Вывучэнне патэнцыялу V2G у інтэграваных зарадных цэнтрах BESS

Хуткі адказ

Тэхналогія «ад транспартнага сродку да сеткі» (V2G) ператварае прыпаркаваны электрамабіль у двухнакіраваны энергетычны актыў, які можа аддаваць энергію назад у зарадны цэнтр, будынак або сетку. У інтэграваным зарадным цэнтры BESS зарадныя прылады V2G працуюць разам са стацыянарнай сістэмай назапашвання энергіі ў акумулятарных батарэях пад адзінай сістэмай кіравання энергіяй (EMS), таму цэнтр можа зніжаць пікавы попыт, улоўліваць спрэды арбітражу энергіі і прадаваць сеткавыя паслугі без шкоды для даступнасці зарадкі. Практычная архітэктура сёння выкарыстоўвае двухнакіраваныя зарадныя прылады пастаяннага току (15–60 кВт на порт), сувязь ISO 15118 Plug & Charge і кіраванне OCPP 2.0.1. V2G не замяняе BESS — ён пашырае дыспетчарскую прапускную здольнасць цэнтру з нізкімі дадатковымі выдаткамі. Аператарам варта разглядаць V2G як дадатковы крыніцу даходу, а не як асобны бізнес-кейс, і аддаваць прыярытэт месцам, дзе аўтапаркі, тарыфы і камунальныя праграмы ствараюць прадказальныя вокны разрадкі.

Асноўныя высновы

• V2G пераўтварае акумулятары электрамабіляў у дыспетчарскія назапашвальнікі, якія дапаўняюць, а не замяняюць стацыянарную BESS у зарадным цэнтры.
• Рэалістычны стэк каштоўнасцей спалучае ў сабе энергетычны арбітраж, зніжэнне попыту і паслугі сеткі — аднаразовы сцэнар V2G рэдка апраўдвае сябе.
• Для забеспячэння функцыі «падключы і зарадка» і агрэгаванай адпраўкі двухбаковае зараднае абсталяванне павінна адпавядаць стандартам ISO 15118, DIN 70121 і OCPP 2.0.1.
• Знос батарэі, гарантыйныя ўмовы і кантракты на даступнасць аўтапарка — вось тры фактары, якія вызначаюць распрацоўку праграмы V2G.
• Паэтапнае ўкараненне — спачатку паслугі толькі BESS, потым V2G — абараняе час бесперабойнай працы хаба, пакуль мадэль даходу развіваецца.

Магчымасць V2G рэальная, але кантэкст мае значэнне

Паводле прагнозаў галіны, апублікаваных пасля «Глабальнага агляду электрамабіляў» МЭА, рынак электрасеткі вырасце з прыблізна 2,5 мільярда долараў ЗША ў 2025 годзе да больш чым 18 мільярдаў долараў ЗША да 2030 года. Логіка такога росту простая: сучасная батарэя электрамабіля ёмістасцю 80–100 кВт·г можа захоўваць больш энергіі, чым многія камерцыйныя зарадныя цэнтры спажываюць за адзін дзённы пік, і большасць транспартных сродкаў прастойваюць больш за 20 гадзін у дзень. Сабраныя на дэпо, гэтыя прастойваючыя батарэі ўтвараюць віртуальную электрастанцыю (ВЭС) магутнасцю ў некалькі мегават-гадзін.

Загвоздка ў тым, што даход ад падключэння да сеткі V2G не з'яўляецца аўтаматычным. Ён залежыць ад трох канкрэтных умоў: тарыфнай структуры са значнымі розніцамі паміж пікавымі і па-запікавымі гадзінамі, праграмы аператара камунальнай службы або сістэмы перадачы, якая аплачвае рэагаванне на попыт або рэгуляванне частаты, і гатоўнасці аператара аўтапарка гарантаваць перыяды даступнасці. Інтэграваны зарадны вузел BESS элегантна вырашае трэцюю ўмову — стацыянарны акумулятар паглынае рызыку раптоўнай нагрузкі на зарадку, у той час як EMS вырашае, які актыў, транспартны сродак або акумулятар, павінен рэагаваць на дыспетчарскі сігнал.

