يتألف نظام إدارة الطاقة EPOWER من ستة أنظمة رئيسية: نظام اختبار مجموعة المولدات، وخزانة أحمال عالية الطاقة، ومجموعة مفاتيح ATS، وخزانة توزيع الطاقة، وخزانة موازية للمولدات، وخزانة تخزين الطاقة الكهروضوئية. بفضل أدائه الشامل المتفوق، ساهم هذا النظام بشكل كبير في قطاع أمن إمدادات الطاقة. وباعتباره جوهر حلول الطاقة الذكية، يستفيد نظام إدارة الطاقة من التعاون المتعمق بين هذه الوحدات الأساسية الست لتشكيل نظام تكنولوجي شامل يشمل كشف الطاقة، ومحاكاة الأحمال، والتبديل الذكي، والتوزيع الدقيق، وتخزين الطاقة الخضراء. فيما يلي تحليل متعمق من منظورين مهني وفني:

1. نظام اختبار مجموعة المولدات:

يعمل هذا المركز الذكي للتحقق الشامل من الأداء بمثابة "محكم طاقة" دقيق. باستخدام أجهزة استشعار دقيقة وخوارزميات ذكية، يُراقب النظام بدقة المؤشرات الرئيسية، مثل طاقة خرج المولد، واستقرار الجهد، وتقلبات التردد، مُحددًا بدقة أي مشاكل محتملة، ومُضمنًا أن الوحدة تعمل دائمًا في أفضل حالاتها. (I) بنية التكنولوجيا الأساسية يُدمج النظام مصفوفة أجهزة استشعار عالية الدقة (محولات الجهد/التيار، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، وأجهزة استشعار الاهتزاز) مع وحدات تجميع بيانات صناعية، ويستخدم خوارزميات تشخيص الأعطال القائمة على الذكاء الاصطناعي لتمكين المراقبة الفورية لجميع معلمات المولد. تشمل مؤشرات اختبار النواة ما يلي: الأداء الكهربائي: معدل تشوه شكل موجة جهد الخرج (≤5%)، استقرار التردد (±0.5% من التردد المُصنّف)، تنظيم الجهد (≤±0.5%) الأداء الميكانيكي: درجة حرارة المحمل (عتبة التحذير 120 درجة مئوية)، سعة الاهتزاز (مستوى ISO 1940 G2.5) مؤشرات الانبعاثات: تركيز أكاسيد النيتروجين (مُكيف لأنظمة المعالجة اللاحقة التي تُلبي معايير الانبعاثات الصينية السادسة) (II) تقنية الاختبار الديناميكي تُستخدم وحدة حمل تيار متردد قابلة للبرمجة لدعم اختبار الحمل الخطي/التدريجي من 0 إلى 100% من الحمل المُصنّف، مع محاكاة ظروف التشغيل النموذجية التالية: اختبار خصائص بدء التشغيل البارد: وقت بدء التشغيل ≤15 ثانية، وقت تراكم الجهد ≤3 ثوانٍ عند درجة حرارة -20 درجة مئوية اختبار سعة التحميل الزائد: تشغيل مستمر عند 110% من الحمل لمدة ساعة، و150% من الحمل لمدة دقيقة واحدة دون أي خلل.

اختبار ارتفاع درجة الحرارة: ارتفاع درجة حرارة لفّ الجزء الثابت ≤ 120 كلفن (عزل الفئة ب)، ارتفاع درجة حرارة المحمل ≤ 80 كلفن

(III) إدارة البيانات في حلقة مغلقة

يُنتج الربط مع نظام إدارة المضيف عبر بروتوكول OPC UA تقارير حالة الوحدة التي تحتوي على أكثر من 300 معلمة. باستخدام الشبكات العصبية LSTM، تُمكّن تنبؤات عمر المكونات من الصيانة الوقائية (تحسين متوسط الوقت بين الأعطال بنسبة 30%). تشمل التطبيقات النموذجية اختبار مجموعات المولدات في المصنع ومعايرة الأداء قبل الصيانة والتجديد، مما يضمن خطأ في سعة حمل الوحدة ≤ 2%.

2. خزانة الأحمال عالية الطاقة: بصفتها منصة تحقق صناعية لمحاكاة ظروف التشغيل القاسية، تُستخدم خزائن الأحمال عالية الطاقة على نطاق واسع في مراكز البيانات كمعيار لقياس الطاقة، حيث يمكنها محاكاة سيناريوهات أحمال الطاقة الفائقة للخوادم الضخمة التي تعمل في وقت واحد. تختبر هذه الظروف القاسية مجموعات المولدات، مما يُحسّن قدراتها على توفير الطاقة، ويضمن مصدر طاقة موثوقًا به لمراكز البيانات. (I) تقنية محاكاة الأحمال باستخدام تصميم معياري مع وحدات أحمال مقاومة/حثية/سعوية خالصة، يمكن أن تصل أقصى سعة تحميل لخزانة واحدة إلى 5000 كيلو فولت أمبير. يوفر الميزات التقنية التالية:

 دقة الحمل: معامل القدرة قابل للتعديل من 0.8 إلى 1.0، ودقة خطوة الحمل ≤ 0.1% من القدرة المقدرة.

