Խելացի էներգիայի կառավարման ռազմավարություններ ժամանակակից BESS կենտրոնների համար

Արագ պատասխան

Ժամանակակից մարտկոցի էներգիայի կուտակման (BESS) լիցքավորման կենտրոնը հաջողության կամ ձախողման է հասնում իր էներգիայի կառավարման ռազմավարության, այլ ոչ թե իր սարքավորումների շնորհիվ: Խելացի էներգիայի կառավարումը օգտագործում է տեղանքի մակարդակի էներգիայի կառավարման համակարգ (EMS)՝ անընդհատ որոշելու համար, թե երբ լիցքավորել մարտկոցը, ինչպես բաշխել էներգիան լիցքավորիչների միջև և երբ լիցքաթափել՝ գագաթնակետային լիցքավորման, բեռի տեղափոխման կամ պահանջարկի արձագանքման համար: Առավելագույն չափելի ազդեցություն ունեցող երեք ռազմավարություններն են գագաթնակետային լիցքավորման դիսպետչերինգը, լիցքավորիչի դինամիկ հզորության սահմանափակումը OCPP 2.0.1-ի միջոցով և գնի վրա հիմնված ժամանակացույցը, որն օգտագործում է սակագնային սփրեդները: Միասին ներդրվելով՝ դրանք կրճատում են տեղանքի էներգիայի արժեքը 20-40%-ով, պաշտպանում լիցքավորիչները ցանցի սահմանափակումներից և ստեղծում նոր եկամուտ կոմունալ ծրագրերից: Այս հոդվածը բացատրում է EMS հիերարխիան, հիմնական ռազմավարությունները և արձանագրությունները, որոնք ավտոմատացումը հուսալի են դարձնում կենտրոնի մասշտաբով:

Հիմնական եզրակացություններ

• EMS-ը կառավարման ուղեղն է, որը կապում է մարտկոցները, լիցքավորիչները, ֆոտովոլտային էներգիան և ցանցի սակագները մեկ օպտիմալացման խնդրի մեջ։
• Գագաթնակետային մակարդակի կրճատումը ամենաբարձր արժեք ունեցող ռազմավարությունն է. 15 րոպեանոց պահանջարկի պատուհանի սահմանափակումը կրճատում է ամենամեծ սակագնային տողը։
• Դինամիկ բեռի կառավարումը (DLM) թույլ է տալիս փոքր չափերի ցանցային միացումը սպասարկել գերծանր լիցքավորիչների ավտոպարկերը։
• Գնի վրա հիմնված ժամանակացույցը և պահանջարկին արձագանքը պահեստը վերածում են եկամտաբեր ակտիվի, այլ ոչ թե պարզապես ծախսերից խուսափելու գործիքի։
• OCPP 2.0.1, ISO 15118 և IEC 61851 փոխգործունակությունը ավտոմատացված կառավարման անվիճելի հիմքն են։

Ի՞նչն է այսօր լիցքավորման կենտրոնը դարձնում «խելացի»

Տասը տարի առաջ էլեկտրական մեքենաների լիցքավորման կայանը լիցքավորիչների հավաքածու էր, որը միացված էր հաշվիչին: Յուրաքանչյուր լիցքավորիչ ինքնուրույն բանակցում էր մեքենայի հետ հզորության հետ, կայանը ստանում էր իր գագաթնակետը, իսկ օպերատորը ամսվա վերջում հաշտեցնում էր վնասը: Խելացի BESS կենտրոնը կառուցվածքային առումով տարբեր է. յուրաքանչյուր հզորության հոսք չափվում է, յուրաքանչյուր որոշում օպտիմալացվում է, և կայանը գործում է որպես մեկ կառավարելի ակտիվ:

Խելացի հանգույցի որոշիչ հնարավորություններն են՝

1. Իրական ժամանակի չափումտեղանքի բեռի, մարտկոցի լիցքի վիճակի (SoC), լիցքավորիչի հզորության և՝ որտեղ կիրառելի է, ֆոտովոլտային էներգիայի արտադրության ցուցանիշները։ 2.Կանխատեսումտրանսպորտային միջոցների պահանջարկի, արևային էներգիայի և սակագնային պատուհանների վերաբերյալ։ 3.Օպտիմալացումորը լուծում է ամենացածր արժեքը կամ ամենաբարձր եկամուտը ֆիզիկական և պայմանագրային սահմանափակումների շրջանակներում։ 4.Կատարումորը կառավարման ազդանշաններ է ուղարկում լիցքավորիչներին, մարտկոցի PCS-ին և ցանցային միացման կետին։ 5.Համապատասխանությունցանցին միացման համաձայնագրերով, չափման կանոններով և կիբերանվտանգության պահանջներով։

