ما هو OCPP ولماذا هو مهم؟

مع استمرار المركبات الكهربائية في تغيير مشهد النقل العالمي، تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية أمرًا بالغ الأهمية لتشجيع المزيد من الناس على تبني هذه المركبات. قد تُشكّل صعوبة الوصول إلى محطات الشحن، والتنقل بين شبكات شحن متعددة، وأنظمة الدفع غير المتسقة عائقًا أمام مالكي المركبات الكهربائية المحتملين، أو مصدر إحباط لمن انتقلوا بالفعل إلى التنقل بالمركبات الكهربائية. بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) قادمٌ قريبًا، وسيُحدث ثورة في منظومة شحن المركبات الكهربائية. صُمّم بروتوكول OCPP لتبسيط الاتصال بين محطات شحن المركبات الكهربائية وأنظمة الإدارة، مما يضمن المرونة والتوافق والكفاءة لشبكة شحن متينة وسهلة الاستخدام.

ما هو بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة OCPP؟

بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) هو بروتوكول تطبيقي للتواصل بين محطات شحن المركبات الكهربائية (المعروفة أيضًا بنقاط شحن المركبات الكهربائية) وأنظمة إدارة شحن المركبات الكهربائية (المعروفة عادةً باسم CMS). يعمل OCPP، في جوهره، بمثابة "لغة" وقناة مشتركة تُمكّن من التواصل السلس بين هذين الطرفين الرئيسيين في منظومة شحن المركبات الكهربائية.

أُنشئت OCPP عام ٢٠٠٩ لتوحيد التفاعل بين شواحن السيارات الكهربائية وأنظمة إدارتها. ورغم وجود بروتوكولات خاصة، تتميز OCPP بكونها منصة مفتوحة بالكامل. يمنح هذا الانفتاح مستخدمي محطات الشحن مرونة ربط أي شبكة بأي محطة شحن، مما يعزز الابتكار والمنافسة وسهولة الوصول في قطاع شحن السيارات الكهربائية.
                                                                 

مزايا OCPP

1. توفير المرونة والأمان لأصحاب محطات الشحن

يضمن برنامج OCPP لأصحاب محطات الشحن إمكانية تغيير مشغلي الشبكة حسب الحاجة، مما يحمي استثماراتهم ويمنع تقادم أصولهم. في حال خروج مُصنِّع محطات الشحن من السوق، يُمكن لأصحابها الانتقال إلى شبكة أخرى متوافقة مع OCPP دون فقدان وظائفها. يُشجِّع هذا الخيار المفتوح المنافسة بين المُصنِّعين ومُزوِّدي الشبكة، مما يُخفِّض التكاليف ويُحسِّن الخدمة ويُعزِّز الابتكار. ونتيجةً لذلك،شحن السيارات الكهربائية لقد توسعت البنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية بسرعة، مما يوفر لسائقي السيارات الكهربائية المزيد من خيارات الشحن.

2. يسمح بالاتصال الشامل بين محطات الشحن ومقدمي خدمات الشبكة لتوفير خدمات الشبكة بطريقة فعالة من حيث التكلفة (مثل الاستجابة للطلب).

سيؤدي الانتقال إلى سيناريو صافي انبعاثات صفري في عام ٢٠٥٠ إلى زيادة كبيرة في الطلب على الكهرباء، مدفوعةً بشكل رئيسي بكهربة وسائل النقل والتدفئة المنزلية وغيرها من الصناعات. في الوقت نفسه، أدى الانتشار الواسع لمصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، والتي يختلف توليدها باختلاف الطقس والوقت من اليوم، إلى زيادة الضغط على الشبكة. تُشكل هذه التغيرات الديناميكية تحدياتٍ لاستقرار الشبكة وموثوقيتها، مما يدفع شركات المرافق إلى البحث عن حلول مبتكرة مثل برامج الاستجابة للطلب.

ما هو الاستجابة للطلب؟

تتضمن الاستجابة للطلب موازنة الطلب على الشبكة من خلال تشجيع المستخدمين على تحويل استخدامهم للكهرباء إلى ساعات خارج الذروة عندما تكون الطاقة أكثر وفرة أو الطلب أقل.

يتم تحقيق ذلك عادةً من خلال حوافز سعرية أو مكافآت مالية أخرى. وتلعب الاستجابة للطلب، إلى جانب الشبكات الذكية وأنظمة تخزين الطاقة، دورًا حيويًا في الحفاظ على مرونة الشبكة، وتخفيف أثر الطاقة المتجددة المتغيرة، وضمان استقرارها خلال ساعات الذروة.