Што насамрэч робіць V2G унутры зараднага цэнтра

V2G часта блытаюць з V2L (vehicle-to-load — ад транспартнага сродку да зарадкі) або V2H (vehicle-to-home — ад транспартнага сродку да дома). У камерцыйным зарадным цэнтры гэтае адрозненне мае камерцыйнае значэнне:

• V2Lскіды ў пераносную нагрузку або прыбор — без узаемадзеяння з сеткай, без вымярэння даходу.
• V2Hзабяспечвае энергіяй будынак за лічыльнікам — карысна для ўстойлівасці, але абмежавана адным аб'ектам.
• V2Gэкспартуе энергію праз лічыльнік у сетку або кампенсуе ўласны вымяраны попыт цэнтра — адзіная канфігурацыя, якая манетызуе энергію праз тарыфы або рынкі сеткавых паслуг.
• V2B (ад транспартнага сродку да будынка)знаходзіцца паміж V2H і V2G: служба энергазабеспячэння хаба выкарыстоўвае акумулятары аўтамабіляў для зніжэння ўласных плацяжоў, што з'яўляецца найбольш выгадным і найменш эфектыўным варыянтам выкарыстання для большасці зарадных станцый на сённяшні дзень.

Патокі энергіі ўнутры цэнтра BESS кіруюцца службай экстранай дапамогі (ЭКС). Падчас пікавай нагрузкі ў другой палове дня служба экстранай дапамогі можа спачатку разрадзіць стацыянарны акумулятар, затым падключыць зарэгістраваныя транспартныя сродкі V2G, час адпраўлення якіх больш за дзве гадзіны, і, нарэшце, скараціць або запаволіць непрыярытэтныя зарадныя прылады. Гэта іерархічнае размеркаванне з'яўляецца асноўным адрозненнем паміж цэнтрам BESS з V2G і простым зарадным банкам з двухнакіраванымі портамі: цэнтр з'яўляецца ўдзельнікам мікрасеткі, а не пасіўнай нагрузкай.

Чаму хабы BESS з'яўляюцца натуральным домам для V2G

Аўтаномныя зарадныя прылады V2G, размешчаныя на паркоўках, часта расчароўваюць, бо няма мясцовых энергетычных рэсурсаў, якія маглі б вырашыць праблему неадпаведнасці часу. Транспартны сродак можа быць даступны а 10:00, але падзея рэагавання на попыт адбываецца а 17:00. Стацыянарны акумулятар у [інтэграванай зараднай станцыі BESS](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) паглынае гэтую рызыку часу: ён зараджаецца ў танныя гадзіны па-за пікам, разраджаецца падчас падзеі і падзараджаецца ад сеткі або зарэгістраванымі транспартнымі сродкамі, калі сігнал спыняецца.

Гэтая архітэктурная сінергія дае вымерныя эксплуатацыйныя перавагі:

1. Гарантаваная прапускная здольнасць адпраўкі.BESS забяспечвае пэўную магутнасць, на якую можа разлічваць энергетычная кампанія; V2G дадае перавагу. Агрэгатары выгадна ацэньваюць гэтую стабільнасць.Больш высокае выкарыстанне зараднай прылады.Двунакіраваныя парты таксама з'яўляюцца хуткаснымі зараднымі прыладамі пастаяннага току — тое ж самае абсталяванне магутнасцю 30–60 кВт прыносіць прыбытак ад зарадкі на працягу дня і прыбытак ад сеткі, калі транспартныя сродкі прастойваюць.Зніжэнне кошту падключэння да сеткі.Хаб, які можа адводзіць 100–200 кВт ад транспартных сродкаў, а таксама яго BESS (базавая сістэма электраэнергіі), можа забяспечваць меншы аб'ём электрасеткі, адклаўшы мадэрнізацыю трансфарматараў, якая звычайна каштуе ад пяці да шасцізначных лічбаў.Устойлівасць як паслуга.Падчас адключэння электраэнергіі вузел можа падключацца да ізаляванай сеткі і сілкаваць крытычныя нагрузкі з аб'яднанага пула акумулятараў — гэтая функцыя ўсё часцей дазваляе выйграваць муніцыпальныя і аўтамагістральныя тэндэры.

Стэк каштоўнасцей: адкуль насамрэч паступае даход ад V2G

Не ўсе патокі стварэння каштоўнасці аднолькавыя. У табліцы ніжэй параўноўваюцца чатыры механізмы атрымання даходу, даступныя для цэнтра BESS з падтрымкай V2G, з рэалістычнымі чаканнямі для аб'екта класа 1 МВт·г.

Практычны вывад: спачатку рэалізуюцца два патокі праграм па зніжэнні попыту і павелічэнні магутнасці. Рэгуляванне частаты ўскладняе працу (рэагаванне менш чым за секунду, папярэдняе тэсціраванне) і павінна ўключацца толькі пасля таго, як будзе правераны цыкл кіравання EMS.

