Energia Kudeatzeko Estrategia Adimendunak BESS Gune Modernoetarako

Erantzun azkarra

Bateriaren energia biltegiratzeko (BESS) kargatzeko gune moderno batek bere energia kudeatzeko estrategian arrakasta edo porrot egiten du, ez bere hardwarean. Energia kudeaketa adimendunak gune mailako energia kudeatzeko sistema (EMS) bat erabiltzen du etengabe erabakitzeko noiz kargatu bateria, nola esleitu potentzia kargagailuen artean eta noiz deskargatu puntako potentzia murrizteko, karga aldatzeko edo eskaerari erantzuteko. Neurtzeko eragin handiena duten hiru estrategiak hauek dira: puntako potentzia murrizteko bidalketa, OCPP 2.0.1 bidezko kargagailuen potentzia mugatzeko sistema dinamikoa eta tarifa-zabalkundeak ustiatzen dituen prezioetan oinarritutako programazioa. Elkarrekin ezarrita, guneko energia-kostua % 20-40 murrizten dute, kargagailuak sarearen mugetatik babesten dituzte eta diru-sarrera berriak sortzen dituzte zerbitzu-programetatik. Artikulu honek EMS hierarkia, estrategia nagusiak eta automatizazioa gune-eskalan fidagarria egiten duten protokoloak azaltzen ditu.

Ondorio nagusiak

• EMS kontrol-garuna da, bateriak, kargagailuak, energia fotovoltaikoa eta sareko tarifak optimizazio-arazo bakarrean lotzen dituena.
• Puntako eskaria murriztea da balio handiena duen estrategia: 15 minutuko eskariaren leihoa mugatzeak tarifa-lerro handiena murrizten du.
• Karga-kudeaketa dinamikoak (DLM) sare-konexio txiki bati kargagailu-flota handiei zerbitzua ematen die.
• Prezioan oinarritutako programazioak eta eskariaren erantzunak biltegiratzea diru-sarrerak lortzeko aktibo bihurtzen dute, ez soilik kostuak saihesteko tresna.
• OCPP 2.0.1, ISO 15118 eta IEC 61851 interoperabilitatea kontrol automatizatuaren oinarri negoziaezina dira.

Zerk egiten du kargatzeko gune bat "adimenduna" gaur egun

Duela hamar urte, ibilgailu elektrikoentzako kargatzeko gune bat neurgailu batera konektatutako kargagailu multzo bat zen. Kargagailu bakoitzak ibilgailuarekin potentzia negoziatzen zuen modu independentean, guneak hartzen zuen gailurra hartzen zuen, eta operadoreak kalteak bateratzen zituen hilabete amaieran. BESS gune adimendun bat egitura aldetik desberdina da: potentzia-fluxu guztiak neurtzen dira, erabaki guztiak optimizatzen dira eta gunea aktibo kontrolagarri bakar gisa jokatzen da.

Hub adimendun baten gaitasun nagusiak hauek dira:

1. Denbora errealeko neurketaguneko kargaren, bateriaren karga-egoeraren (SoC), kargagailuaren potentziaren eta, hala badagokio, fotovoltaikoen sorkuntzaren arabera. 2.Aurreikuspenaibilgailuen eskariaren, eguzki-energiaren ekoizpenaren eta tarifa-leihoen arabera. 3.Optimizazioakostu txikiena edo diru-sarrera handiena lortzen duena, muga fisiko eta kontratualen barruan. 4.Exekuzioakontrol-seinaleak kargagailuetara, bateriaren PCS-ra eta sare elektrikoaren interkonexio-puntura bidaltzen dituena. 5.Betetzeasare elektrikorako konexio-akordioekin, neurketa-arauekin eta zibersegurtasun-eskakizunekin.

Gaitasun horiek gabeko gune bat kargagailu-parke handiago bat besterik ez da. Horiekin, energia-aktibo bihurtzen da, eta operadoreak karga-profil laua agindu eta eman diezaioke zerbitzuari.