دور OCPP في الاستجابة للطلب

لنجاح برامج الاستجابة للطلب، يُعدّ التواصل السلس بين الشواحن وشركات المرافق أمرًا بالغ الأهمية. يجب أن تكون الشواحن قادرة على تعديل استهلاكها للكهرباء أو تعليقه ديناميكيًا بناءً على طلب الشبكة. ويستفيد مشروع OCPP من قنوات التفاعل القائمة بين الشواحن وبرامج الإدارة لتسهيل هذا التواصل.
                                                               

مزايا الاستجابة للطلب من OCPP

· الفعالية من حيث التكلفة: من خلال الاستفادة من البنية التحتية للاتصالات الحالية، تعمل OCPP على تقليل التكاليف الإضافية المرتبطة بدمج أجهزة الشحن في برامج الاستجابة للطلب.

· مرونة محسنة: تمكن الشواحن المتوافقة مع معايير OCPP المشغلين من المشاركة بفعالية في مبادرات إدارة الشبكة وضمان توازن العرض والطلب على الكهرباء.

· البنية التحتية المستقبلية: بالاقتران مع OCPP، يمكن لشبكات الشحن التكيف مع مشهد الطاقة المتغير ودعم جهود تحديث الشبكة على نطاق أوسع.

ومن خلال دمج قدرات الاستجابة للطلب من خلال OCPP، لا يستطيع المشغلون المساهمة في استقرار الشبكة فحسب، بل يمكنهم أيضًا تعزيز قيمة شبكات الشحن الخاصة بهم في نظام بيئي للطاقة المستدامة.

3. زيادة اعتماد المركبات الكهربائية من خلال الوصول الموحد وتجربة المستخدم المبسطة

تُعدّ تجربة الشحن السلسة والبديهية أمرًا بالغ الأهمية لتشجيع المزيد من الناس على استخدام المركبات الكهربائية. فتعقيد الوصول إلى الشاحن، والتنقل بين شبكات الشحن المتعددة، وأنظمة الدفع غير المتسقة قد تُثني مُلّاك المركبات الكهربائية المُحتملين أو تُحبط من تحوّلوا بالفعل إلى استخدام المركبات الكهربائية.

تُعالج شهادة OCPP هذه التحديات من خلال وضع مجموعة من البروتوكولات الموحدة التي تُعزز الاتساق والتوافق بين شبكات الشحن. ومن خلال ضمانشواحن من خلال تلبية هذه المعايير، يمكن لـ OCPP تقليل الحواجز أمام الدخول وتعزيز تجربة المستخدم الموحدة، مما يجعل شحن المركبات الكهربائية أكثر ملاءمة.
                                                      

تتضمن بعض عناصر تجربة المستخدم المتسقة التي تحافظ عليها شهادة OCPP ما يلي:

1. كيف يبدأ السائقون في الشحن

2. كيف يدفع السائقون رسوم الشحن

3. الوصول إلى أجهزة الشحن من مجموعة متنوعة من الشبكات من خلال تطبيق واحد أو ملف تعريف دفع واحد

4. الفوترة الموحدة عبر شبكات الشحن المختلفة

الصورة الأكبر: دعم اعتماد السيارات الكهربائية

من خلال تقليل نقاط الاحتكاك في عملية الشحن، تُنشئ OCPP منظومةً تُسهّل القيادة. هذا لا يُحسّن تجربة مالكي السيارات الكهربائية الحاليين فحسب، بل يُطمئن المشترين المحتملين أيضًا بأن امتلاك سيارة كهربائية عملي ومريح. تُعزز البنية التحتية الموحدة للشحن الثقة وتُشجع على اعتماد السيارات الكهربائية على نطاق أوسع، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لتسريع الانتقال إلى النقل المستدام.

في نهاية المطاف، تلعب أجهزة الشحن المعتمدة من OCPP دورًا رئيسيًا في إنشاء شبكة شحن متماسكة ومتمحورة حول المستخدم، مما يضمن شعور السائقين بالثقة والدعم أثناء تبنيهم لتكنولوجيا المركبات الكهربائية.

كيف يعمل OCPP؟

في القسم السابق، تعلمنا أن بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة (OCPP) يوفر حلاً موحدًا لطريقة الاتصال بين محطات الشحن وأي نظام مركزي، بغض النظر عن البائع.

OCPP هي وسيلة الاتصال بينمحطات شحن السيارات الكهربائيةوأنظمة إدارة شحن المركبات الكهربائية. يصف القسم التالي كيف يساعد نظام OCPP هاتين المجموعتين المختلفتين في منظومة شحن المركبات الكهربائية على التواصل مع بعضهما البعض، وما هي وظائفه الأخرى بالإضافة إلى التواصل.

