تعمل مزرعة ترانكويليتي للطاقة الشمسية بقدرة 205 ميجاوات في مقاطعة فريسنو، كاليفورنيا، منذ عام 2016. وفي عام 2021، سيتم تجهيز المزرعة الشمسية بنظامين لتخزين طاقة البطارية (BESS) بإجمالي قدرة 72 ميجاوات/288 ميجاوات/ساعة للمساعدة في التخفيف من مشاكل انقطاع توليد الطاقة وتحسين كفاءة توليد الطاقة الإجمالية للمزرعة الشمسية.
يتطلب نشر نظام تخزين طاقة البطارية في مزرعة شمسية عاملة إعادة النظر في آلية التحكم في المزرعة، إذ يجب أثناء إدارة وتشغيل المزرعة الشمسية دمج العاكس لشحن/تفريغ نظام تخزين طاقة البطارية. وتخضع معاييره للوائح الصارمة الصادرة عن هيئة مشغلي النظام المستقل في كاليفورنيا (CAISO) واتفاقيات شراء الطاقة.
متطلبات وحدة التحكم معقدة. توفر وحدات التحكم إجراءات تشغيلية مستقلة ومجمعة، بالإضافة إلى تحكم كامل في أصول توليد الطاقة. تشمل متطلباتها ما يلي:
إدارة مرافق الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين البطاريات كأصول طاقة منفصلة لنقل الطاقة وأغراض جدولة مشغل النظام المستقل في كاليفورنيا (CAISO) والمشتري.
يمنع الناتج المشترك لمنشأة الطاقة الشمسية ونظام تخزين البطارية من تجاوز سعة الطاقة المتصلة بالشبكة مما قد يؤدي إلى إتلاف المحولات في المحطة الفرعية.
إدارة تقليص مرافق الطاقة الشمسية بحيث يصبح شحن أنظمة تخزين الطاقة أولوية على خفض الطاقة الشمسية.
دمج أنظمة تخزين الطاقة والأجهزة الكهربائية لمزارع الطاقة الشمسية.
عادةً، تتطلب تكوينات هذه الأنظمة وحدات تحكم متعددة قائمة على الأجهزة، تعتمد على وحدات طرفية عن بُعد (RTUs) أو وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLCs) مبرمجة بشكل فردي. ويُعدّ ضمان تشغيل هذا النظام المعقد من الوحدات الفردية بكفاءة في جميع الأوقات تحديًا هائلًا، يتطلب موارد كبيرة لتحسينه واستكشاف أخطائه وإصلاحها.
في المقابل، يُعدّ تجميع التحكم في وحدة تحكم برمجية واحدة تتحكم مركزيًا بالموقع بأكمله حلاً أكثر دقةً وقابليةً للتطوير وكفاءةً. وهذا ما يختاره مالك منشأة الطاقة الشمسية عند تركيب وحدة تحكم محطة الطاقة المتجددة (PPC).
يوفر جهاز التحكم في محطة الطاقة الشمسية (PPC) تحكمًا متزامنًا ومنسقًا. وهذا يضمن استيفاء نقطة الربط، وتيار وجهد كل محطة فرعية، لجميع المتطلبات التشغيلية، والبقاء ضمن الحدود الفنية لنظام الطاقة.
إحدى طرق تحقيق ذلك هي التحكم الفعال في طاقة الخرج لمنشآت توليد الطاقة الشمسية وأنظمة تخزين البطاريات لضمان أن تكون طاقة الخرج أقل من تصنيف المحول. باستخدام حلقة تحكم تغذية مرتدة مدتها 100 مللي ثانية، يرسل جهاز التحكم في محطة الطاقة المتجددة (PPC) أيضًا نقطة ضبط الطاقة الفعلية إلى نظام إدارة البطاريات (EMS) ونظام إدارة SCADA الخاص بمحطة الطاقة الشمسية. إذا تطلب الأمر تفريغ نظام تخزين طاقة البطارية، وكان التفريغ سيؤدي إلى تجاوز القيمة المقدرة للمحول، فإن جهاز التحكم إما أن يقلل من توليد الطاقة الشمسية ويفرغ نظام تخزين طاقة البطارية؛ ويكون إجمالي التفريغ لمحطة الطاقة الشمسية أقل من القيمة المقدرة للمحول.
يتخذ جهاز التحكم قرارات مستقلة بناءً على أولويات أعمال العميل، وهي إحدى المزايا العديدة التي يحققها من خلال قدراته على التحسين. يستخدم جهاز التحكم التحليلات التنبؤية والذكاء الاصطناعي لاتخاذ قرارات آنية بناءً على مصالح العملاء، ضمن حدود التنظيم واتفاقيات شراء الطاقة، بدلاً من الالتزام بنمط شحن/تفريغ محدد في وقت محدد من اليوم.
الطاقة الشمسية +تخزين الطاقةتستخدم المشاريع نهجًا برمجيًا لحل المشكلات المعقدة المرتبطة بإدارة مرافق الطاقة الشمسية على نطاق المرافق وأنظمة تخزين البطاريات. لا تضاهي الحلول القائمة على الأجهزة في الماضي تقنيات اليوم المدعومة بالذكاء الاصطناعي، والتي تتميز بالسرعة والدقة والكفاءة. توفر وحدات التحكم في محطات الطاقة المتجددة (PPCs) القائمة على البرامج حلاً قابلاً للتطوير ومتطورًا، ومُهيأً لمواجهة التعقيدات التي يفرضها سوق الطاقة في القرن الحادي والعشرين.
وقت النشر: ٢٢ سبتمبر ٢٠٢٢
