Skaleeritavad BESS-lahendused suure võimsusega elektriautode laadimiskeskustele

Kiire vastus

Skaleeritavus on suure võimsusega elektriautode laadimiskeskuste peamine inseneriväljakutse: tänane nelja laadijaga jaam peab saama homseks kuueteistkümne megavatise laadijaga jaamaks ilma lammutamise ja asendamiseta. Modulaarsed BESS-lahendused vastavad sellele kolmele omavahel kokku kasvavale vormitegurile – kapid (120–300 kWh), integreeritud BESS-laadijad (200–625 kWh sisseehitatud laadimisvõimalusega) ja konteinersüsteemid (1–2 MWh+) – kõiki haldab üks energiahaldussüsteem (EMS), mis käsitleb salvestusruumi, laadijaid ja võrguühendust ühe ressursina. Kuna aku mahtuvust ja toitemooduleid lisatakse jaama töötamise ajal samm-sammult, saavad operaatorid kapitalikulutusi vastavalt liikluse kasvule jaotada, hoida võrguühenduse väikesena ja hakkama saada üleminekuga 120 kW-lt 960 kW-le ja kaugemale MCS-megavatise laadimisele. Rusikareegel: arvesta võrguühenduse suurusest tänase liikluse jaoks, BESS-i arhitektuuri suurusest homse jaoks.

Peamised järeldused

• Modulaarsed vormitegurid – kapis, integreeritud ja konteiner – võimaldavad jaoturitel võimsust kW ja kWh sammudega skaleerida ilma toiminguid peatamata.
• BESS-i järkjärguline juurutamine viib kapitalikulud vastavusse liikluse kasvuga ja väldib esimesel päeval ülekoormamist.
• Jagatud energiahaldussüsteem on skaleeritavuse selgroog: üks juhtimistasandik salvestus-, laadija- ja võrguteenuste jaoks mis tahes skaalal.
• Suure võimsusega jaoturid (480 kW–2 MW) vajavad nimivõimsuse säilitamiseks vedelikjahutusega toitemooduleid ja aku soojushaldust.
• Võrguga piiratud alad kasutavad BESS-i laadimisvõimsuse suurendamiseks ilma trafode uuendamist ootamata.

Suure võimsusega laadimise skaleerimisprobleem

Avaliku laadimise nõudlus ei kasva lineaarselt – see kasvab järk-järgult. Maanteesõlm, mis avatakse nelja 120 kW laadijaga, võib 24 kuu jooksul kolmekordistuda, kuna külgnevad laevastikud elektrifitseeritakse, sundides laienemist kaheteistkümne või kuueteistkümne sadamani. Tavapärane lahendus, mis seisneb suuremas trafos ja rohkemates laadijates, põrkub kahe reaalsusega: trafode uuendamine maksab 50 000–200 000 USA dollarit 12–18-kuulise tarneajaga ning kommunaalteenuste ühenduslepingute üle peetakse valusalt läbirääkimisi. Operaatorid, kes ehitavad tänase liikluse jaoks, piiravad oma kasvu; operaatorid, kes ehitavad homse liikluse jaoks, raiskavad kapitali kasutamata võimsusele.

BESS eraldab laadimisvõimsuse võrgutoitest. Jaotur saab kohe paigaldada suure võimsusega laadijaid, tippkoormuse ajal aku tühjenemisest toita ning võrgust saada piiratud ja stabiilse profiili. Kui liiklus kasvab, lisab operaator akukappe või -konteinereid ja toitemooduleid – mitte trafosid. See on skaleeritavusmudel, millele Euroopa ja Põhja-Ameerika megavatt-klassi jaoturid koonduvad, ning just seetõttu hõlmab MIDA tootesari kappe, integreeritud jaamu ja konteinereid, mis on ehitatud tavaliste toitemoodulite ümber.

Kolm vormitegurit, üks skaleeritavuse lugu

BESS-lahendused suure võimsusega jaoturitele on saadaval kolmes ühilduvas vormis. Nende vahel valimine ei ole kas-või-otsustus – küpsed jaoturid toetavad kõiki kolme:

Ühendav idee: iga vormitegur räägib sama EMS-keelt ja kasutab samu ehitusplokke – kahesuunalist vahelduvvoolu-alalisvoolu muundamist, vedelikjahutusega akuriiuleid ja modulaarseid alalisvoolu toitemooduleid. Operaator saab alustada kahe [integreeritud BESS-laadijaga](https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/), lisada [BESS-laadijakapi](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/), kui laevastiku leping sõlmitakse, ja lisada [2 MWh konteineri](https://www.midapower.com/bess-charger-container/), kui jaotur saavutab megavatise skaala, kasutades selleks ühte juhtimisplatvormi ja ühtset hooldusoskuste komplekti.

