கார்பன் உச்சநிலை மற்றும் கார்பன் நடுநிலை இலக்குகள் மற்றும் புதிய மின் அமைப்புகளின் கட்டுமானத்தின் பின்னணியில், ஆற்றல் அமைப்பு செயல்பாடுகள் மேலும் சிக்கலானதாகி வருகின்றன. பெரிய தொழில் பூங்காக்கள், வணிக கட்டிடங்கள் அல்லது ஒளிமின்னழுத்த (PV), ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் மின்சார வாகன சார்ஜர்களை ஒருங்கிணைக்கும் மைக்ரோகிரிட்களில் எதுவாக இருந்தாலும், ஒரு அழுத்தமான சவால் உள்ளது: பல்வேறு ஆற்றல் மூலங்களை எவ்வாறு திறமையாக, பொருளாதார ரீதியாக மற்றும் பாதுகாப்பாக பயன்படுத்துவது என்பது. ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பு (EMS) இந்த மைய பிரச்சினையை தீர்க்க வடிவமைக்கப்பட்ட "ஸ்மார்ட் மூளை" ஆக செயல்படுகிறது.

எளிமையாகச் சொன்னால், EMS இன் முதன்மை நோக்கம், ஆற்றல் தேவைகள் மற்றும் பாதுகாப்பு கட்டுப்பாடுகளை பூர்த்தி செய்யும் நிலையில், கட்டுப்படுத்தக்கூடிய வளங்களை (எ.கா., ஆற்றல் சேமிப்பு, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய சுமைகள் மற்றும் பரவலாக்கப்பட்ட மின் உற்பத்தி) உகந்த முறையில் ஒதுக்கீடு செய்வதாகும். இதன் இலக்குகளில் இயக்கச் செலவுகளைக் குறைத்தல், ஆற்றல் திறனை அதிகரித்தல் அல்லது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலின் அதிகபட்ச நுகர்வு விகிதத்தை அடைதல் ஆகியவை அடங்கும். இந்த கட்டுரை EMS இன் இரண்டு மைய வழிமுறைகளான ஆற்றல் திட்டமிடல்​ மற்றும் மின் சமநிலை ஆகியவற்றை ஆழமாக ஆராய்ந்து, அடிப்படை தர்க்கம் மற்றும் முக்கிய தொழில்நுட்பங்களை விளக்குகிறது.

ஆற்றல் திட்டமிடல் என்பது EMS இன் நீண்டகால அல்லது நடுத்தர முதல் நீண்டகால உகப்பாக்கச் செயல்பாடு ஆகும். இதன் மையமானது நேர அளவுகளில் (எ.கா., அடுத்த 24 மணிநேரம் அல்லது வாரம்) ஆற்றலை முன்னோக்கித் திட்டமிட்டு ஒதுக்கீடு செய்வதில் உள்ளது.

ஆற்றல் திட்டமிடல் பொதுவாக கலப்பு-முழு எண் நேரியல் நிரலாக்கம் (MILP) அல்லது அதுபோன்ற உகப்பாக்க சிக்கலாக மாதிரியாக்கப்படுகிறது. அதன் பொதுவான வடிவத்தை பின்வருமாறு எளிமைப்படுத்தலாம்:

குறைக்கவும் Σ [ C_grid(t) * P_grid(t) + C_fuel(t) * P_gen(t) + ... ]

இந்த உகப்பாக்க சிக்கலைத் தீர்ப்பதன் மூலம், EMS ஒரு அனுப்பீட்டு அட்டவணையை உருவாக்குகிறது. உதாரணமாக: சேமிப்பகத்தை எப்போது சார்ஜ்/டிஸ்சார்ஜ் செய்வது, எப்போது எரிவாயு விசையாழிகளைத் தொடங்குவது/நிறுத்துவது, குறைந்த விலை பள்ளத்தாக்குகளின் போது அதிக மின்சக்தியை வாங்குவது மற்றும் அதிக விலை உச்சங்களின் போது கொள்முதலைக் குறைப்பது அல்லது கட்டத்திற்கு மின்சக்தியை மீண்டும் வழங்குவது.

[படம்: ஆற்றல் திட்டமிடல் உகப்பாக்க ஓட்ட வரைபடம்]

ஆற்றல் திட்டமிடல் "போர் திட்டத்தை" அமைத்தால், மின் சமநிலை என்பது முன்னணியில் உள்ள "நிகழ்நேர கட்டளை" ஆகும். இது உடனடி மின் சமநிலை மற்றும் நொடி முதல் நிமிட கால அளவுகளில் அதிர்வெண்/மின்னழுத்த நிலைத்தன்மையில் கவனம் செலுத்துகிறது.

மின் சமநிலை பொதுவாக ஒரு படிநிலை கட்டுப்பாட்டு கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது:

நவீன EMS சக்தி சமநிலை அடுக்குகள் பெரும்பாலும் மாதிரி முன்கணிப்பு கட்டுப்பாட்டை (MPC) பயன்படுத்துகின்றன. ஒவ்வொரு கட்டுப்பாட்டு இடைவெளியிலும் (எ.கா., பல விநாடிகள்), MPC:

இந்த அணுகுமுறை, உபகரண கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் குறுகிய கால பொருளாதாரத்தை மதித்து, விரைவான ஏற்ற இறக்கங்களை கையாளுகிறது, இது அனுப்பீட்டு திட்டங்கள் மற்றும் நிகழ்நேர செயலாக்கத்திற்கு இடையே பாலமாக அமைவதற்கு ஏற்றதாக உள்ளது.

இந்த இரண்டு செயல்பாடுகளும் தனிமைப்படுத்தப்படவில்லை, மாறாக அடுக்கு உகப்பாக்கம் மூலம் நெருங்கிய ஒருங்கிணைப்பில் செயல்படுகின்றன:

ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பின் முக்கிய மதிப்பு, அடுக்கு முறை உகப்பாக்கம் மூலம் "முன்னோக்கி திட்டமிடல் மற்றும் நிகழ்நேர திருத்தம்" ஆகும்:

செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் எட்ஜ் கம்ப்யூட்டிங் முன்னேற்றங்களுடன், எதிர்கால EMS இன்னும் அறிவார்ந்ததாக மாறும்:

ஆற்றல் அட்டவணைப்படுத்தல்​ மற்றும் மின் சமநிலைப்படுத்தல்​ ஆகியவற்றின் மைய வழிமுறைகளைப் புரிந்துகொள்வது, EMS இன் தொழில்நுட்ப கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கு முக்கியமாகும். இவை இரண்டும் சேர்ந்து, ஆற்றல் அமைப்புகள் "தானியக்கம்" இலிருந்து "நுண்ணறிவு" வரை உருவாக உதவும் அடித்தளத்தை உருவாக்குகின்றன.