Умацаванне стабільнасці электрасеткі з дапамогай размеркаваных сетак BESS

Хуткі адказ:Размеркаваныя сеткі BESS умацоўваюць стабільнасць сеткі, разгортваючы мноства невялікіх [акумулятарных назапашвальнікаў](https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) па ўсім рэгіёне — на складах аўтапарка, зарадных вузлах аўтамагістралей, у камерцыйных будынках і на сонечных пляцоўках — і аб'ядноўваючы іх з дапамогай праграмнага забеспячэння для кіравання энергіяй у віртуальную электрастанцыю (VPP), якая забяспечвае аператару сеткі паслугі па рэгуляванні частаты, падтрымцы напружання, ліквідацыі пікавых нагрузак і падтрымцы ўстойлівасці. Паколькі рэагаванне адбываецца лакальна (менш чым за адну секунду для частаты, імгненна для напружання), размеркаванае захоўванне пераўзыходзіць буйныя цэнтралізаваныя станцыі па хуткасці і надзейнасці, і не патрабуе новых калідораў перадачы. Для ўладальнікаў кожная размеркаваная адзінка атрымлівае некалькі патокаў даходу — плацяжы за магутнасць, арбітраж энергіі, эканомію на плаце за попыт і даход ад дапаможных паслуг — у той час як сетка ў цэлым становіцца найбольш гнуткім актывам сеткі. Еўрапейскі і паўночнаамерыканскі рынкі ўжо плацяць 30–120 долараў ЗША/МВт·г за хуткую рэакцыю на частату, што робіць размеркаваныя сеткі BESS адным з самых хуткарослых сегментаў інфраструктуры сеткі.

Асноўныя высновы:

• Размеркаваныя сеткі BESS пераўтвараюць тысячы невялікіх адзінак захоўвання дадзеных у адзін гнуткі сеткавы актыў, забяспечваючы паслугі, з якімі цэнтралізаваныя заводы не могуць параўнацца па хуткасці або лакальнасці.
• Рэгуляванне частаты — гэта паслуга з найбольшай каштоўнасцю: рэагаванне за менш чым секунду прыносіць 30–120 долараў ЗША/МВт·г плацяжоў за магутнасць на асноўных рынках.
• Слоі агрэгацыі (платформы EMS + VPP + OCPP 2.0.1 + ISO 15118) ператвараюць раскіданыя батарэі ў адзіны рэсурс, які можна адпраўляць.
• Тыя ж размеркаваныя блокі спачатку абслугоўваюць сваю базу — зніжаючы плату за попыт на 20–40 %, — а потым прадаюць гнуткасць сетцы.
• Модульнае абсталяванне для захоўвання дадзеных са стандартным пратаколам з'яўляецца спрыяльным узроўнем: толькі стандартызаваныя прылады могуць аб'ядноўвацца эканамічна эфектыўна ў вялікіх маштабах.

Чаму стабільнасць электрасеткі становіцца размеркаванай праблемай

Рэгіянальны аператар электрасеткі на поўдні ЗША назірае за вячэрнім ростам магутнасці: выпрацоўка сонечнай энергіі падае, нагрузка кандыцыянераў расце, а 30-хвілінны градыент чыстай нагрузкі штогод павялічваецца, паколькі аднаўляльныя крыніцы энергіі выцясняюць цеплавыя электрастанцыі. Інструментарый аператара мінулага — буйныя пікавыя газавыя крыніцы і цэнтралізаванае захоўванне — дарагі ў будаўніцтве, павольна рэагуе (2–10 хвілін) і размешчаны далёка ад перагружаных размеркавальных ліній, дзе фактычна ўзнікаюць праблемы з напружаннем. Тым часам кожны зарадны цэнтр для электрамабіляў, камерцыйны дах і лагістычны склад у рэгіёне з'яўляюцца патэнцыйным аб'ектам захоўвання, які прастойвае.

Стабільнасць электрасеткі становіцца размеркаванай праблемай па трох структурных прычынах. Па-першае, пранікненне аднаўляльных крыніц энергіі пагаршае сінхронную інерцыю: адхіленні частаты павялічваюцца і з'яўляюцца хутчэй, патрабуючы рэагавання за секунды, а не за хвіліны. Па-другое, генерацыя перамяшчаецца на мяжу размеркавання (сонечныя батарэі на дахах, камунальныя акумулятары энергіі, таму праблемы з напружаннем і перагрузкай лакалізуюцца на лініях, якія цэнтральныя электрастанцыі не могуць заўважыць, не кажучы ўжо пра тое, каб выправіць. Па-трэцяе, пашырэнне перадач адбываецца павольна і дорага — новыя калідоры займаюць 7-10 гадоў і мільярды інвестыцый, — у той час як размеркаваныя батарэі разгортваюцца за месяцы ў кропцы неабходнасці. У выніку атрымліваецца архітэктура сеткі, дзе паслугі стабільнасці ўсё часцей забяспечваюцца паркамі невялікіх, каардынаваных акумулятараў, а не некалькімі буйнымі электрастанцыямі.