Այս հնարավորություններից զուրկ կենտրոնը պարզապես ավելի մեծ լիցքավորիչների ֆերմա է։ Դրանց միջոցով այն դառնում է էներգետիկ ակտիվ, որի օպերատորը կարող է կոմունալ ծառայությունների համար խոստանալ հարթ բեռնվածության պրոֆիլ և ապահովել այն։

EMS հիերարխիա՝ տեղանքի կառավարիչ, լիցքավորիչի ցանց, ցանցի եզր

Խելացի էներգիայի կառավարումը գործում է երեք ներդրված շերտերում, և լավագույն իրականացումները պահպանում են բոլոր երեքի համակարգվածությունը.

1-ին մակարդակ — Տեղամասի կառավարիչ (EMS):Որոշում կայացնողը EMS-ն է։ Այն ընդունում է սակագնային տվյալները, մարտկոցի վիճակի պարամետրերը, լիցքավորիչի վիճակը և կանխատեսված մուտքային տվյալները, այնուհետև հրապարակում է դիսպետչերական պլան՝ մարտկոցի լիցքավորման/լիցքաթափման սահմանված արժեքներ, յուրաքանչյուր լիցքավորիչի հզորության սահմանաչափեր և ցանցային ներմուծման նպատակներ։ Առևտրային EMS հարթակները թարմացնում են այս պլանը յուրաքանչյուր 1-15 րոպեն մեկ՝ կախված շուկայի անկայունությունից։

2-րդ շերտ — Լիցքավորիչի ցանց։Լիցքավորիչները ծրագիրը կատարում են OCPP-ի միջոցով: OCPP 2.0.1-ում EMS-ը կարող է իրական ժամանակում դինամիկ հզորության սահմանափակումներ սահմանել յուրաքանչյուր լիցքավորման սեանսի համար՝ սահմանափակելով առանձին սեանսները՝ տարածքը իր սահմաններում պահելու համար: Սա այն մեխանիզմն է, որը 500 կՎԱ միացումը վերածում է 960 կՎտ հզորությամբ հանգույցի. լիցքավորիչները աշխատում են ամբողջ հզորությամբ, երբ մարտկոցը լիցքաթափվում է, և կոնաձևանում են, երբ այն չի լիցքաթափվում:

Շերտ 3 — Ցանցի եզր։Միացման կետը հաղորդում է հաշվիչի տվյալները և, խելացի ցանցի ծրագրերում, ստանում է արտաքին ազդանշաններ՝ պահանջարկի արձագանքման իրադարձություններ, հզորության աճուրդներ կամ օգտագործման ժամանակի գների իմպուլսներ: EMS-ը դրանք դիտարկում է որպես սահմանափակումներ կամ գնային մուտքեր իր օպտիմալացման մեջ:

Խափանումներից խուսափելու համար անհրաժեշտ է մեկուսացված կառավարում. եթե մարտկոցը կառավարվում է մեկ մատակարարի կողմից, լիցքավորիչները՝ մեկ այլ մատակարարի, իսկ ֆոտովոլտային էներգիան՝ երրորդի, ապա միասնական օպտիմալացուցիչ գոյություն չունի: Ահա թե ինչու ինտեգրված [BESS լիցքավորման կայանը](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) հարթակները, որտեղ EMS-ը առաքվում է մարտկոցի և լիցքավորիչների հետ միասին, մշտապես ավելի լավ արդյունքներ են տալիս, քան տեղում միասին ամրացված լավագույն սարքերը:

Բեռի կառավարում. գագաթնակետային շեղում և բեռի տեղափոխում

BESS հանգույցի էներգիայի կառավարման երկու հիմնական ռազմավարություններն են՝ գագաթնակետային կրճատումը և բեռի տեղափոխումը։ Դրանք հաճախ շփոթվում են, բայց թիրախավորում են տարբեր սակագնային բաղադրիչներ։