EMS hierarkia: gunearen kontrolatzailea, kargagailu sarea, sarearen ertza

Energia kudeaketa adimendunak hiru geruza txertatutan funtzionatzen du, eta inplementazio onenek hirurak koordinatuta mantentzen dituzte:

1. geruza — Gunearen kontrolatzailea (EMS).EMS da erabakiak hartzen dituena. Tarifen datuak, bateriaren osasun-parametroak, kargagailuen egoerak eta aurreikuspen-sarrerak jasotzen ditu, eta ondoren bidalketa-plan bat argitaratzen du: bateriaren karga/deskargatze-puntuak, kargagailu bakoitzeko potentzia-mugak eta sareko inportazio-helburuak. EMS plataforma komertzialek plan hau 1-15 minuturo eguneratzen dute, merkatuaren aldakortasunaren arabera.

2. geruza — Kargagailu sarea.Kargagailuek plana OCPP bidez gauzatzen dute. OCPP 2.0.1-en, EMS-k kargatzeko saio bakoitzean potentzia-muga dinamikoak ezar ditzake denbora errealean, saioak mugatuz gunea bere mugaren barruan mantentzeko. Mekanismo horrek 500 kVA-ko konexio bat 960 kW-ko gai den hub bihurtzen du: kargagailuak potentzia osoan funtzionatzen dute bateria deskargatzen denean, eta deskargatzen ez denean, gutxitzen dira.

3. geruza — Saretaren ertza.Interkonexio puntuak neurgailuen datuak jakinarazten ditu eta, sare adimendunen programetan, kanpoko seinaleak jasotzen ditu: eskaeraren erantzun gertaerak, edukiera enkanteak edo erabilera orduko prezioen pultsuak. EMSak hauek muga edo prezio sarrera gisa tratatzen ditu bere optimizazioan.

Saihestu beharreko hutsegite modua kontrol isolatua da: bateria saltzaile batek kudeatzen badu, kargagailuak beste batek eta fotovoltaikoa hirugarren batek, ez dago optimizatzaile bakar bat ere. Horregatik, [BESS kargatzeko estazio](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) integratutako plataformak —non EMS bateria eta kargagailuekin batera datorren— emaitza hobeak ematen dituzte etengabe, tokian bertan torlojututako pila onenek baino.

Karga Kudeaketa: Puntuko Bizkortzea eta Karga Aldatzea

BESS hub energia kudeaketaren bi estrategia nagusiak puntako kontsumoa murriztea eta karga aldatzea dira. Askotan nahasten dira, baina tarifa osagai desberdinak dituzte helburu.

Gailurraren mozketaGunearen 15 minutuko sare-eskaria mugatzen du. EMSak eskariaren leiho mugikorra kontrolatzen du; proiektatutako gailurra mugara hurbiltzen denean, bateria beharrezko potentzian deskargatzen du. Abantaila eskaera-karga saihestea da, normalean kargatzeko gune baten fakturan kontrola daitekeen kostu handiena. 1,2 MW-ko gailurra eta 15 $/kW-ko tarifa duen gune batean, 300 kW kentzeak urtean 54.000 $ aurrezten ditu.

Karga-aldaketaEnergia-kontsumoa denboran zehar mugitzen du. Bateria ordu puntatik kanpo kargatzen da (energia 0,03-0,06 $/kWh denean) eta kargagailuak elikatzen ditu ordu puntan (energia 0,15-0,30 $/kWh denean). Onura energia-kostuen murrizketa da, eta, merkatu batzuetan, arbitraje-sarrerak.

Beheko taulak estrategiak alderatzen ditu helburuaren, kontrol-abiarazlearen eta aurrezki tipikoen arabera:

Ondo doitutako EMS batek horietako hainbat exekutatzen ditu aldi berean: punta-puntua murriztea, karga tarifa-leihoen artean aldatzea eta DR gertaerei erantzutea prezioa egokia denean.