Анатомія грыд-сэрвісаў: што насамрэч прадае размеркаваная BESS

Размеркаваныя падраздзяленні BESS атрымліваюць прыбытак, прадаючы шэсць розных паслуг, кожная з якіх мае свой час рэагавання, працягласць і структуру рынку:

Рэгуляванне частаты з'яўляецца асноўнай паслугай, таму што яна манетызуе вызначальную перавагу размеркаваных акумулятараў: хуткасць. Літый-іённы акумулятар можа набраць магутнасць ад нуля да поўнай менш чым за 100 мілісекунд і падтрымліваць гэты водгук бясконца доўга — гэта магчымасць, да якой цеплавыя электрастанцыі не могуць дацягнуцца і за якую рынкі плацяць па высокіх тарыфах. Падтрымка напружання выкарыстоўвае лакальнасць: акумулятар, размешчаны на перагружанай лініі харчавання, рэгулюе напружанне менавіта там, дзе яно неабходна, пазбягаючы страт і затрымкі дыстанцыйнага ўвядзення напружання.

Цэнтралізаваная супраць размеркаванай: параўнанне архітэктуры

Гэта параўнанне тлумачыць кірунак развіцця галіны: хоць цэнтралізаваныя электрастанцыі застаюцца неабходнымі для захоўвання энергіі ў вялікіх аб'ёмах, мінімальныя інвестыцыі ў стабільнасць сеткі ўсё часцей накіроўваюцца ў размеркаваныя сеткі, бо яны хутчэй будуюцца, таннейшыя за МВт і па сваёй сутнасці больш устойлівыя.

Архітэктура: як арганізавана размеркаваная сетка BESS

Размеркаваная сетка BESS — гэта трохслаёвая сістэма.апаратны ўзровень— гэта парк стандартызаваных блокаў захоўвання дадзеных — акумулятарных блокаў, двухнакіраваных модуляў харчавання і зарадных прылад — кожны з якіх мае лакальную сістэму кіравання будынкам (BMS) і абарону.кантрольны пласт— гэта сістэма кіравання электраэнергіяй на ўзроўні сайта, якая выконвае аптымізацыю зарадкі і попыту для хост-сайта, падтрымлівае запас зарада батарэі і прадастаўляе стандартны інтэрфейс для каманд сеткі.агрэгацыйны пласт— гэта размеркаваная сістэма кіравання энергетычнымі рэсурсамі (VPP), якая аб'ядноўвае сотні ці тысячы адзінак у адзін дыспетчарскі партфель і прапануе яго на рынку.

Тры стандарты пратаколаў робяць пласты ўзаемасумяшчальнымі:

• OCPP 2.0.1кіруе зараднай прыладай і назапашвальнікам па ўсёй сетцы, дадаючы бяспеку TLS і стандартызаваныя прымітывы разумнай зарадкі, якіх няма ў старых рэалізацыях 1.6J.
• ISO 15118 (у тым ліку -20)пашырае аўтапарк на акумулятары аўтамабіляў, таму [электрамабілі з падтрымкай V2G](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) у дэпо становяцца дадатковай размеркаванай магутнасцю.
• OpenADR 2.0b / DNP3 / IEC 61850падключыць узровень агрэгацыі да камунальных службаў і аператараў перадатчыкаў для падзей аварыйнага аднаўлення, сігналаў рэгулявання і тэлеметрыі.

Інжынерны прынцып заключаецца ў тым, што кожны блок павінен быць індывідуальна прыбытковым на сваім месцы — за кошт эканоміі на тарыфах, арбітражу і даходу ад спагнання платы за паслугі — перш чым ён будзе адпраўлены на карыстанне сеткавымі паслугамі. Даход ад сеткі — гэта станоўчы фактар, а эканоміка месцазнаходжання — гэта ніжняя мяжа. Менавіта гэта робіць размеркаваныя сеткі прывабнымі для фінансавання: бізнес-кейс кожнага блока не залежыць ад валацільных цэн на дапаможныя паслугі.

Рэальныя шаблоны разгортвання

У сучасных размеркаваных сетках BESS дамінуюць тры мадэлі разгортвання, кожная з якіх прывязвае сховішча да фізічнага выпадку выкарыстання.