Պիկ սափրվելըսահմանափակում է տեղանքի առավելագույն 15 րոպեանոց ցանցային պահանջարկը: EMS-ը հետևում է փոփոխվող պահանջարկի պատուհանին. երբ կանխատեսվող գագաթնակետը մոտենում է սահմանին, այն լիցքաթափում է մարտկոցը անհրաժեշտ հզորությամբ: Առավելությունը պահանջարկի լիցքի խուսափումն է, որը սովորաբար լիցքավորման տեղանքի հաշվի ամենամեծ կառավարելի ծախսն է: 1.2 ՄՎտ գագաթնակետային հզորությամբ և 15 դոլար/կՎտ սակագնով հանգույցում 300 կՎտ կրճատումը խնայում է տարեկան 54,000 դոլար:

Բեռի տեղափոխումժամանակի ընթացքում տեղաշարժում է էներգիայի սպառումը։ Մարտկոցը լիցքավորվում է ոչ գագաթնակետային ժամերին (երբ էներգիան կազմում է $0.03–$0.06/կՎտժ) և սնուցում է լիցքավորիչները գագաթնակետային ժամերին (երբ էներգիան կազմում է $0.15–$0.30/կՎտժ)։ Առավելությունը էներգիայի ծախսերի կրճատումն է, գումարած որոշ շուկաներում՝ արբիտրաժային եկամուտը։

Ստորև բերված աղյուսակը համեմատում է ռազմավարությունները ըստ նպատակի, վերահսկողության ակտիվացման և տիպիկ խնայողության։

Լավ կարգավորված EMS-ը միաժամանակ գործարկում է մի քանիսը. կրճատելով գագաթնակետային լարվածությունը, տեղափոխելով բեռը սակագնային պատուհանների միջև և արձագանքելով DR իրադարձություններին, երբ գինը ճիշտ է։

Պահանջարկի արձագանք և V2G. Պահեստավորումը որպես ցանցային ակտիվ

Հաշվիչից զատ, BESS կենտրոնը կարող է մասնակցել ցանցային ծառայություններին, որոնք վճարում են ճկունության համար: Պահանջարկի արձագանքման (ՊԱ) ծրագրերը վճարում են տեղամասերին՝ սպառումը կրճատելու կամ էլեկտրաէներգիա արտահանելու համար, երբ ցանցը լարվածության մեջ է: 240 կՎտ հզորությամբ BESS-ը, որը կարող է չորս ժամով ազատվել բեռից, ներկայացնում է գրեթե 1 ՄՎտժ բաշխման ճկունություն, որի արժեքը տարեկան կազմում է 12,000-36,000 դոլար ակտիվ ՊԱ շուկաներում:

Տրանսպորտային միջոցից ցանց (V2G) կապը նույն տրամաբանությունը տարածում է բեռնատարների կամ ավտոբուսների ինքնավարության վրա: Երկկողմանի լիցքավորիչների և ISO 15118 ստանդարտին համապատասխանող տրանսպորտային միջոցների միջոցով կայարանը կարող է կայանված մեքենաների մարտկոցները միավորել որպես վիրտուալ էլեկտրակայան: Սա ավելի բարդ է շահագործման համար. պետք է պահպանվեն ավտոպարկի մատչելիության սահմանափակումները, բայց այն ամենամեծ թերօգտագործված ակտիվը (կայանված ավտոպարկի մարտկոցները) վերածում է եկամտի: Օպերատորների մեծ մասը V2G-ն ներդնում է գագաթնակետային նվազեցումից և DR-ից հետո, քանի որ դրանք չեն պահանջում մեքենայի կողմից համագործակցություն:

Արհեստական ​​բանականության վրա հիմնված ժամանակացույցի կազմում և կանխատեսողական վերահսկողություն

Ստատիկ կանոնների վրա հիմնված EMS-ը՝ «լիցքաթափումը ժամը 16:00-ից մինչև 21:00»-ը, թողնում է գումար սեղանին, քանի որ իրական բեռնվածությունն ու գները տարբերվում են օրեցօր: Կանխատեսողական կառավարումը ավելացնում է կանխատեսում. EMS-ը կանխատեսում է վաղվա լիցքավորման պահանջարկը նավատորմի հեռահաղորդակցության միջոցով, արևային էներգիան՝ եղանակային տվյալներից, և գինը՝ սակագնային օրացույցներից, այնուհետև օպտիմալացնում է մարտկոցի պլանը ամբողջ հորիզոնում:

Մեքենայական ուսուցման բարելավումները գնում են ավելի հեռու՝ սովորելով կայքի շաբաթական ռեժիմները և ավտոմատ կերպով հարմարեցնելով դիսպետչերական քաղաքականությունը: Գործող կենտրոններում չափելի արդյունքները ներառում են.