Eskariaren Erantzuna eta V2G: Biltegiratzea Sarearen Aktibo gisa

Kontagailutik haratago, BESS gune batek malgutasunagatik ordaintzen duten sare-zerbitzuetan parte har dezake. Eskariaren erantzun-programek (DR) guneei ordaintzen diete kontsumoa murrizteko —edo potentzia esportatzeagatik— sarea estresatuta dagoenean. 240 kW-ko gai den BESS batek, lau orduz karga kendu dezakeenak, ia 1 MWh-ko bidalketa-malgutasuna adierazten du, urtean 12.000-36.000 dolar balio duena DR merkatu aktiboetan.

Ibilgailutik sare elektrikora (V2G) logika bera zabaltzen du kamioi edo autobus flotara. Kargagailu bidirekzionalekin eta ISO 15118 gaitutako ibilgailuekin, biltegi batek aparkatutako ibilgailuen bateriak zentral elektriko birtual gisa batu ditzake. Funtzionatzeko konplexuagoa da —flotaren erabilgarritasun mugak errespetatu behar dira—, baina gutxi erabiltzen den aktibo handiena (aparkatutako flotaren bateriak) diru-sarrera bihurtzen ditu. Operadore gehienek V2G ezartzen dute puntako energia murriztea eta DR frogatuta daudenean, horiek ez baitute ibilgailuaren aldeko lankidetzarik behar.

Adimen Artifizialean Oinarritutako Ordutegia eta Kontrol Aurreikusgarria

EMS estatiko arau-oinarrituak —"16:00etatik 21:00etara deskargatzea"— dirua mahai gainean uzten du, benetako kargak eta prezioak egunero aldatzen baitira. Kontrol prediktiboak aurreikuspena gehitzen du: EMSak biharko kargatzeko eskaria aurreikusten du flotaren telematikatik abiatuta, eguzki-irteera eguraldi-datuetatik abiatuta eta prezioa tarifa-egutegietatik abiatuta, eta gero bateriaren plana optimizatzen du horizonte osoan zehar.

Makina-ikaskuntzaren hobekuntzak are gehiago doaz, gune baten asteroko ereduak ikasiz eta bidalketa-politika automatikoki egokituz. Jarduera-guneetan neur daitezkeen emaitza hauek dira:

• % 10-20ko kostu gehigarri murrizketaarauetan oinarritutako bidalketaren gainetik, bateriaren zikloen denbora hobetik;
• Bateria-ziklo gutxiago zerbitzatutako kilowatt-orduko, ziklo-bizitza luzatzea deskarga-potentzia benetako kargara egokituz;
• Hobetutako gailurraren betetzeaarauak huts egiten duten egun anormaletan (oporrak, bero-boladak, ekitaldiak).

[2 MWh 960 kW megawatt-eko BESS kargatzeko estazio](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) baterako, non gaizki denboratutako ziklo batek ehunka dolar kostatu dezakeen degradazioan eta eskariaren gainkargetan, kontrol prediktiboa ez da luxu bat, funtzionamendu-estandarra baizik.

Protokoloen elkarreragingarritasuna: OCPP 2.0.1 eta ISO 15118

Goian deskribatutako estrategia adimendun guztiak EMSak kargagailuekin eta ibilgailuekin hizkuntza komun bat hitz egitearen mende daude. Hiru protokolok definitzen dute hizkuntza hori:

• OCPP 2.0.1— kargagailutik atzeko aldeko estandarra. Bere SmartCharging funtzionalitateari esker, EMSk saio bakoitzeko potentzia mugak, transakzio kontrolak eta gailuen kudeaketa urrunetik ezar ditzake. OCPP 1.6J ordezkatzen du hub berrietarako, segurtasun hobea (TLS), akatsen kudeaketa hobea eta kargatze adimendun natiboa duelako.
• ISO 15118— ibilgailutik kargagailurako estandarra. Plug & Charge-k ibilgailua autentifikatzen du, eta protokoloak ibilgailuaren bateriaren egoera eta kargatzeko mugak EMSra eramaten ditu, kargatzeko abiadura finkoaren ordez saio benetan optimizatuak ahalbidetuz.
• IEC 61851— kargagailu moderno guztiek ezartzen duten oinarrizko EVSE seinaleztapen estandarra, eta OCPP eta ISO 15118 arauek zabaltzen dutena.

