلفة. وتختتم بقائمة تحقق للتخطيط وبيان واضح لما تقدّمه Üreticy اليوم وما هو مدرج في خارطة الطريق.

ما المقصود بالشحن الذكي؟

الشحن الذكي هو أي أسلوب يعدّل شحن السيارات الكهربائية بدلًا من ترك كل مركبة تسحب أقصى قدرة بمجرد توصيلها. ويمكن أن يشمل التعديل ثلاثة جوانب:

• القدرة: عدد الكيلوواط (أو الأمبير) الذي يُسمح للشاحن بتوفيره في لحظة معيّنة.
• التوقيت: متى يتم الشحن، مثلًا خلال فترات التعرفة الأرخص أو عند ارتفاع إنتاج الطاقة الشمسية.
• الطاقة: عدد الكيلوواط ساعة الذي يُسمح للسائق أو المركبة باستهلاكه خلال يوم أو أسبوع أو شهر.

الشحن غير المنضبط بسيط، لكنه قد يحمّل توصيل المبنى فوق طاقته ويخلق ذروات طلب مكلفة. أما الشحن الذكي فيضيف قواعد تجعل الشحن يتلاءم مع الحدود المادية والتجارية للموقع.

كيف يدعم OCPP الشحن الذكي

OCPP (Open Charge Point Protocol) هو المعيار المفتوح الذي يربط الشواحن بنظام إدارة مركزي (CSMS). ومنذ OCPP 1.6، أصبح الشحن الذكي جزءًا من البروتوكول عبر ملفات الشحن (charging profiles). وملف الشحن هو جدول زمني من الحدود يرسله نظام CSMS إلى الشاحن.

ملفات الشحن في OCPP 1.6

يحدد OCPP 1.6 ثلاثة أغراض لملفات الشحن:

يحتوي كل ملف على جدول زمني بفترات وحدود معبّر عنها بالأمبير (A) أو بالواط (W). ولكل ملف مستوى تكديس (stack level): فعندما تكون عدة ملفات من الغرض نفسه سارية، تكون الأولوية للملف صاحب مستوى التكديس الأعلى. ويتجاوز TxProfile ملف TxDefaultProfile لجلسته، ثم يطبّق الشاحن الحد الأدنى بين حد الجلسة والحد العام للشاحن.

الرسائل ذات الصلة هي:

• SetChargingProfile: يثبّت نظام CSMS ملفًا على الشاحن.
• ClearChargingProfile: يحذف نظام CSMS ملفًا أو أكثر.
• GetCompositeSchedule: يسأل نظام CSMS الشاحن عن الجدول المركّب الذي سيطبّقه فعليًا.

التحسينات في OCPP 2.0.1 و2.1

يحتفظ OCPP 2.0.1 بمفهوم ملفات الشحن ويحسّن الشحن الذكي، بما في ذلك دعم أفضل لمعيار ISO 15118، بحيث تستطيع السيارة مشاركة احتياجاتها من الطاقة والمساهمة في الجدولة. ويذهب OCPP 2.1 أبعد من ذلك بالشحن ثنائي الاتجاه (V2X) والتحكم في موارد الطاقة الموزعة (DER)، وهو أمر مهم للمواقع التي تضم بطاريات أو ألواحًا شمسية أو عقود خدمات للشبكة. للاطلاع على مقارنة كاملة بين الإصدارات، راجع مقارنة OCPP 1.6J و2.0.1 و2.1.

ملاحظة عملية: يختلف دعم الشحن الذكي بين طرازات الشواحن، حتى ضمن إصدار OCPP نفسه. فبعض الشواحن لا تطبّق إلا بعض أغراض الملفات، أو لا تدعم إلا الحدود بالأمبير. لذا اختبر الملفات دائمًا على المعدات الفعلية قبل الاعتماد عليها.

إدارة الأحمال الثابتة مقابل الديناميكية

إدارة الأحمال هي السبب الأكثر شيوعًا لاستخدام الشحن الذكي، إذ تُبقي إجمالي قدرة الشحن في الموقع ضمن السعة الكهربائية المتاحة.

كثيرًا ما يضبط المركّب الحدود الثابتة مباشرة على الشاحن. أما إدارة الأحمال الديناميكية فيمكن أن تعمل محليًا عبر وحدة تحكم في الموقع، أو مركزيًا حيث يحسب نظام CSMS الحدود ويرسل ملفات الشحن عبر OCPP. التحكم المحلي أسرع استجابة ويواصل العمل عند انقطاع الإنترنت، بينما التحكم المركزي أسهل في الإدارة عبر مواقع عديدة. وتجمع كثير من المنشآت الفعلية بين الاثنين.

حصص الطاقة مقابل حدود القدرة

تجيب حصص الطاقة وحدود القدرة عن سؤالين مختلفين.

