تطبيق الاستخدام الأمثل المتعدد الجوانب لتحسين أداء محطات شحن المركبات الكهربائية

الخطوة 3: اختيار وتنفيذ نظام الغوريث

وتعتمد على أفق الزمن (اليوم مقابل الوقت الحقيقي)، وتتناسب المقاييس المختلفة مع التخطيط اليومي، والأغلازم التطوّرية مثل النظام الوطني للتأمين على العمل جيدا، وفيما يتعلق بالتسويات في الوقت الحقيقي، فإن أساليب الوزن الخفيف مثل الكمية الموزّعة أو مضبوطة البسلون، بالإضافة إلى نهج اختيارية مختلطة تربط بين أسلوبي الكسب على الإنترنت.

الخطوة 4: تقييم الحلول واتخاذ القرارات

وبعد الحصول على واجهة " بريتو " ، يختار مشغل المحطة (أو نظام آلي) نقطة تشغيل محددة، ويمكن أن يستند هذا الاختيار إلى أولويات محددة للمستعملين، مثل " التكلفة ضعف وقت الانتظار " أو على تقنيات أكثر تطوراً في مجال إدارة المواد الكيميائية، وتصنف طريقة " توسيس " الحلول بمسافة إلى نقطة مثالية، كما يمكن للمشغل أن يحيّز أثر كل حل على مؤشرات الأداء الرئيسية قبل نشرها.

الخطوة 5: التنفيذ والتغذية

ثم يتم تنفيذ السياسة المختارة المتعلقة بالجداول أو الرقابة، ويوفر الرصد في الوقت الحقيقي معلومات مرتدة يمكن استخدامها لتحديث النماذج وتحسين الاستخدام الأمثل في المستقبل، وتتيح هذه العملية المغلقة التحسين المستمر مع تطور أنماط الطلب وأسعار الكهرباء.

فوائد الاستخدام الأمثل المتعدد الجوانب في الممارسة

وقد أظهرت دراسات حالات إفرادية عديدة وبحوث قائمة على المحاكاة الفوائد الملموسة التي تعود بها وزارة العمل على محطات الشحن، وفي حين أن المكاسب التي تحققت على وجه الدقة تتوقف على السيناريو، فإن التحسينات النموذجية تشمل ما يلي:

• Reduced Wait Times by 20 -40%] compared to first-come-first-served policies, especially during top hours, while keeping cost increases below 5%.
• Energy Cost Savings of 10 -25%] through intelligent scheduling that shifts charging to low-tariff periods without significantly increasing wait times.
• Increased Station Throughput] by matching charging power to vehicle needs and better handling of overlapping sessions.
• Improved Grid Integration] with participation in demand response programs that provide additional revenue while maintaining user satisfaction.

فعلى سبيل المثال، أفادت دراسة أجريت على مركز سريع الشحن مع 20 شحنة في كاليفورنيا بأن نهجا متعدد الجوانب يستخدم أداة النقل الوطنية الثانية حقق حدوداً في باريتو حيث أدى أفضل مقايضة بين التكلفة ومتوسط وقت الانتظار إلى تخفيض بنسبة 33 في المائة في وقت الانتظار مع زيادة قدرها 6 في المائة فقط في تكلفة الطاقة، مقارنة بمقياس التكلفة فقط، وتؤكد هذه النتائج قيمة النظر في أهداف متعددة في وقت واحد.

وعلاوة على ذلك، تدعم وزارة الطاقة الاستدامة الطويلة الأجل من خلال تمكين معدات الإمداد بالمركبات الكهربائية من التكيف مع الظروف المتغيرة، وبما أن مصادر الطاقة الأكثرتجددة قد أدمجت في الشبكة، يمكن الاستفادة إلى أقصى حد من محطات الشحن لتحديد الأولويات في ساعات توليد الطاقة الشمسية أو الرياح، والحد من آثار الكربون دون التضحية بالأداء.

التحديات والنظر في المسألة

ورغم وعدها، فإن نشر أشكال متعددة الجوانب في محطات الشحن الحقيقية يواجه عقبات عديدة.

التعقيد الحاسوبي

ويمكن أن تكون معالجة المشاكل المتعددة الجوانب مكثفة حسابيا، لا سيما مع تزايد عدد الأهداف والشحنات، فالعملية في فترات دون دقيقة تتسم بالتحدي مع طرق دقيقة، ويمكن أن تؤدي نماذج الاستيعاب والحساب الموازي والأغوريث التقريبية إلى تقليص الوقت المتاح للحل، مثلا باستخدام شبكة النيوزيائية الاصطناعية كحجة بديلة للتصوير المكلّف بالحساب.

عدم اليقين في البيانات

وقد يؤدي التفائل الحاد إلى حلول لا تطاق، كما أن التفاؤل الشديد قد يؤدي إلى عدم اليقين، كما أن الازدياد في البرمجة على نحو لا يطاق، إلى جانب تعقيد هذه التغييرات، بل إلى زيادة تعقيدها، والخيار هو المراقبة التنبؤية النموذجية التي تعيد التشغيل في كل خطوة باستخدام التنبؤات المستكملة، مما يخفف من عدم اليقين.

قبول المستعمل والجنيه

وقد يؤدي تحقيق الاستخدام الأمثل الذي يعطي الأولوية للدعم من حيث التكلفة أو الشبكة إلى تأخير بعض المستعملين، مما يؤدي إلى عدم الإنصاف المتصور، كما أن الاتصال الشفاف بين المفاضلات، مثل إتاحة خيار بين " دفع ثمن أقساط " و " تدني رسوم خصم " ، يمكن أن يساعد في ذلك، كما أن إدراج قيود الإنصاف في صياغة وزارة الخارجية هو أيضا اتجاه بحثي نشط.