Suuruse metoodika: neljast laadijast kahekümne neljani

Praktiline küsimus, mida iga operaator esitab, on „kui palju akut ja millal?“. Allolev suuruse määramise metoodika on osutunud tõhusaks autopargi depoodes, maanteesõlmedes ja sihtkohtades:

1. Modelleeri koormuskõverat.Eeldatavate seansside 12 kuu profiil: seansid päevas, keskmine energia seansi kohta ja saabumisrühmitus. Tipptund (tavaliselt 16:00–20:00 või keskpäev laevastike puhul) määrab väljumisakna. 2.Mõõtke tänase võrguühenduse suurus.Lepingu alusel tuleb võrguvõimsuseks kasutada vaid 60–70% tippkoormusest. Tippkoormuse ajal katab aku vahe. 3.Valige aku suurus vastavalt kasvuetapile.Iga võimsuse juurdekasv (nt +200 kWh) peaks katma järgmised 18–24 kuud koormuse kasvu. See on optimaalne tasakaal kapitalitõhususe ja uuesti pakkumismenetluse sageduse vahel. 4.Lisage võimsust moodulite kaupa.Toitemoodulid (standardvõimsusega 30–60 kW, vedelikjahutusega 40–125 kW) skaleerivad laadija väljundit. Kuna mooduleid saab MIDA-kappides käigult vahetada, ei vaja toite täiendamine uusi laadija korpusi. 5.Hinnake uuesti kord kvartalis.Liiklusandmed toidavad jooksvat plaani; konteinereid saab lisada tavapärase hanketsükli jooksul, kui kasutusaste ületab läve.

Allolev tabel seob tüüpilised jaoturitasemed BESS-i konfiguratsioonidega:

Megavattide piir: 960 kW kuni 2 MWh ja rohkem

Suure koormusega elektrifitseerimine surub laadimisjaamad üle 1 MW piiri, kus kaks dünaamikat muudavad inseneritööd: laadijate võimsustasemed ulatuvad nüüd 600 kW–1,5 MW pistiku kohta (veokite puhul MCS) ja termilisest juhtimisest saab lülituspiirang. Nendel võimsustasemetel on kohustuslikud 500 A+ vedelikjahutusega kaablid ja vedelikjahutusega toitemoodulid – õhkjahutus lihtsalt ei suuda soojustihedust tõrjuda. MIDA [vedelikjahutusega toitemoodulid](https://www.midapower.com/liquid-cooled-power-module/) (40–125 kW) ja 1000 V laia pingega arhitektuurid toetavad megavatt-klassi konfiguratsioone, kusjuures täielikud [BESS-laadimisjaamad](https://www.midapower.com/bess-charging-station/), näiteks 960 kW/2 MWh seade ja 480 kW/1 MWh süsteemid, on loodud just selleks otstarbeks.

Jaotuskeskuste operaatorite jaoks tugevdab megavatt-toite üleminek skaleeritavuse põhimõtet: 2 MWh konteiner ei ole suurem kapp, vaid teist tüüpi energiavara, mis toidab kogu keskuse alalisvoolusiinu. Energiajaotussüsteem arbitraažib konteineri, kappide ja ühendatud sõidukite vahel, tagades, et ühe 600 kW pistiku lisamise piirkuluks on toitemoodul ja kaabel, mitte alajaam.

Võrgustiku piirangud: kui BESS on ainus laienemistee

Paljud kõrgeima väärtusega jaotuskeskuste asukohad – tihedalt asustatud linnapiirkonnad, tööstuspargid, maanteede teeninduspiirkonnad – asuvad küllastunud toitevõrkudel, kus elektriettevõte ei saa aastaid täiendavat võimsust garanteerida. Nendes kohtades ei ole laadimisjaamade laadimisvõimsus majanduslik optimeerimine, vaid pigem võimaldav tehnoloogia. Jaam tarbib oma lepingujärgset võimsust pidevalt, salvestab energiat vähese liiklusega perioodidel (sh öösel) ja pakub laadimisvõimsust, mis ületab oluliselt püsivate akende jaoks ette nähtud ühendusvõimsust. Operaatorid loovad piiratud võrguteenuse peale sisuliselt privaatse mikrovõrgu.

See töörežiim muudab riskiprofiili operaatori kasuks: puudub ühenduste ootamine, nõudlusest tingitud laadimiskatkestused ja klientidele on garanteeritud läbilaskevõime isegi võrgu tippkoormuse ajal. Projekteerimine peab aga hõlmama tugevat saarekaitset ja võrgukoodidele vastavaid invertereid, et jaotur lülituks võrgusündmuste ajal sujuvalt lahti ja ühenduks automaatselt uuesti – vastavust kinnitab piirkondlik sertifikaat (CE, UL, kohalikud võrgukoodid).