 الاستجابة الديناميكية: زمن استعادة الجهد ≤ 0.5 ثانية لخطوة حمل تتراوح بين 10% و90% (مع مفاعل تشبع مغناطيسي).

 نظام الإدارة الحرارية: تبريد هوائي قسري مزدوج الدائرة وتبريد سائل، مع التحكم في درجة حرارة المدخل عند 25±2 درجة مئوية وارتفاع درجة حرارة المخرج ≤ 40 درجة مئوية.

(II) حل اختبار خاص بمركز البيانات

بالنسبة لهياكل مصدر الطاقة الاحتياطية "N+1" في مركز البيانات، تدعم خزانة الحمل ما يلي:

اختبار حقن التوافقيات: يحاكي التوافقيات 1-50 (THD ≤ 8%) للتحقق من المولد. قدرات تصفية المجموعة. ...

3. معدات توزيع الطاقة ATS:

نظام حماية طاقة سلس بمستوى ميلي ثانية؛ معدات توزيع الطاقة ATS هي بمثابة "حارس طاقة" حقيقي. في حالة انقطاع التيار الكهربائي عن المرافق، تتحول فورًا إلى مولد احتياطي، مما يضمن إمدادًا مستمرًا بالطاقة بسلاسة ويوفر حاجز أمان قويًا للمواقع الحيوية مثل المستشفيات ومراكز البيانات.

(I) تقنية التحكم الأساسية

مفتاح نقل ذكي ثلاثي المواضع (المصدر الرئيسي 1 / المصدر الرئيسي 2 / المولد) يدمج ما يلي:

 وحدة كشف التزامن: تزامن تلقائي عند فرق الجهد ≤ 10%، وفرق التردد ≤ 0.5 هرتز، وفرق الطور ≤ 15 درجة.

 خوارزمية التبديل السريع: وقت التبديل من انقطاع التيار الرئيسي إلى طاقة المولد ≤ 80 مللي ثانية (القيمة النموذجية 50 مللي ثانية).

 قفل مزدوج للطاقة: قفل ميكانيكي + قفل كهربائي لحماية مزدوجة لمنع انعكاس الطاقة.

(II) حلول مصممة خصيصًا للقطاع الصناعي.

. السيناريوهات الطبية: مصدر طاقة احتياطي يعمل بالبطارية (يحافظ على الطاقة اللازمة لدوائر التحكم لمدة 4 ساعات)، ويدعم التبديل بدون انقطاع، ويلبي متطلبات أنظمة الطاقة المعزولة لتكنولوجيا المعلومات في غرف العمليات. مراكز البيانات: تدعم بنية ATS ثنائية الناقل الصيانة عبر الإنترنت (متوسط وقت الإصلاح ≤ 15 دقيقة) وتعمل مع نظام إدارة البطاريات BMS لتحقيق التكرار في التبديل البارد. التطبيقات الصناعية: تتميز بوظيفة بدء تشغيل سلس للمحرك (تقليل تيار بدء التشغيل بنسبة 30%-50%)، وهي مناسبة لأحمال الصدمات مثل ضواغط الهواء ومضخات المياه. (III) تصميم الموثوقية تتمتع الخزانة بتصنيف حماية IP54، وتستخدم نقاط تلامس مطلية بالفضة (مقاومة التلامس ≤ 50μΩ). يبلغ عمرها الميكانيكي ≥ 100,000 دورة، وقد اجتازت اختبار التبديل المستمر لمدة 100 دورة دون أي عطل. يضمن تشغيلًا مستقرًا في نطاق درجة حرارة محيطة يتراوح بين -40 و+70 درجة مئوية، متوافقًا مع المعيار IEC 60947-6-1.

رابعًا، خزانة توزيع الطاقة:

تُعدّ خزانة توزيع الطاقة حلاً متكاملاً لتوزيع الطاقة الذكي، حيث تعمل بمثابة "مُحافظ للطاقة". فهي تُوزّع خرج الطاقة من المولد بكفاءة، وتُنظّم التيار والجهد بدقة بناءً على احتياجات الطاقة لمختلف المناطق والمعدات، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا ومنتظمًا لكل وحدة مُستهلكة للطاقة، ويُجنّب مخاطر مثل الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة.