Scalability

ولا يمكن أن يمتد الحل الذي يعمل في محطة تضم 5 شحنات إلى شبكة من 000 1 محطة، وتبرز برامج الاستخدام الأمثل القائمة على الكلاود مع وكلاء موزعين، حيث تدير كل محطة جهازا محليا مختارا يتصل بمنسق مركزي، ويحافظ هذا النهج اللامركزي على الخصوصية ويخفض من النفقات العامة للاتصالات.

التكامل مع الهياكل الأساسية القائمة

وتستخدم العديد من محطات الشحن القائمة بروتوكولات معيارية (مركز تنسيق السياسات العامة، ISO 15118) قد لا تدعم التحكم الدينامي في الطاقة أو الجدولة في الوقت الحقيقي، ومن الضروري إعادة استخدام المعدات أو تطوير البرمجيات الثابتة، ولكن يمكن أن يكون ذلك باهظ التكلفة، كما أن المعايير المفتوحة والوصلات البينية المرنة للاتصالات تتسم بأهمية حاسمة بالنسبة لاعتمادها على نطاق واسع.

الاتجاهات المستقبلية: بيانات الزمن الحقيقي، وآي، وV2G

وتقع الحدود التالية في فرض رسوم على المركبات الإلكترونية على النحو الأمثل في إدماج مسارات البيانات في الوقت الحقيقي، والاستخبارات الاصطناعية، وتكنولوجيا المركبات إلى المصائد.

التعلم من الآلات لأغراض تحقيق الاستخدام الأمثل

ويمكن لنماذج التعلم العميق، ولا سيما الشبكات العصبية المتكررة والمحولات، التنبؤ بالطلب القصير الأجل بدقة عالية، وتغذي هذه التنبؤات أطر العمل الموسعة للأفق، مما يتيح التكيف الاستباقي، كما يجري استكشاف سبل تعزيز التعلم من أجل التعلم المباشر للسياسات المثلى من التفاعل مع البيئة، دون الحاجة إلى نماذج واضحة لسلوك المستخدمين أو أسعار الكهرباء، مثلا، نظام متعدد العناصر من نظام RL يمكن أن يُستخدم فيه كل عامل.

دمج المركبات إلى السلع

V2G transforms EVs from passive loads into active storage resources. A charging station optimization that includes bidirectional power flow can support grid services like frequency regulation and top shaving. However, this introduces new objectives: maximizing V2G revenue, minimizing battery wear, and ensuring that vehicles are adequately charged when needed. The Pareto front expands to include these new trade-obimT costs in [2]

تنسيق تقليدي

وتتزايد النظر إلى محطات الشحن على أنها أصول يمكن التحكم فيها في إطار نظم الشبكات الذكية، ويمكن أن يوازن التوسيع الأمثل بين محطات متعددة في منطقة ما بين الحمولة وتجنب تحميل المحولات أكثر من اللازم، ويستخدم هذا النهج الهرمي لنموذج على مستوى المنظومة لتحديد أهداف لكل محطة، ثم يؤدي إلى تحقيق الاستخدام الأمثل على الصعيد المحلي.

المستعملون - التخصص

وقد تسمح محطات الشحن المقبلة للمستعملين بتحديد أفضلياتهم (مثلا " أريد أن تكون تكلفة أرخص، حتى لو استغرقت وقتا أطول " أو " يجب أن أغادر في 30 دقيقة " ) ومن ثم فإن محرك الترميز يدمج هذه الأفضليات كقيود أو أهداف إضافية، ويعطي الأولوية للمقايضة لكل مستخدم، ويمكن لهذا النهج المستخدم في الموقع أن يحسن الرضا بينما لا يزال يحقق الأهداف التنفيذية.

تحسين الحاسوب والتطبيق الفعلي للنظم

ويمكن التقدم في الحوسبة الحادة من أن تؤدي الخوارزميات المعقدة إلى إدارة أجهزة محطات الشحن محلياً، مما يقلل من الرطوبة والاعتماد على الربط السحابي، ويمكن للحركة، مجتمعة مع نماذج بديلة خفيفة الوزن، أن تعدل الجداول الزمنية للشحن كل بضع ثوان استجابة للإشارات الشبكية أو التغييرات المفاجئة في الطلب.

الاستنتاج: تسخير مستقبل التنقل الكهربائي

إن الاستخدام الأمثل المتعدد الجوانب ليس عملية نظرية - بل أداة عملية يمكن أن تعزز بشكل كبير أداء محطات الشحن بالأشعة السينية، وبموازنة أوقات الانتظار، وتكاليف الطاقة، واستقرار الشبكات، والاستدامة، تمكن متعهدي المحطات من خدمة المزيد من العملاء، وتخفيض النفقات، ودعم الانتقال من الطاقة النظيفة، وعلى الرغم من أن التحديات مثل التعقيد الحاسوبي، وعدم التيقن من البيانات، وإدماج الهياكل الأساسية لا تزال قائمة، فإن التقدم الجاري في مجال التعلم بالآلات.

ومع استمرار نمو عدد المركبات الكهربائية، فإن أهمية الهياكل الأساسية الحثيثة لن تزداد إلا، إذ أن مشغلي المحطات الذين يعتمدون اليوم استخداماً أمثل من حيث التعددية، سيكونون في وضع أفضل يتيح لهم تقديم خبرات أفضل للمستعملين، وانخفاض التكاليف التشغيلية، وزيادة القدرة على التكيف في مواجهة التغيرات في الشبكة، ويمكن لصانعي السياسات وشركات المرافق العامة أن يشجعوا على اعتماد معايير داعمة لتبادل البيانات والتسعير الدينامي، وستعجل هذه الجهود معاً بالتحول إلى نقل كهربائي كامل في المستقبل.