Дэпо аўтапарка і зарадныя вузлы.Захоўванне ў дэпо скарачае пік зарадкі, а затым прадае рэгуляваную магутнасць у пазапрацоўныя гадзіны. Інтэграваныя станцыі MIDA [482 кВтг/320 кВт](https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) і [625 кВтг/400 кВт](https://www.midapower.com/400kw-625kwh-bess-charger-station-mobile-charging-battery-energy-storage-system-product/] выконваюць менавіта гэтую ролю: акумулятар буферызуе зарадку аўтапарка, у той час як кантракт VPP манетызуе перыяд прастою. Дэпо, якое абслугоўвае 30 аўтобусаў, звычайна дае ў сетку 500 кВт–1,5 МВт гнуткай магутнасці без спецыяльнага месца для захоўвання.

Кластары зарадкі на аўтамагістралях і камерцыйных аўтамабілях.Некалькі станцый магутнасцю 120–400 кВт уздоўж калідора аб'яднаны ў рэгіянальны партфель, што забяспечвае зніжэнне пікавых нагрузак на кожнай пляцоўцы і рэгуляванне частаты для аператара перасылальнай сістэмы. Паколькі абсталяванне стандартызаванае і сумяшчальнае з пратаколамі, аб'яднанне — гэта хутчэй праграмнае заданне, чым мадэрнізацыя абсталявання.

Сонечныя інтэграваныя і аўтаномныя сістэмы.Размеркаваныя сонечныя батарэі з назапашвальнікамі энергіі, такія як аўтаномная сонечная зарадная прылада MPPT ад MIDA [200 кВт/120 кВт аўтаномнай сонечнай батарэі] (https://www.midapower.com/200kwh-120kw-mobile-ev-charger-off-grid-solar-mppt-dc-fast-charging-station-product/), забяспечваюць стабільную выпрацоўку аднаўляльнай энергіі і магчымасць аўтаномнай працы. У рэгіёнах са слабымі сеткамі гэтыя батарэі забяспечваюць устойлівасць, якую не могуць забяспечыць цэнтралізаваныя актывы: яны падтрымліваюць крытычныя нагрузкі ў сетцы падчас адключэнняў.

Бізнес-мадэлі і крыніцы даходу

Аператары манетызуюць размеркаваныя сеткі праз пяць шматслаёвых крыніц даходу:

1. Арбітраж попыту і платы за энергію на месцы, дзе яна знаходзіцца— Зніжэнне спажывецкага попыту на 20–40% плюс эканомія энергіі TOU (базавы ўзровень, які аплачвае акумулятар). 2.Рэгуляванне частаты і дапаможныя паслугіпраз кантракты з АСП або ўдзел агрэгатара — 30–120 USD/МВт·г плацяжоў за магутнасць. 3.Удзел на рынку магутнасцейкалі захоўванне адпавядае патрабаванням — штогадовыя плацяжы за абавязацельствы па выкарыстанні рэсурсаў для скіду вады падчас дэфіцытных выпадкаў. 4.DR і кантракты на гнуткасцьз камунальнымі паслугамі — плацяжы за кожную падзею за запланаванае скарачэнне або ўвядзенне. 5.Паслугі аўтапарка V2G— акумулятары транспартных сродкаў, адпраўленыя ў перыяд рэгулявання, з аплатай за МВт·г энергіі звыш уласнай магутнасці станцыі.

Складанне працуе таму, што паслугі дыферэнцыраваныя па часе: акумулятар не можа рэгуляваць частату і адначасова зніжаць пік, але пік прыпадае на 16:00–18:00, рэгуляванне попыту бесперапыннае, а вокны начной зарадкі аўтапарка асобныя — EMS плануе кожную магчымасць у свой уласны часовы інтэрвал.

Рэалізацыя сеткі: што павінны рабіць аператары

Размеркаваныя сеткі BESS даказалі сваю эфектыўнасць у вялікіх маштабах, але прыбытак атрымліваюць аператары, якія выконваюць асноўныя прынцыпы:

1. Стандартызаваць абсталяванне.Абярыце адно сямейства модульных прадуктаў з падтрымкай OCPP 2.0.1 і ISO 15118 на ўсіх сайтах — эканоміка агрэгацыі абваліцца, калі кожны сайт выкарыстоўвае розныя пратаколы. 2.Замацаваць кожную адзінку спачатку ў эканоміцы месцазнаходжання— эканомія за кошт платы за попыт і даход ад платы за энергію павінны апраўдаць базавае бізнес-абгрунтаванне. 3.Заключыце дамову з агрэгатарам загадзякаб аўтапарк мог прэтэндаваць на рынкі з першага дня, а не пасля шматгадовага працэсу кваліфікацыі. 4.Захоўвайце прастору над галавой пры праектаванні— памер акумулятараў на 20–30% перавышае патрэбы на месцы, каб паслугі электрасеткі ніколі не пагаршалі ўмовы працы кіроўцы. 5.Інструментальнае ўсё— агрэгатары і камунальныя службы будуць адпраўляць у эксплуатацыю вымяральныя прылады з падтрымкай тэлеметрыі; непадключаная магутнасць — гэта мёртвы капітал.

Стабільнасць электрасеткі ўсё часцей становіцца размеркаванай праблемай, і адказам усё часцей з'яўляецца размеркаваная база актываў. Аператары, якія сёння разгортваюць стандартызаваныя, пратакольна-арыентаваныя сховішчы на ​​сваіх аб'ектах, не проста аптымізуюць уласныя выдаткі на энергію — яны становяцца пастаўшчыкамі гнуткасці сеткі ў 2030 годзе, атрымліваючы прыбытак ад інфраструктуры, якая таксама абслугоўвае іх асноўны бізнес. Сеткавы эфект рэальны: кожная дадатковая стандартызаваная адзінка робіць агрэгаваны партфель больш каштоўным, больш дыспетчарскім і больш устойлівым — як для аператара, так і для сеткі.

Часта задаваныя пытанні

1. Што такое размеркаваная сетка BESS?Размеркаваная сетка BESS — гэта парк невялікіх акумулятарных акумулятараў, размешчаных на многіх пляцоўках, аб'яднаных праграмным забеспячэннем у адзіны дыспетчарскі рэсурс, які забяспечвае паслугі стабільнасці сеткі, такія як рэгуляванне частаты, падтрымка напружання і ліквідацыя пікавых нагрузак.

2. Як размеркаванае захоўванне энергіі паляпшае стабільнасць электрасеткі ў параўнанні з цэнтралізаванай электрастанцыяй?Размеркаваныя блокі рэагуюць менш чым за адну секунду, размяшчаюцца менавіта там, дзе ўзнікаюць праблемы з напружаннем і перагрузкай, не патрабуюць калідораў перадачы і выходзяць з ладу карэктна па адным блоку за раз, а не як адзіная кропка адмовы.

3. У чым розніца паміж VPP і размеркаванай сеткай BESS?VPP — гэта інтэрфейс агрэгацыі і рынку — праграмны ўзровень, які прапануе размеркаваныя актывы на энергетычных рынках; размеркаваная сетка BESS — гэта парк абсталявання, які аб'ядноўваецца. Гэта два ўзроўні адной сістэмы.

4. Якая паслуга электрасеткі з'яўляецца найбольш каштоўнай для размеркаваных акумулятараў?Рэгуляванне частаты, якое аплачвае 30–120 долараў ЗША/МВт·г магутнасці за менш чым секундны час рэагавання — гэта магчымасць, дзе літый-іённыя акумулятары пераўзыходзяць усе цеплавыя альтэрнатывы.

5. Ці могуць зарадныя станцыі для электрамабіляў удзельнічаць у сеткавых паслугах, не наносячы шкоды кіроўцам?Так. Служба энергазберажэння плануе зарадку электрасеткі ў перыяды па-за пікам нагрузкі і падтрымлівае запас нагрузкі, таму сеансы зарадкі кіроўцаў ніколі не парушаюцца; акумулятар забяспечвае буфер для абодвух патрэб.

6. Якія пратаколы патрэбныя для падключэння акумулятарнай батарэі да электрасеткі?OCPP 2.0.1 для кіравання зараднай прыладай/назапашвальнікам, ISO 15118 для інтэграцыі з боку транспартнага сродку і OpenADR 2.0b, DNP3 або IEC 61850 для сувязі з камунікацыйнымі сеткамі і аператарамі перадатчыкаў.

7. Ці патрэбен мне кантракт на камунальныя паслугі, каб атрымліваць прыбытак ад размеркаванай сістэмы электраэнергетыкі і электраэнергіі (BESS)?Не спачатку — эканомія па тарыфах і арбітраж энергіі даступныя любой пляцоўцы з першага дня; рэгуляванне частаты і плацяжы за магутнасць патрабуюць удзелу агрэгатара або аператара перасылальнай сістэмы, якія большасць аператараў дадаюць пасля таго, як бізнес-кейс пляцоўкі будзе даказаны.