1. تبادل الرسائل

يتيح OCPP لمحطات الشحن وأنظمة الإدارة تبادل الرسائل حول الحالة الحالية لمحطة الشحن.

على سبيل المثال، يمكن أن تتضمن الرسائل ما يلي:

· ما إذا كان الشاحن متاحًا أو قيد الاستخدام أو يتطلب صيانة

· عند بدء عملية الشحن أو توقفها

· عداد الاستهلاك الحالي أو عداد وقت الانتظار

· معلومات تشخيص محطة الشحن

2. المراقبة عن بعد

يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام OCPP لمراقبة محطات الشحن الخاصة بهم عن بعد.

3. التفويض

يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام OCPP للسماح بالوصول إلى محطات الشحن.

4. تحديث البرامج الثابتة

يمكن لنظام الإدارة إرسال طلب تحديث البرامج الثابتة إلى محطة الشحن، والتي يمكنها بعد ذلك تأكيد التحديث وتنفيذه.

5. الدفع والفواتير

يمكن لمشغلي نقاط الشحن استخدام OCPP لدمج أنظمة الدفع والفاتورة المختلفة.

6. الشحن الذكي

يدعم OCPP ميزات الشحن الذكية مثل موازنة الحمل واستخدام ملف تعريف الشحن.

7. برنامج الاستجابة للطلب

يتيح OCPP للشواحن التواصل مع الشبكة أو برامج المرافق، مما يساعد في التحكم في الطلب على الكهرباء.

مقدمة لإصدارات OCPP الموجودة في السوق

في عام ٢٠١٠، صدر بروتوكول نقطة الشحن المفتوحة الإصدار ١.٢، وبروتوكول OCPP الإصدار ١.٥ في عام ٢٠١٣. لم تعد OCA تُجري صيانة نشطة لهذه الإصدارات المبكرة، لذا قدمنا ​​إصدارات لاحقة، وهي OCPP الإصدار ١.٦ في عام ٢٠١٥، وOCPP الإصدار ٢.٠.١ في عام ٢٠٢٠. يتوافق الإصداران OCPP ٢.١ وOCPP ٢.٠.١ مع الإصدارات السابقة. ومن المتوقع إصدار OCPP ٢.١ في الربع الأول من عام ٢٠٢٥.
                                                  

نوعان من تنفيذات OCPP

SOAP: بروتوكول الوصول البسيط للكائنات (SOAP) هو بروتوكول قائم على الرسائل، يستخدم لغة XML لتمثيل البيانات. SOAP هو إطار عمل يسمح بإرسال الرسائل بين مكونات الإنترنت. تكمن ميزة SOAP في أن المعيار يغطي وظائف إرسال واستقبال الرسائل، مما يُسهّل التنفيذ السريع.

JSON: ترميز كائنات جافا سكريبت هو تنسيق تبادل بيانات خفيف الوزن، يسهل على البشر قراءته وكتابته، كما يسهل على الآلات تحليله وتوليده. وهو أسهل في القراءة والكتابة من XML، ويعتمد على جزء من جافا سكريبت.

OCPP1.6

يعتمد OCPP 1.6 على OCPP 1.5، مستفيدًا من سنوات من الخبرة العملية والتطبيقات الناجحة حول العالم. منذ إطلاقه عام 2012، تم تطبيق OCPP 1.5 على نطاق واسع من قِبل الموردين وشركات المرافق حول العالم. وبناءً على ذلك،OCPP 1.6 يقدم العديد من التحسينات الرئيسية، بما في ذلك قدرات الشحن الذكية ودعم JSON وSOAP عبر WebSocket.

يتضمن هذا الإصدار أيضًا العديد من التحسينات، مثل توثيق أوضح وتحديثات لتعزيز التوافق بين منتجات مختلف الموردين. تشمل الميزات الجديدة الرئيسية إمكانيات تشخيصية موسعة (مثل رموز الأسباب)، وحالة نقطة شحن إضافية، وإمكانات TriggerMessage، وجميعها مصممة لتلبية احتياجات السوق بشكل أفضل.

يحتفظ الإصدار OCPP 1.6 بالوظائف الأساسية للإصدار السابق، ويُقدّم عددًا من التحديثات والإصلاحات لمشاكل غامضة معروفة تجعله غير متوافق مع الإصدار OCPP 1.5. تهدف هذه التحسينات إلى توفير خدمات أفضل لمشغلي محطات الشحن، وتجربة أفضل لسائقي المركبات الكهربائية حول العالم.