Тэхнічныя патрабаванні: стандарты, абсталяванне і кіраванне

V2G-хаб добры настолькі, наколькі добры яго стэк узаемадзеяння. Тры стандарты вызначаюць сучаснае пакаленне двухбаковай зарадкі:

• ISO 15118 (падключы і зарадка):апрацоўвае бяспечную аўтэнтыфікацыю і двухбаковае планаванне зарадкі паміж транспартным сродкам і зараднай прыладай праз канал сувязі.
• ДЫН 70121:профіль хуткай зарадкі пастаяннага току, які рэалізуе большасць камерцыйных зарадных прылад V2G, разам са стандартам ISO 15118 для шырокай сумяшчальнасці з транспартнымі сродкамі.
• OCPP 2.0.1:пратакол «зарадная прылада-сетка», які перадае паведамленні DeviceModel і SmartCharging, неабходныя для цэнтралізаванага кіравання EMS, замяняючы абмежаваны набор функцый OCPP 1.6J для двухбаковай працы.

Выбар абсталявання гэтак жа вырашальны. Лінейка [станцыя зарадкі V2G] ад MIDA (https://www.midapower.com/v2g-charger-station/) ілюструе спектр памераў, даступных у цяперашні час для разгортвання хабаў:

За зараднай прыладай знаходзіцца двухнакіраваны сілкавы модуль — кампанент, які з высокай эфектыўнасцю пераўтварае пастаянны ток акумулятара назад у пераменны ток сеткі. MIDA вырабляе сілавыя модулі V2G магутнасцю 20–45 кВт і двухнакіраваныя модулі пераменнага току-пастаяннага току магутнасцю 20–62,5 кВт (https://www.midapower.com/ev-charging-module/), што азначае, што інтэгратары хабаў могуць падбіраць колькасць модуляў у адпаведнасці з патрабаваннямі да электраэнергіі на аб'екце, замест таго, каб купляць занадта вялікія зарадныя прылады. Выбар модульнага двухнакіраванага сілкавання — найлепшая абарона ад будучых патрабаванняў да сеткавых паслуг: даданне другога модуля ў шафу танней і хутчэй, чым замена ўсёй зараднай прылады.

Рэалістычная эканоміка і рызыкі, якія аператары павінны ацэньваць

Найбольш распаўсюджаная памылка V2G — гэта пабудова бізнес-кейса на адным патоку даходу. Транспартны сродак магутнасцю 50 кВт, які разраджае 2 гадзіны ў дзень з арбітражным спрэдам 0,15 долара ЗША/кВт·г, зарабляе прыкладна 5400 долараў ЗША ў год — рэальныя грошы, але не трансфармацыйныя, і спажывае прыкладна 180 поўных цыклаў зарадкі ад акумулятара аўтамабіля ў год.

Тры рызыкі, якія дамінуюць у эканоміцы V2G:

1. Дэградацыя батарэі.Кожны цыкл разрадкі спрыяе старэнню акумулятара транспартнага сродку. Умовы кантракту павінны кампенсаваць уладальніку транспартнага сродку кошт цыклаў выкарыстання, звычайна ў параўнанні з гарантыяй вытворцы акумулятара на тэрмін службы. Не меркавайце, што гарантыя вытворцы арыгінальнага абсталявання распаўсюджваецца на працу V2G — праверце дакумент. 2.Даступнасць аўтапарка.Транспартныя сродкі — гэта, перш за ўсё, актывы, якія прыносяць прыбытак. Акно адпраўкі аўтапарка а 17:00 — гэта менавіта той час, калі адбываюцца падзеі рэагавання на попыт. Заключайце кантракты толькі на гарантаваныя перыяды прастою, а служба экстранай медыцынскай дапамогі (ЭМС) хай разглядае энергію транспартных сродкаў як перарывістую. 3.Даўгавечнасць праграмы.Праграмы V2G для камунальных службаў хутка развіваюцца. Структуруйце абсталяванне і праграмнае забеспячэнне EMS такім чынам, каб цэнтр мог пераключацца з адной праграмы на іншую (або на чыстую працу BESS) без пераробкі.