(I) تكنولوجيا التصميم الكهربائي

يعتمد النظام تصميمًا معياريًا، يدعم تيارات مُصنّفة من 100 أمبير إلى 6300 أمبير. تشمل التقنيات الأساسية ما يلي:

 نظام قضبان التوصيل: صُممت مساحة المقطع العرضي لقضبان التوصيل النحاسية لتحمل تيارًا يزيد بمقدار 1.2 مرة عن التيار المُصنّف، مع سطح مطلي بالقصدير (ارتفاع في درجة الحرارة ≤ 60 كلفن)، وقدرة على تحمّل قصر الدائرة تبلغ 50 كيلو أمبير/ثانية.

 أجهزة الحماية: مُجهزة بقاطع دائرة مصبوب (سعة قطع 50 كيلو أمبير)، وجهاز يعمل بالتيار المتبقي (استجابة 30 مللي أمبير/0.1 ثانية)، وواقي من زيادة التيار (In=50 كيلو أمبير).

 مراقبة ذكية: عداد طاقة مُدمج (دقة 0.5 ثانية)، يدعم اتصال Modbus RTU/RS485، ومراقبة آنية لجهد/تيار ثلاثي الطور، والطاقة النشطة/التفاعلية، ومعايير جودة الطاقة.

(II) حلول التكيف مع الصناعة

توزيع الطاقة الصناعية: مُجهّز بوحدة تحكم في المحركات (تدعم بدء التشغيل النجمي-الدلتا/الناعم)، ومُزوّد بحماية ضد الحمل الزائد والزمن العكسي، ومتوافق مع معدات التردد المتغير في خط الإنتاج.

. المباني التجارية: استخدام نظام إدارة طاقة مسبق الدفع يدعم النقل اللاسلكي عن بُعد بتقنية الجيل الرابع، مما يُتيح قياسًا مُفصّلًا (دقة ≤1%) وموازنة الأحمال.

. سيناريو جديد للطاقة: واجهات تخزين الطاقة الكهروضوئية/الطاقة، تدعم تدفق الطاقة ثنائي الاتجاه، ومُجهّزة بجهاز حماية من التدفق العكسي (عتبة التشغيل ≤5% من الطاقة المُصنّفة).

(III) تقنية تحسين كفاءة الطاقة

ضبط مقابس المحولات ديناميكيًا من خلال خوارزميات ذكية (دقة تنظيم الجهد ±2.5%)، مع مراقبة معامل الحمل في الوقت الفعلي (نطاق التشغيل الاقتصادي 40%-70%)، لتحقيق تحسن إجمالي في كفاءة الطاقة بنسبة 5%-8%. في مشروعٍ بمنطقة صناعية، انخفضت خسائر الخطوط بنسبة ١٢٪ من خلال التحكم التوافقي (THD ≤ ١٠٪) وتعويض القدرة التفاعلية (معامل القدرة ≥ ٠.٩٥).

نظام التوازي الرأسي:

تتوفر ثلاثة أنواع من أنظمة التوازي: يدوية، وتلقائية، وتلقائية بالكامل.

تستخدم خزانة التوازي الأوتوماتيكية بالكامل وحدات تحكم متوازية من Deepsea وSmartGen، بالإضافة إلى وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLCs) مستوردة. يمكنها التحكم في مجموعات المولدات المجهزة بمنظمات سرعة مختلفة، مما يضمن خطأً في توزيع الحمل لا يتجاوز ٥٪. كما تتميز بتوزيع الحمل التلقائي، والجدولة التلقائية التي يتحكم بها جهاز PLC، والتشغيل التلقائي عند تغير الحمل، وفصل التيار، والتشغيل التلقائي في حالات الطوارئ.

سادسًا: خزانات تخزين الطاقة الكهروضوئية:

بصفتها الوسيلة الأساسية لإدارة الطاقة الخضراء، تتوافق خزانات تخزين الطاقة الكهروضوئية مع التوجه البيئي. فهي تمتص الطاقة الشمسية نهارًا، وتحولها إلى كهرباء مخزنة، وتطلقها ليلًا أو خلال ساعات الذروة. هذا لا يوفر الطاقة ويقلل الانبعاثات فحسب، بل يساعد أيضًا على تجاوز فترات الذروة وملء الفجوات، مما يُحسّن توزيع الطاقة. تتكامل هذه المكونات الخمسة الرئيسية بشكل وثيق لتوفير حلول إدارة طاقة مستقرة وفعّالة وذكية لمجموعة متنوعة من القطاعات، بما في ذلك الصناعة والتجارة والخدمات العامة.