تتضمن ميزات OCPP 1.6 ما يلي:

· OCPP 1.5

· إصدارات SOAP وJSON

· يدعم الشحن الذكي موازنة التحميل واستخدام ملفات تعريف الشحن

· دعم إدارة القائمة (المحلية)

· حالات إضافية: إضافة حالات إضافية إلى تعداد حالة نقطة الشحن لتزويد CPOs والمستخدمين النهائيين بمزيد من المعلومات حول الحالة الحالية لنقطة الشحن

· طلبات إرسال الرسائل، مثل وقت CP أو حالة CP

· تحسينات طفيفة في المواصفات (مقارنةً بـ OCPP 1.5)
                                              

OCPP 2.0.1

مقارنةً بـ OCPP 1.6، يُقدّم OCPP 2.0.1 ميزات مُحسّنة وقدرات جديدة. مع ذلك، تجعل هذه التحسينات OCPP 2.0.1 غير متوافق مع الإصدارات السابقة (مثل OCPP 1.6 وOCPP 1.5).

الميزات الجديدة في OCPP 2.0.1 مقابل OCPP 1.6

1. تُستخدم ميزة إدارة الأجهزة (المعروفة أيضًا باسم طراز الجهاز) للحصول على التكوينات وتعيينها ومراقبة محطات الشحن.

إدارة الأجهزة (المعروفة أيضًا باسم طراز الجهاز) هي ميزة طال انتظارها، وتلقى ترحيبًا خاصًا من قبل مسؤولي أمن المعلومات الذين يديرون شبكات (معقدة) من محطات الشحن (من بائعين مختلفين).

ويوفر الميزات التالية:

• إعداد تقارير المخزون

• تحسين الإبلاغ عن الأخطاء والحالات

• تم تحسين التكوين

• مراقبة قابلة للتخصيص

كل هذا يساعد منظمات المجتمع المدني على خفض تكاليف تشغيل شبكة محطات الشحن.

مصنعي محطات الشحنأحرار في تحديد مقدار المعلومات التفصيلية حول محطات الشحن الخاصة بهم التي سيتم نشرها من خلال

إدارة الأجهزة: على سبيل المثال، يمكنهم تحديد ما يمكن مراقبته وما لا يمكن مراقبته.

2. تحسينات للتعامل بشكل أفضل مع المعاملات الكبيرة

• رسالة واحدة تغطي جميع الوظائف المتعلقة بالمعاملات

• تقليل البيانات

قدّم OCPP 1.6 نقل JSON المستند إلى Websockets، مما يُقلّل بشكل كبير من حركة البيانات المتنقلة. قدّم OCPP 2.0 دعم ضغط WebSocket، مما قلّل من كمية البيانات بشكل أكبر.

3. تحسينات في مجال الأمن السيبراني

تمت إضافة التحسينات التالية لتعزيز قدرة OCPP على مقاومة الهجمات الإلكترونية:

• ملفات تعريف الأمان (3 مستويات) لمصادقة محطة الشحن و/أو نظام إدارة معلومات العملاء (CSMS) وأمان الاتصالات

• إدارة المفاتيح لشهادات العملاء

• تحديثات البرامج الثابتة الآمنة

• سجلات الأحداث الأمنية

4. الشحن الذكي الممتد

في OCPP 2.0.1، تم توسيع وظيفة الشحن الذكي (مقارنةً بـ OCPP 1.6) لدعم:

• إدخال الشحن الذكي المباشر من نظام إدارة الطاقة (EMS) إلى محطة الشحن

• تحسين الشحن الذكي باستخدام وحدات التحكم المحلية

• دعم الشحن الذكي المتكامل لنظام CSMS،محطات الشحنوالمركبات الكهربائية.

5. دعم ISO 15118

مقارنةً بمعيار IEC 61851، يُعد معيار ISO 15118 بروتوكولاً أحدث للاتصالات بين المركبات الكهربائية (EVSE) والمركبات الكهربائية (EVSE). يتيح معيار ISO 15118 العديد من الميزات الجديدة واتصالات أكثر أمانًا بين المركبات الكهربائية (EVSE) والمركبات الكهربائية (EVSE). يدعم OCPP 2.0.1 معيار ISO 15118، وتشمل الميزات الجديدة ما يلي:

• التوصيل والشحن

• الشحن الذكي، بما في ذلك المدخلات من السيارة الكهربائية

6. تحسين تجربة العملاء

• المزيد من خيارات الترخيص

• عرض الرسائل

• اللغة المفضلة لسائق السيارة الكهربائية

• التعريفات والرسوم

7. بروتوكول النقل: تحسينات OCPP-J

• توجيه الرسائل البسيطة

• لا يوجد دعم لـ SOAP