Праектаванне хаба BESS, гатовага да V2G: практычная паслядоўнасць

Аператары, якія ацэньваюць V2G, павінны прытрымлівацца паэтапнага шляху, які абараняе бесперабойную працу і капітал:

1. Спачатку разгарніце BESS.[Інтэграваная зарадная прылада BESS] (https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/) забяспечвае камфортную зарадку і ўстойлівасць з першага дня без залежнасці ад транспартнага сродку.Выбірайце абсталяванне, гатовае да двухнакіраванай перадачы дадзеных.Укажыце зарадныя прылады і модулі харчавання з падтрымкай ISO 15118 і OCPP 2.0.1, нават калі рэгістрацыя V2G пачнецца пазней. 3.Зарэгіструйце палонныя флоты.Пачніце з транспартных сродкаў, якімі вы кіруеце — карпаратыўных аўтапаркаў, пулаў арэнды або парковак з працяглым знаходжаннем — дзе кантракты на даступнасць простыя. 4.Падключыце агрэгатар або ўтыліту.Выкарыстоўвайце BESS для замацавання прапанаванай вамі магутнасці; V2G затым дадае маржу акрамя гарантаванага базавага ўзроўню. 5.Штомесяц кантралюйце і перабалансуйце.Адсочвайце выкарыстанне цыклаў, даход з кожнага патоку і час бесперабойнай працы зараднай прылады. Перараўноўвайце правілы дыспетчарскай працы па меры змены тарыфаў і праграм.

Такі хаб спалучае ў сабе лепшае з абодвух светаў: дэтэрміністычную эканоміку стацыянарнага захоўвання энергіі сёння і апцыянальную каштоўнасць аўтамабільных акумулятараў заўтра, па меры таго, як рынкі двухнакіраваных транспартных сродкаў і электрасеткі развіваюцца разам.

Часта задаваныя пытанні

1. У чым розніца паміж V2G і V2H у зарадным хабе?V2H забяспечвае энергіяй будынак за лічыльнікам, не экспартуючы энергію ў сетку, у той час як V2G экспартуе энергію праз лічыльнік або кампенсуе вымераны попыт. У вузлавой сетцы зніжэнне попыту V2B (ад транспартнага сродку да будынка) звычайна з'яўляецца найбольш выгадным і самым простым у рэалізацыі варыянтам двухбаковай зарадкі.

2. Ці пашкоджвае V2G акумулятары электрамабіляў?Дадатковыя цыклы разрадкі спрыяюць старэнню акумулятара, але ўплыў невялікі, калі кантраляваць глыбіню разрадкі, тэмпературу і колькасць цыклаў. Аператары павінны пацвердзіць, што гарантыя арыгінальнага вытворцы аўтамабіля распаўсюджваецца на працу V2G і кампенсаваць уладальнікам выкарыстанне цыклаў.

3. Ці можа V2G замяніць стацыянарную BESS?Не. Прапускная здольнасць V2G перарываецца і залежыць ад прысутнасці і рэгістрацыі транспартных сродкаў. Стацыянарная сістэма BESS забяспечвае стабільную, заўсёды даступную прапускную здольнасць; V2G — гэта дадатковы ўзровень, які дадае дыспетчарскую энергію з нізкімі дадатковымі выдаткамі.

4. Якія стандарты павінны падтрымліваць зарадныя прылады V2G?ISO 15118 для падключэння і зарадкі і двухбаковага планавання, DIN 70121 для ўзаемадзеяння зарадкі пастаянным токам і OCPP 2.0.1 для кіравання на аснове EMS. Старыя разгортванні OCPP 1.6J звычайна патрабуюць абнаўлення прашыўкі або абсталявання для поўнай двухбаковай працы.

5. Якія ўзроўні магутнасці даступныя для камерцыйнага V2G сёння?Магутнасць камерцыйных двухнакіраваных зарадных прылад пастаяннага току складае ад 15 кВт да 60 кВт на порт. MIDA прапануе зарадныя станцыі V2G магутнасцю 15–30 кВт, 22–44 кВт і 30–60 кВт з раздымамі CCS і CHAdeMO, якія сілкуюцца ад двухнакіраваных модуляў магутнасцю 20–45 кВт.

6. Як BESS і V2G размяркоўваюць нагрузку па дыспетчарскай працы?Служба экстранай медыцынскай дапамогі цэнтра прыярытэтызуе актывы: спачатку стацыянарныя акумулятары (фіксаваныя), затым зарэгістраваныя транспартныя сродкі з вядомым часам адпраўлення (гнуткія), а затым скарачэнне нагрузкі. Такая іерархія гарантуе прадастаўленне паслуг пры максімізацыі даходу.

7. Які самы хуткі спосаб пачаць атрымліваць прыбытак ад V2G?Разгарніце інтэграваны зарадны цэнтр BESS з абсталяваннем, гатовым да двухнакіраванай працы, зарэгіструйце ўласны парк электраэнергіі і нацэльвайцеся на зніжэнне платы за попыт, а таксама на праграму рэалізацыі магутнасцей камунальных службаў. Гэтыя два патокі атрымліваюцца ў выніку манетызацыі на працягу некалькіх месяцаў, перш чым будуць заключаны больш складаныя кантракты на рэгуляванне частаты.