• حد القدرة (kW أو A): "كم من القدرة يُسمح لهذا الشاحن أو الموقع بسحبها الآن؟" وهو يحمي التوصيل الكهربائي ويقلّل ذروات الطلب.
• حصة الطاقة (kWh لكل فترة): "كم من الطاقة يُسمح لهذا السائق أو المركبة باستهلاكها هذا اليوم أو الأسبوع أو الشهر؟" وهي تضبط التكلفة وعدالة الاستخدام.

قد يمتلك موقع ما سعة كافية لجميع الشواحن لكنه يحتاج رغم ذلك إلى حصص، مثلًا عندما تدفع الشركة تكلفة شحن موظفيها. وقد يمتلك موقع آخر حصصًا سخية لكن توصيله الكهربائي ضعيف ويحتاج إلى حدود للقدرة. وتحتاج معظم الأساطيل وأماكن العمل في النهاية إلى الأمرين معًا.

Üreticy اليوم: قواعد حصص kWh

توضيحًا للنطاق الحالي: توفّر Üreticy اليوم قواعد حصص الطاقة. أما إدارة الأحمال الديناميكية وموازنة الأحمال وواجهة إدارة ملفات الشحن في OCPP (SetChargingProfile) فهي مدرجة في خارطة طريق Üreticy وغير متاحة بعد.

المتاح اليوم (راجع قائمة المزايا الكاملة):

• قواعد حدود kWh لكل سائق أو مركبة، بفترات يومية أو أسبوعية أو شهرية.
• حدود صارمة يتوقف عندها الشحن تلقائيًا عند بلوغ الحصة، وحدود مرنة تكتفي بإصدار تحذير.
• تحديد المحطات المسموح بها لكل سائق، بحيث لا تعمل البطاقة إلا في مواقع محددة.
• تحذيرات الحدود في صورة تنبيهات، وتطبيق للسائق على الجوال يعرض فيه السائقون جلساتهم وحصة kWh المتبقية.

إذا كان موقعك يحتاج إلى حدود للقدرة اليوم، فمن الأساليب الشائعة استخدام إعدادات الحد الثابت على الشواحن أو وحدة تحكم محلية لإدارة الأحمال، واستخدام Üreticy للمراقبة والتحكم في الوصول وحصص الطاقة. اعرف المزيد في صفحة حدود kWh والشحن الذكي.

حالات الاستخدام الشائعة

حدود التوصيل بالشبكة

للمبنى أو المستودع سعة توصيل ثابتة، ويجب أن تتقاسم الشواحن ما لا يستخدمه المبنى. والحدود الثابتة بداية آمنة، بينما تتيح إدارة الأحمال الديناميكية تركيب مزيد من الشواحن على التوصيل نفسه.

التعرفات حسب وقت الاستخدام

حيثما تختلف أسعار الكهرباء حسب ساعات اليوم، يمكن لملفات الشحن نقل استهلاك الطاقة إلى الفترات الأرخص. ويعمل ذلك على أفضل وجه مع المركبات التي تبقى موصولة لساعات طويلة، مثل الشحن الليلي في المستودعات.

الطاقة الشمسية والتوليد في الموقع

تستطيع المواقع المزوّدة بألواح شمسية رفع قدرة الشحن عند ارتفاع الإنتاج. ويتطلب ذلك قياس التوليد والاستهلاك، وهو ما ينسجم بطبيعته مع إدارة الأحمال الديناميكية.

الاستخدام العادل في الأساطيل وأماكن العمل

تضمن حصص الطاقة أن يبقى الشحن الذي تدفعه الشركة ضمن حدود السياسة المعتمدة، وكثيرًا ما تكون أول قاعدة يطبّقها الأسطول. راجع دليلنا لإدارة شحن الأساطيل للاطلاع على السياق الأشمل.

كيف تخطط للشحن الذكي في موقعك

1. قِس السعة المتاحة. حدّد سعة التوصيل الاسمية وذروة الحمل الحالية، ويمكن للكهربائي أو مشغل الشبكة تأكيد القيم.
2. حدّد الهدف. قرّر ما إذا كنت تحمي التوصيل، أو تخفض تكلفة الطاقة، أو تعظّم الاستفادة من الطاقة الشمسية، أو تضبط عدالة الاستخدام.
3. اختر معدات قادرة. اشترط دعم الشحن الذكي في OCPP، واسأل المورّد عن أغراض الملفات والوحدات المطبّقة.
4. ابدأ ببساطة. طبّق الحدود الثابتة وحصص الطاقة أولًا، ثم أضف التحكم الديناميكي مع نمو الموقع.
5. راقب النتائج. راجع القدرة اللحظية وسجل الجلسات وتقارير الطاقة لترى ما إذا كانت القواعد تعمل عمليًا.

الأسئلة الشائعة

هل تريد تكاليف شحن قابلة للتنبؤ اليوم؟ تتيح لك Üreticy تحديد حدود kWh يومية أو أسبوعية أو شهرية لكل سائق أو مركبة على أي شاحن يدعم OCPP. اكتشف منصة OCPP من Üreticy أو تحدّث مع فريقنا بشأن موقعك.