Ειδική Σειρά V2G (II): Εις βάθος ανάλυση της «ντετερμινιστικής» αρχιτεκτονικής συστήματος V2G

Στην προηγούμενη θεματική σειρά V2G (1), με τίτλο «Στο Έτος Εμπορευματοποίησης, η Κίνα και η Ευρώπη έχουν ακολουθήσει διαφορετικές τεχνολογικές οδούς», διερευνήσαμε τις διαφορές μεταξύ V2G στην Κίνα και την Ευρώπη, καθώς και το μακροοικονομικό υπόβαθρο και τις εμπορικές δυνατότητες της αλληλεπίδρασης με το δίκτυο οχημάτων. Όταν η βιομηχανία εισέρχεται στη «ζώνη των βαθέων υδάτων», η συνέπεια της τεχνολογικής εφαρμογής γίνεται το βασικό εμπόδιο για την εμπορευματοποίηση μεγάλης κλίμακας.

Η ουσία του V2G δεν είναι η φόρτιση και η εκφόρτιση, αλλά η μετατροπή των αυτοκινήτων σε περιουσιακά στοιχεία δικτύου – σε αυτό το τεύχος, θα εμβαθύνουμε στα βασικά τεχνολογικά στοιχεία που πρέπει να διαθέτει μια ώριμη λύση V2G στην Ευρώπη.

Στις εφαρμογές V2G (Vehicle to Grid - Οχήματα προς Δίκτυο), τα πρωτόκολλα επικοινωνίας είναι ζωτικής σημασίας, καθώς επιτρέπουν την αξιόπιστη, ασφαλή και τυποποιημένη ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ ηλεκτρικών οχημάτων, σταθμών φόρτισης, φορέων εκμετάλλευσης δικτύου και ενδιαφερομένων μερών ηλεκτρικών οχημάτων. Αυτά τα πρωτόκολλα διατρέχουν ολόκληρη την αλυσίδα επικοινωνίας και χρησιμοποιούνται για την επίτευξη προηγμένης επικοινωνίας μεταξύ ηλεκτρικών οχημάτων και σταθμών φόρτισης για αμφίδρομη μετάδοση ισχύος.

Το πρότυπο ISO 15118-20 κυκλοφόρησε το 2022, θέτοντας τα θεμέλια για την αμφίδρομη φόρτιση και θα είναι υποχρεωτικό για όλους τους νεόκτιστους δημόσιους και ιδιωτικούς σταθμούς φόρτισης (Mode 3) από τον Ιανουάριο του 2027. Το πρότυπο ISO 15118-20 προσθέτει έναν λεπτομερή μηχανισμό διαπραγμάτευσης μεταξύ ηλεκτρικών οχημάτων και σταθμών φόρτισης, συμπεριλαμβανομένης της δυναμικής τιμολόγησης και των σημάτων που σχετίζονται με τη συμφόρηση του δικτύου.

Το ISO 15118-20 είναι η μόνη νομική εξελικτική πορεία για την εφαρμογή της λειτουργικότητας V2G. Σε σύγκριση με το παραδοσιακό ISO 15118-2, στο νέο πρότυπο έχει δοθεί κεντρική θέση και οι τεχνολογικές του ανακαλύψεις αντικατοπτρίζονται κυρίως στα εξής:

• ◉ Αμφίδρομος έλεγχος ροής ισχύος (Δυναμικός έλεγχος):επιτυγχάνει λεπτότερη ρύθμιση P (ενεργή) και Q (άεργη), υποστηρίζοντας την απόκριση συχνότητας δικτύου.
• ◉ Κρυπτογράφηση ασφαλείας πολλαπλών επιπέδων:Εισάγει αυστηρότερο πρωτόκολλο TLS 1.3 και αμοιβαίο έλεγχο ταυτότητας πιστοποιητικών για να διασφαλίσει την ασφάλεια δικτύου των περιουσιακών στοιχείων των οχημάτων όταν αυτά συνδέονται στο δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.
• ◉ Συνδέστε και φορτίστε:Σε σενάρια V2G, η επαλήθευση ταυτότητας δεν γίνεται μόνο για την χρέωση, αλλά και για τη δημιουργία της ρίζας εμπιστοσύνης του οχήματος ως «κινητής μονάδας αποθήκευσης ενέργειας».

Μηχανική αναδιάρθρωση τριβάθμιας αρχιτεκτονικής

Η ουσία του V2G δεν είναι μια στοίβα υλικού τύπου «όχημα+σωρός», αλλά μια ανακατασκευή συστημάτων κατανεμημένης παραγωγής στο πλαίσιο του συστήματος πρόσβασης στο δίκτυο. Ένα κατάλληλο σύστημα V2G συνδεδεμένο στο δίκτυο πρέπει να έχει τρία επίπεδα συνεργατικών δυνατοτήτων: ηλεκτρικό επίπεδο (ανταλλαγή ενέργειας): επίλυση της υψηλής απόδοσης και της χαμηλής αρμονικής (THD<3%) έγχυσης αμφίδρομων μετατροπέων AC/DC. Επίπεδο ελέγχου (απόκριση αλγορίθμου): Η εστίαση είναι στην τοπική εφαρμογή του ελέγχου πτώσης συχνότητας και του αλγορίθμου σφάλματος ride-through (FRT). Επίπεδο συστήματος (πιστοποίηση συμμόρφωσης): Αντιμετώπιση της συνολικής πιστοποίησης συνέπειας του συνδυασμού «σωρού καλωδίων οχημάτων», ο οποίος αποτελεί «υποχρεωτικό εισιτήριο» για την παγκόσμια επέκταση στην Ευρώπη.

Δημιουργία «ντετερμινιστικού» ελέγχου: τρεις βασικοί αλγόριθμοι

3, Εφαρμογή σε επίπεδο λύσης: Σχεδιασμός αρχιτεκτονικής πλατφόρμας συνάθροισης V2G

Μια λύση V2G με βάθος στον κλάδο δεν είναι απλώς μια λύση «σωρού+οχήματος», αλλά μάλλον η κατασκευή ενός οικοσυστήματος κλειστού βρόχου EV-EVSE-CPO-EMS.

4, Ντετερμινιστική αρχιτεκτονική συστήματος V2G

Η πρώτη μηχανική απόφαση είναι: Πού πρέπει να τοποθετηθεί ο μετατροπέας; Αυτό καθορίζει τη διαδικασία πιστοποίησης και τα όρια τεχνικής ευθύνης.

5、 Πιστοποίηση και Πρόσβαση

Για τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων, το κατά πόσον ένα προϊόν μπορεί να περάσει την αξιολόγηση εξαρτάται από την κατανόησή τους για το τυποποιημένο σύστημα, συμπεριλαμβανομένων τωνRfG (ΕΕ 2016/631), ΕΝ 50549-1, καιΕΝ 50549-10.

6, Επισκόπηση του κλάδου: Το σημείο καμπής του 2026 έφτασε

Ο ανταγωνισμός του V2G δεν είναι ανταγωνισμός ισχύος, αλλά ανταγωνισμός ακρίβειας ελέγχου και βάθους συμμόρφωσης. Η ιεράρχηση των πλατφορμών υλικού που υποστηρίζουν το ISO 15118-20 και η υιοθέτηση μιας προσέγγισης μηχανικής συστημάτων είναι το πραγματικό τεχνολογικό εμπόδιο.