(I) تكوين تقنية تخزين الطاقة

يستخدم بطارية ليثيوم فوسفات الحديد (كثافة طاقة ≥ 140 واط/كجم)، ويدمج:

 نظام إدارة البطارية BMS: يوفر موازنة للخلايا (فرق جهد الخلية ≤ 5 ملي فولت)، وحماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد (زمن استجابة ≤ 20 مللي ثانية)، وتحذيرًا من التسرب الحراري (يتم تشغيله عند تدرج درجة الحرارة ≥ 5 درجات مئوية/دقيقة).

 محول ثنائي الاتجاه: كفاءة ≥ 98% (الطاقة المقدرة)، يدعم وضع التحكم PQ/Vf، تيار متصل بالشبكة THD ≤ 3% (الحمل الكامل).

 نظام إدارة الطاقة: يعتمد على خوارزمية MPPT (كفاءة ≥ 99.5%)، بالإضافة إلى بيانات التنبؤات الجوية، مما يُحسّن استراتيجيات الشحن والتفريغ (ارتفعت كفاءة استخدام فروق أسعار الكهرباء بين ذروة الاستهلاك وانخفاض الاستهلاك بنسبة 40%).

(II) تقنية تعاون النظام

تكامل الطاقة الكهروضوئية والتخزين والديزل: عندما تكون طاقة الطاقة الكهروضوئية غير كافية، تبدأ مجموعة المولدات تلقائيًا (زمن الاستجابة ≤ 30 ثانية) وتحقق توازنًا في الطاقة بين مصادر الطاقة المتعددة من خلال التحكم في انخفاض الاستهلاك.

تخفيض استهلاك الطاقة في ذروة الاستهلاك وملء انخفاض الاستهلاك: تُطلق الطاقة المخزنة (عمق التفريغ ≤ 80%) خلال ساعات الذروة (10:00-16:00) وتُشحن خلال ساعات الركود (23:00-7:00)، مما يُقلل من تكاليف الطلب بأكثر من 30%.

النسخ الاحتياطي في حالات الطوارئ: يدعم بدء التشغيل التلقائي (توفر سعة التخزين 30 دقيقة من مصدر طاقة الطوارئ) ويتنقل بسلاسة بين وضعي الشبكة وخارجها باستخدام نظام ATS.

(III) تصميم قابل للتكيف مع البيئة

تتميز الخزانة بطلاء C4-H المقاوم للتآكل (اختبار رش الملح ≥ 1000 ساعة)، وتكييف هواء مدمج بدرجة حرارة ثابتة (دقة التحكم في درجة الحرارة ± 2 درجة مئوية)، وتدعم التشغيل في درجات حرارة محيطة تتراوح بين -25 درجة مئوية و+55 درجة مئوية. مستوى الحماية 100%. IP65، مناسب لظروف بيئية معقدة مثل الهضاب (ارتفاع ≤ 4000 متر) والمناطق الساحلية. في مشروع مركز حدودي، حقق نظام تخزين طاقة بقدرة 10 كيلوواط/ساعة معدل اكتفاء ذاتي من الطاقة الكهروضوئية بنسبة ≥ 85%، مما قلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية بمقدار 12 طنًا. الخزانة مزودة بوحدة تخزين طاقة بقدرة 10 كيلوواط/ساعة.

تكامل النظام والمزايا التقنية:

خمس وحدات متكاملة تمامًا مع نظام التحكم PLC عبر شبكة إيثرنت صناعية (معدل نقل ١ جيجابت في الثانية)، مما يحقق:

أ. أتمتة كاملة لعملية الاختبار - الحمل - التبديل - توزيع الطاقة - تخزين الطاقة، مع دورة جمع بيانات لا تتجاوز ٥٠ مللي ثانية؛

ب. تشخيص الأعطال في حلقة مغلقة: تتم مزامنة بيانات اختبار مجموعة المولدات مع خزانة الأحمال في الوقت الفعلي، ويتم إيقاف التشغيل تلقائيًا في حال وجود أي معلمات غير طبيعية.

ج. استراتيجية تحسين الطاقة: يتم توصيل بيانات خزانة تخزين الطاقة الكهروضوئية بخزانة التوزيع لضبط أولويات توزيع الأحمال ديناميكيًا. بفضل موثوقية مصدر الطاقة بنسبة 99.99% (متوسط وقت التعطل ≥ 80,000 ساعة)، وتوفير الطاقة بنسبة 20%، وإدارة رقمية كاملة لدورة حياة المنتج، أصبح نظام إدارة الطاقة EPOWER تقنية أساسية لأمن الطاقة على المستوى الصناعي والتحول نحو الطاقة الخضراء.سيستمر الدعم الفني في تمكين المجالات الاستراتيجية مثل مراكز البيانات، والشبكات الذكية، والطاقة الجديدة.