Hirurak zehaztea erosketa unean da hub-aren jabeak eros dezakeen aseguru-polizarik merkeena. Bermatzen du [EV azpiegiturarako BESS](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) edozein EMS modernok erabil dezakeela, etorkizuneko DR programetan sartu ahal izango dela eta edozein OEM-ko ibilgailuak onar ditzakeela egokitzailerik gabe.

Ondorioa

Energia kudeaketa adimenduna da BESS hub bat bateria pila batetik bereizten duena. EMSak —punta-murrizketaren logika, karga kudeaketa dinamikoa, tarifa-jakintsua den programazioa eta protokolo irekiak dituena— biltegiratzea kostuak murrizteko eta diru-sarreren makina bihurtzen du, kargagailu guztiak hornituta mantenduz. Operadoreek plataforma integratua lehenetsi beharko lukete osagaien erosketaren gainetik, OCPP 2.0.1 eta ISO 15118 estandarizatu, eta puntu-murrizketaren hasiera eman beharko liokete arbitrajea, DR eta azkenik V2G gehitu aurretik. Estrategia pila frogatua, neurgarria eta gero eta gehiago da bere tarifa-ingurunean bizirauten duen kargatzeko gune baten eta bertan aurrera egiten duen baten arteko aldea.

Maiz egiten diren galderak

1. Zer egiten du benetan EMS batek BESS kargatzeko gune batean?EMSak etengabe erabakitzen du noiz kargatu bateria, kargagailu bakoitzak zenbat potentzia kontsumitu dezakeen eta noiz deskargatu, tarifa-leihoen, sare-mugen eta ibilgailuen eskariaren arabera optimizatuz. Hub-aren software-garuna da.

2. Zenbat aurreztu daiteke energia kudeaketa adimendunak kargatzeko gune batean?Emaitza tipikoak energia-kostu totala % 20-40 txikiagoa dira, eskariaren eta kargaren arteko murrizketekin % 30-50 eta energia-kostuen murrizketekin % 10-25 karga-aldaketaren ondorioz. Aurrezpena tarifa-agresibotasunarekin handitzen da.

3. Zein da peak shavering-aren eta load shifting-aren arteko aldea?Puntako kontsumoa murrizteak sareko 15 minutuko kontsumo handiena mugatzen du eskaera-gastuak murrizteko; karga-aldaketak energia-kontsumoa tarifa-tarte merkeagoetara eramaten du energia-gastuak murrizteko. Bietako batek bateria erabiltzen du, baina fakturaren osagai desberdinak konpontzen dituzte.

4. OCPP 2.0.1 behar al dut, edo 1.6J nahikoa al da?OCPP 2.0.1 oso gomendagarria da hub berrietarako: TLS segurtasuna, kargatze adimendun natiboa eta gailuen kudeaketa hobea gehitzen ditu. OCPP 1.6J ondo dago berritze lanetarako, baina etorkizuneko automatizazioa eta DR parte-hartzea mugatzen ditu.

5. Nola uzten dit karga dinamikoaren kudeaketak tamaina handiko kargagailuak erabiltzen?EMSak guneko potentzia osoa sareko konexio mugara mugatzen du eta saioak lehenesten ditu, beraz, 500 kVA-ko konexio batek 960 kW-ko kargagailu har ditzake; bakoitza potentzia osoan funtzionatzen du, guztira mugaren azpitik dagoen bitartean.

6. BESS gune batek dirua irabaz al dezake eskaeraren erantzunetik?Bai, agregazioa eskuragarri dagoen lekuetan. 240 kW-ko bateria batek ~1 MWh gal dezake lau orduko gertaera batean, DR merkatu aktiboetan kW-urteko 50-150 dolar irabaziz.

7. Bideragarria al da ibilgailutik sarera konektatzea flota-biltegietan gaur egun?Gero eta gehiago, kargagailu bidirekzionalekin eta ISO 15118 ibilgailuekin, baina funtzionamendu-konplexutasuna gehitzen du. Operadore gehienek V2G erabiltzen dute puntako energia-murrizketa eta DR ezarri ondoren, aparkatutako flotako bateriak guneko BESS-aren luzapen gisa tratatuz.