Suuremahulise tööga seotud kaalutlused

Riistvara skaleerimine ilma tegevuse skaleerimiseta on see, kuidas keskuse kasumlikkus kaob. Neli tegevusalast sammast hoiavad kasvava keskuse tervena:

1. Üks EMS, üks tõde.Üks energiahaldusplatvorm koondab BESS-i laadimisoleku, laadija koormuse, mõõdetud nõudluse ja võrgusignaalid. Tarnijate killustatud kontroll on skaleeritud jaotuskeskuste kõige levinum rikkeviis. 2.OCPP 2.0.1 ja avatud protokollid.Laadijad ja salvestusseadmed peavad pakkuma EMS-i jaoks vajalikke juhtimis- ja telemeetrialiideseid. OCPP 2.0.1 nutikas laadimine ja seadmehaldusvõimalused on mitme vara koordineerimise praktiline alus. 3.Soojusjuhtimine esmaklassilise süsteemina.Nii akuriiulite kui ka suure võimsusega moodulite vedelikjahutus tuleb arhitektuuri sisse projekteerida, mitte poltidega kinnitada. 960 kW skaalal tähendab isegi 10% termiline langus kuuekohalist tulude kaotust aastas. 4.Koondamine tulu saamiseks.Jaama tasandil on ühe laadija rike kliendikogemuse sündmus, kuid rikkis EMS on tulude katkestus. Paigaldage varukontrollerid, jagage alalisvoolusiin konteinerite vahel ja hoidke kohapeal varutoitemooduleid – vahetatavad moodulid parandavad kolmepäevase rikke 15-minutilise remondiga.

KKK

1. Kuidas muudab BESS laadimiskeskuse skaleeritavaks?BESS lahutab laadimisvõimsuse võrguühenduse võimsusest. Operaatorid lisavad laadijaid ja akude mahtu sammhaaval, joonistades samal ajal piiratud võrguprofiili, vältides trafode uuendamist ja ühenduste viivitusi, mis tavaliselt laiendamist soodustavad.

2. Millised BESS-suurused on suure võimsusega jaoturite jaoks saadaval?Praktiline spekter ulatub kappide laadijatest võimsusega 120–300 kWh, integreeritud BESS-laadijateni võimsusega 200–625 kWh ja konteinersüsteemideni võimsusega 800 kWh–2 MWh. MIDA tootesari hõlmab kõiki kolme tüüpi seadmeid tavalistel võimsusmoodulitel.

3. Kas ma saan BESS-jaoturit laiendada ilma selle tööd peatamata?Jah. Modulaarsed kapid, konteinerid ja vahetatavad toitemoodulid võimaldavad võimsust lisada samal ajal, kui objekti laadimine jätkub. Laiendamine on hanke-, mitte ehitusprojekt.

4. Kui suurt võrguühendust on mul vaja 480 kW BESS-iga jaotuskeskuse jaoks?480 kW jaotur, millel on 625 kWh–1 MWh BESS, töötab tavaliselt 250–400 kVA ühendusel. Aku katab tippnõudluse, samal ajal kui võrk katab keskmise profiili.

5. Miks on vedelikjahutus megavatise võimsuse juures oluline?600 kW–1,5 MW pistiku kohta võimsuse juures ei suuda õhkjahutus võimsuselektroonika ja akuraamide soojustihedust tõrjuda. Vedelikjahutusega moodulid ja kaablid säilitavad nimivõimsuse ja pikaealisuse kõrge ümbritseva keskkonna tingimustes – see on kohustuslik üle umbes 480 kW jaoturi võimsuse.

6. Kuidas valida kappide, integreeritud jaamade ja konteinerite vahel?Kohandage vormitegur kasvufaasiga: integreeritud BESS-laadijad etapiviisiliseks pod-tüüpi juurutamiseks, kapid lisavõimsuse tagamiseks lisaks olemasolevatele laadijatele ning konteinerid jaotuskeskuste energiareservide ja võrguteenuste jaoks skaalal 1 MWh+.

7. Milline roll on EMS-il skaleeritud keskuses?EMS on juhtimistasandi, mis koordineerib aku tühjenemist, laadija koormust, mõõdetud nõudlust ja võrgusignaale kõigis varades. See on see, mis paneb mitme konteineri ja mitme laadijaga jaoturid käituma ühe usaldusväärse ja tuludele optimeeritud süsteemina, mitte osade kogumina.