• 10-20% լրացուցիչ ծախսերի կրճատումկանոնների վրա հիմնված առաքման փոխարեն՝ մարտկոցի ցիկլերի ավելի լավ ժամանակացույցի պատճառով։
• Ավելի քիչ մարտկոցային ցիկլեր մեկ կիլովատտ-ժամի դիմաց, երկարացնելով ցիկլի կյանքը՝ համապատասխանեցնելով լիցքաթափման հզորությունը իրական բեռին։
• Բարելավված առավելագույն սահմանաչափի համապատասխանությունաննորմալ օրերին (տոներ, ջերմային ալիքներ, միջոցառումներ), որոնք կանոնները բաց են թողնում։

[2 ՄՎտժ 960 կՎտ մեգավատտ հզորությամբ BESS լիցքավորման կայանի](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) համար, որտեղ մեկ վատ ժամանակային ցիկլը կարող է արժենալ հարյուրավոր դոլարներ՝ էներգիայի վատթարացման և պահանջարկի գերբեռնվածության պատճառով, կանխատեսողական կառավարումը շքեղություն չէ, այլ շահագործման չափանիշ։

Արձանագրության փոխգործունակություն՝ OCPP 2.0.1 և ISO 15118

Վերը նկարագրված յուրաքանչյուր խելացի ռազմավարություն կախված է EMS-ի կողմից լիցքավորիչների և տրանսպորտային միջոցների հետ ընդհանուր լեզվի օգտագործումից։ Այդ լեզուն սահմանվում է երեք արձանագրություններով՝

• OCPP 2.0.1— լիցքավորիչից մինչև ներքին լիցքավորման ստանդարտը։ Դրա SmartCharging ֆունկցիոնալությունը թույլ է տալիս EMS-ին հեռակա կարգով սահմանել յուրաքանչյուր սեսիայի համար էներգիայի սահմանափակումներ, գործարքների կառավարում և սարքերի կառավարում։ Այն փոխարինում է OCPP 1.6J-ին նոր հանգույցների համար՝ ավելի լավ անվտանգության (TLS), ավելի լավ սխալների կառավարման և բնօրինակ խելացի լիցքավորման շնորհիվ։
• ԻՍՕ 15118— մեքենա-լիցքավորիչ ստանդարտը։ «Միացրու և լիցքավորիր» գործառույթը հաստատում է մեքենան, և արձանագրությունը մեքենայի մարտկոցի վիճակի և լիցքավորման սահմանափակումների մասին տեղեկությունները փոխանցում է EMS-ին՝ հնարավորություն տալով իսկապես օպտիմալացված սեանսներ՝ ֆիքսված արագությամբ լիցքավորման փոխարեն։
• ԻԷԿ 61851— EVSE ազդանշանային հիմնական ստանդարտը, որը ներդնում է յուրաքանչյուր ժամանակակից լիցքավորիչ, և որը ընդլայնվում է OCPP-ի և ISO 15118-ի կողմից։

Գնման պահին երեքի նշումը միակ ամենաէժան ապահովագրական պոլիսն է, որը կարող է գնել կենտրոնի սեփականատերը: Այն երաշխավորում է, որ [BESS-ը էլեկտրական մեքենաների ենթակառուցվածքների համար](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) կարող է շահագործվել ցանկացած ժամանակակից EMS-ի կողմից, կարող է միանալ ապագա DR ծրագրերին և կարող է ընդունել ցանկացած OEM-ի մեքենաներ՝ առանց ադապտերի շրջանցիկ լուծումների:

Եզրակացություն

Խելացի էներգիայի կառավարումն է, որը տարբերակում է BESS կենտրոնը մարտկոցների կույտից: EMS-ը՝ զինված գագաթնակետային խնայողության տրամաբանությամբ, դինամիկ բեռի կառավարմամբ, սակագների վերաբերյալ իրազեկված ժամանակացույցով և բաց արձանագրություններով, պահեստը վերածում է ծախսերի կրճատման և եկամուտների մեքենայի՝ միաժամանակ յուրաքանչյուր լիցքավորիչ լիցքավորված պահելով: Օպերատորները պետք է առաջնահերթություն տան ինտեգրված հարթակին բաղադրիչների գնման փոխարեն, ստանդարտացնեն OCPP 2.0.1-ը և ISO 15118-ը և սկսեն գագաթնակետային խնայողությունից, նախքան արբիտրաժը, DR-ը և, ի վերջո, V2G-ն ներառելը: Ռազմավարության փաթեթը ապացուցված է, չափելի և ավելի ու ավելի մեծ տարբերություն է ստեղծում լիցքավորման կայանի միջև, որը գոյատևում է իր սակագնային միջավայրում, և այն լիցքավորման կայանի միջև, որը ծաղկում է դրանում:

Հաճախակի տրվող հարցեր

1. Ի՞նչ է իրականում անում EMS-ը BESS լիցքավորման կենտրոնում:EMS-ը անընդհատ որոշում է, թե երբ լիցքավորել մարտկոցը, որքան էներգիա կարող է սպառել յուրաքանչյուր լիցքավորիչը և երբ լիցքաթափել՝ օպտիմալացնելով այն սակագնային պատուհանների, ցանցի սահմանափակումների և տրանսպորտային միջոցների պահանջարկի համեմատ: Այն հանգույցի ծրագրային ուղեղն է:

2. Որքա՞ն կարող է խելացի էներգիայի կառավարումը խնայել լիցքավորման կայանում։Տիպիկ արդյունքները էներգիայի ընդհանուր արժեքի 20-40%-ով ցածր են, պահանջարկի վճարների 30-50%-ով և էներգիայի ծախսերի 10-25%-ով՝ բեռի տեղափոխման պատճառով։ Խնայողությունները մասշտաբավորվում են սակագնային ագրեսիվության դեպքում։

3. Ի՞նչ տարբերություն կա գագաթնակետային սափրման և բեռի տեղափոխման միջև։Պիկային սափրումը սահմանափակում է ցանցի ամենաբարձր 15 րոպեանոց սպառումը՝ պահանջարկի վճարները կրճատելու համար. բեռի տեղափոխումը էներգիայի սպառումը տեղափոխում է ավելի էժան սակագնային պատուհաններ՝ էներգիայի վճարները կրճատելու համար: Երկուսն էլ օգտագործում են մարտկոց, բայց լուծում են տարբեր վճարային բաղադրիչներ:

4. Ինձ OCPP 2.0.1 պե՞տք է, թե՞ 1.6Ջ-ն բավարար է։OCPP 2.0.1-ը խստորեն խորհուրդ է տրվում նոր հանգույցների համար. այն ավելացնում է TLS անվտանգություն, բնօրինակ խելացի լիցքավորում և սարքերի ավելի լավ կառավարում: OCPP 1.6J-ը մնում է բավարար արդիականացման համար, բայց սահմանափակում է ապագա ավտոմատացումը և DR մասնակցությունը:

5. Ինչպե՞ս է դինամիկ բեռի կառավարումը թույլ տալիս ինձ մեծացնել լիցքավորիչների չափսերը։EMS-ը սահմանափակում է տեղանքի ընդհանուր հզորությունը ցանցին միացման սահմանաչափի սահմաններում և առաջնահերթություն է տալիս սեանսներին, այնպես որ 500 կՎԱ միացումը կարող է տեղավորել 960 կՎտ լիցքավորիչներ, որոնցից յուրաքանչյուրը աշխատում է ամբողջ հզորությամբ, քանի դեռ ընդհանուր հզորությունը մնում է սահմանաչափի սահմանաչափից ցածր։

6. Կարո՞ղ է BESS կենտրոնը գումար վաստակել պահանջարկին արձագանքելուց:Այո, որտեղ ագրեգացումը հասանելի է: 240 կՎտ հզորությամբ մարտկոցը կարող է չորսժամյա իրադարձության ընթացքում կորցնել մոտ 1 ՄՎտժ էներգիա՝ ակտիվ DR շուկաներում վաստակելով 50-150 դոլար մեկ կՎտ-տարվա համար:

7. Արդյո՞ք այսօր ավտոպարկերում տրանսպորտային միջոցից ցանց կապը գործնական է։Ավելի ու ավելի հաճախ՝ երկկողմանի լիցքավորիչներով և ISO 15118 տրանսպորտային միջոցներով, սակայն դա ավելացնում է շահագործման բարդությունը: Օպերատորների մեծ մասը V2G-ն տեղադրում է գագաթնակետային լարվածության և DR-ի հաստատումից հետո՝ կայանված նավատորմի մարտկոցները դիտարկելով որպես BESS տեղակայման վայրի ընդլայնում: