Að kanna möguleika V2G í samþættum BESS hleðslustöðvum

Fljótlegt svar

Ökutæki-til-nets tenging (V2G) breytir kyrrstæðum rafbíl í tvíátta orkugjafa sem getur afhent orku aftur í hleðslumiðstöð, byggingu eða raforkunetið. Í BESS-samþættri hleðslumiðstöð virka V2G hleðslutæki samhliða kyrrstæðu rafhlöðuorkugeymslukerfi undir einu orkustjórnunarkerfi (EMS), þannig að miðstöðin getur minnkað hámarkseftirspurn, fangað orkudreifingu og selt þjónustu raforkunetsins án þess að fórna framboði á hleðslu. Hagnýt arkitektúr í dag notar tvíátta jafnstraumshleðslutæki (15–60 kW á tengi), ISO 15118 Plug & Charge samskipti og OCPP 2.0.1 stjórnun. V2G kemur ekki í stað BESS — það eykur afhendingargetu miðstöðvarinnar með lágum viðbótarkostnaði. Rekstraraðilar ættu að meðhöndla V2G sem viðbótartekjugrunn, ekki sjálfstætt viðskiptamál, og forgangsraða stöðum þar sem floti, gjaldskrár og veitukerfi skapa fyrirsjáanlega afhleðsluglugga.

Lykilatriði

• V2G breytir rafhlöðum rafknúinna ökutækja í sendingarhæfa geymslu sem bætir við, en kemur ekki í stað, kyrrstæða BESS í hleðslumiðstöð.
• Raunhæft virðisstakk sameinar orkuhömlun, lækkun eftirspurnargjalda og netþjónustu — V2G í einnota tilfellum réttlætir sig sjaldan.
• Tvíátta hleðslubúnaður verður að uppfylla ISO 15118, DIN 70121 og OCPP 2.0.1 til að geta afhent „Plug & Charge“ og samanlagða hleðslu.
• Niðurbrot rafhlöðu, ábyrgðarskilmálar og samningar um tiltækileika flota eru þrír þættir sem ráða úrslitum um hönnun V2G forritsins.
• Áfangabundin innleiðing — fyrst eingöngu BESS þjónusta, síðan V2G — verndar hleðslutíma miðstöðvarinnar á meðan tekjulíkanið þroskast.

Tækifærið í V2G er raunverulegt, en samhengið skiptir máli

Samkvæmt spám sem birtar voru í kjölfar Alþjóðaorkuorkumiðstöðvarinnar (IEA) fyrir rafbíla er gert ráð fyrir að markaðurinn fyrir tengingu við raforkukerfi muni vaxa úr um það bil 2,5 milljörðum Bandaríkjadala árið 2025 í meira en 18 milljarða Bandaríkjadala árið 2030. Rökfræðin á bak við þennan vöxt er einföld: nútímaleg 80–100 kWh rafhlaða fyrir rafbíla getur geymt meiri orku en margar hleðslustöðvar nota á einum síðdegis háannatíma og flestir ökutæki í flotanum standa óhreyfð í meira en 20 klukkustundir á dag. Þegar þessar óvirku rafhlöður eru safnaðar saman í einni hleðslustöð mynda þær sýndaraflstöð (VPP) með afkastagetu upp á margar megavattstundir.

Vandamálið er að tekjur af V2G tengingu við raforkukerfi eru ekki sjálfvirkar. Þær eru háðar þremur staðarbundnum skilyrðum: gjaldskráruppbyggingu með marktæku bili á háannatíma og utan háannatíma, kerfi veitu eða flutningskerfisstjóra sem greiðir fyrir eftirspurnarsvörun eða tíðnistjórnun og rekstraraðila flota sem er tilbúinn að tryggja framboðsglugga. Hleðslumiðstöð með samþættri BESS leysir þriðja skilyrðið á glæsilegan hátt - kyrrstæða rafgeymirinn tekur á sig áhættuna af skyndilegu hleðsluálagi á meðan öryggi rafgeymisins ákveður hvaða eign, ökutæki eða rafgeymir, á að bregðast við sendingarmerki.

Hvað V2G gerir í raun inni í hleðslustöð

V2G er oft ruglað saman við V2L (vehicle-to-load) eða V2H (vehicle-to-home). Í atvinnuhleðslustöð skiptir munurinn máli í viðskiptalegum tilgangi:

• V2Llosun í færanlegan hleðslu eða tæki — engin samskipti við raforkunetið, engar mældar tekjur.
• V2Hknýr byggingu á bak við mælinn — gagnlegt fyrir seiglu en takmarkað við eina aðstöðu.
• V2Gflytur orku yfir mælinn til raforkukerfisins eða vegur upp á móti eigin mældri eftirspurn miðstöðvarinnar — eina stillingin sem græðir orku með gjaldskrám eða þjónustumörkuðum fyrir raforkukerfið.
• V2B (ökutæki í byggingar)er á milli V2H og V2G: EMS miðstöðvarinnar notar rafhlöður ökutækja til að lækka eigin eftirspurnargjöld, sem er verðmætasta og lægsta notkunartilfellið fyrir flesta hleðslustaði í dag.

Orkuflæðið innan BESS-miðstöðvar er stýrt af raforkukerfinu (EMS). Á háannatíma síðdegis getur raforkukerfið fyrst tæmt kyrrstæða rafhlöðu, síðan kallað á skráða V2G-ökutæki sem eru með brottfarartíma meira en tveggja tíma í burtu og að lokum stytt eða hægt á hleðslustöðvum sem ekki eru forgangshleðslustöðvar. Þessi stigveldisskipting er aðalmunurinn á BESS-miðstöð með V2G og einföldum hleðslustöðvum með tvíátta tengjum: miðstöðin er þátttakandi í örneti, ekki óvirk álag.

Af hverju BESS-miðstöðvar eru náttúrulegt heimili fyrir V2G

Sjálfstæðar V2G hleðslutæki sem sett eru upp á bílastæðum valda oft vonbrigðum þar sem engin staðbundin orkulind er til staðar til að brúa tímamisræmi. Ökutæki kann að vera tiltækt klukkan 10:00, en eftirspurnarviðbrögðin eru klukkan 17:00. Kyrrstæða rafhlaðan í [BESS samþættri hleðslustöð](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) tekur á sig þá tímaáhættu: hún hleðst á ódýrum utan háannatíma, tæmist á meðan á atburðinum stendur og er endurhlaðin af raforkukerfinu eða af skráðum ökutækjum þegar merkið lýkur.

Þessi samlegðaráhrif í byggingarlist skila mælanlegum rekstrarlegum ávinningi:

1. Tryggð sendingargeta.BESS býður upp á lágmarksafl sem veitufyrirtækið getur reitt sig á; V2G bætir við möguleikum. Samlagningaraðilar verðleggja þessa öryggi hagstæðan hátt. 2.Meiri nýting hleðslutækis.Tvíátta tengi eru einnig fullhraða jafnstraumshleðslutæki — sami 30–60 kW vélbúnaðurinn aflar hleðslutekna á daginn og tekna af raforkukerfinu þegar ökutæki eru kyrr. 3.Lækkaður kostnaður við tengingu við raforkukerfið.Rafmagnsmiðstöð sem getur losað 100–200 kW úr ökutækjum ásamt BESS-kerfi sínu getur rekið minni raforkukerfi og frestað uppfærslum á spennubreytum sem kosta venjulega fimm til sex stafa tölu.Seigla sem þjónusta.Í rafmagnsleysi getur miðstöðin einangrað og knúið mikilvæga álag úr sameiginlegum rafhlöðugrunni — eiginleiki sem vinnur í auknum mæli útboð sveitarfélaga og á vegum.

Virðisstaflinn: Hvaðan koma tekjur af V2G í raun og veru

Ekki eru allir virðisstraumar jafnir. Taflan hér að neðan ber saman fjórar tekjuleiðir sem eru í boði fyrir V2G-virka BESS-miðstöð, með raunhæfum væntingum fyrir 1 MWh-flokks staðsetningu.

Hagnýta niðurstaðan: eftirspurnar-gjaldslækkun og afkastagetuáætlanir eru tveir straumar sem koma fyrst fram. Tíðnistýring eykur flækjustig (viðbrögð á innan við sekúndu, forprófanir) og ætti aðeins að vera lögð eftir að EMS stjórnlykkjan hefur verið prófuð.

Tæknilegar forkröfur: Staðlar, vélbúnaður og stjórnun

V2G hleðslumiðstöð er aðeins eins góð og samvirkni hennar. Þrír staðlar skilgreina núverandi kynslóð tvíátta hleðslu:

• ISO 15118 (Tengdu og hleðdu):sér um örugga auðkenningu og tvíátta hleðsluáætlanagerð milli ökutækis og hleðslutækis í gegnum samskiptatengið.
• DIN 70121:Samskiptaprófíll fyrir hraðhleðslu með jafnstraumi sem flestir V2G hleðslutæki í atvinnuskyni nota samhliða ISO 15118 fyrir víðtæka samhæfni ökutækja.
• OCPP 2.0.1:Samskiptareglur hleðslutækis við net sem flytja skilaboðin DeviceModel og SmartCharging sem þarf fyrir miðlæga EMS-stjórnun, og koma í stað takmarkaðra OCPP 1.6J eiginleika fyrir tvíátta notkun.

Val á vélbúnaði er jafnframt afgerandi. Lína MIDA [V2G hleðslustöðvar](https://www.midapower.com/v2g-charger-station/) sýnir stærðarsviðið sem nú er í boði fyrir uppsetningu miðstöðva:

Aftan við hleðslutækið er tvíátta aflgjafareiningin — íhluturinn sem breytir jafnspennu rafhlöðunnar aftur í riðstraum raforku frá raforkukerfinu með mikilli skilvirkni. MIDA smíðar 20–45 kW V2G aflgjafareininga og 20–62,5 kW [tvíátta AC-DC einingar](https://www.midapower.com/ev-charging-module/), sem þýðir að hleðslustöðvar geta aðlagað fjölda eininga að aflkröfum staðarins í stað þess að kaupa of stóra svartbox hleðslutæki. Að tilgreina tvíátta aflgjafa með mátbúnaði er besta vörnin gegn framtíðarkröfum raforkukerfisins: að bæta við annarri einingu í skáp er ódýrara og hraðara en að skipta um heilt hleðslutæki.

Raunhæf hagfræði og áhættan sem rekstraraðilar verða að verðleggja

Algengasta V2G mistökin eru að byggja viðskiptaáætlunina á einni tekjulind. 50 kW ökutæki sem tæmir rafmagn í 2 klukkustundir á dag með 0,15 Bandaríkjadölum/kWh arbitrage álagi skilar um það bil 5.400 Bandaríkjadölum á ári — raunverulegum peningum, en ekki umbreytandi, og það notar um það bil 180 heilar lotur á ári úr rafhlöðu ökutækisins.

Þrjár áhættur sem ráða ríkjum í V2G hagfræði:

1. Niðurbrot rafhlöðu.Sérhver útblásturshringrás stuðlar að öldrun rafgeymis ökutækisins. Samningsskilmálar verða að bæta eiganda ökutækisins fyrir notkun hringrásarinnar, yfirleitt miðað við ábyrgð framleiðanda rafgeymisins á líftíma hans. Ekki skal gera ráð fyrir að ábyrgð framleiðanda rafgeymisins nái yfir V2G notkun - staðfestu skjalið. 2.Framboð flota.Ökutæki eru fyrst og fremst tekjueign. Afgreiðslugluggi afhendingarflota klukkan 17:00 er nákvæmlega þegar eftirspurnarviðbrögð eiga sér stað. Gerið aðeins samning um tryggða biðtímaglugga og látið flutningaþjónustuna meðhöndla orku ökutækja sem órofina. 3.Langlífi forritsins.Gagnsemi V2G forrit þróast hratt. Skipuleggið vélbúnað og EMS hugbúnað þannig að miðstöðin geti skipt úr einu forriti í annað (eða yfir í hreina BESS rekstur) án endurvinnslu.

Að hanna V2G-tilbúna BESS-miðstöð: Hagnýtt ferli

Rekstraraðilar sem meta V2G ættu að fylgja stigskiptu ferli sem verndar hleðslutíma og fjármagn:

1. Setjið BESS fyrst upp.Innbyggt BESS hleðslutæki (https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/) skilar hleðslu eftir þörfum og endingargóðu gildi strax á fyrsta degi, án þess að ökutækið sé háð. 2.Veldu tvíátta-tilbúinn vélbúnað.Tilgreinið hleðslutæki og aflgjafaeiningar með stuðningi við ISO 15118 og OCPP 2.0.1, jafnvel þótt skráning í V2G hefjist síðar. 3.Skráið hertekna flota.Byrjaðu á ökutækjum sem þú stjórnar — fyrirtækjaflota, leigubílasamstæður eða langtímabílastæði — þar sem samningar um framboð eru einfaldir. 4.Tengdu samanlagðara eða gagnforrit.Notaðu BESS til að styrkja afkastagetuna sem þú býður upp á; V2G bætir síðan við framlegð ofan á tryggða grunnlínu. 5.Fylgjast með og endurjafna mánaðarlega.Fylgstu með notkun hringrásar, tekjum á hverja straum og hleðslutíma. Endurjafnvægið reglur um sendingu eftir því sem gjaldskrár og áætlanir breytast.

Rafmagnsmiðstöð sem er hönnuð á þennan hátt fangar það besta úr báðum heimum: hagkvæmni kyrrstæðrar geymslu í dag og valmöguleika á rafhlöðum ökutækja á morgun, þegar tvíátta ökutæki og markaðir fyrir raforkukerfi þroskast saman.

Algengar spurningar

1. Hver er munurinn á V2G og V2H í hleðslustöð?V2H knýr byggingu á bak við mælinn án þess að flytja hana út á raforkunetið, en V2G flytur rafmagn út um mælinn eða jafnar út mælda eftirspurn. Í hleðslumiðstöð er V2B (ökutæki-í-byggingu) eftirspurnarjöfnun yfirleitt hagkvæmasta og auðveldasta útgáfan af tvíátta hleðslu.

2. Skemmir V2G rafhlöður rafbíla?Aukinn útblásturshringrás stuðlar að öldrun rafhlöðunnar, en áhrifin eru lítil þegar útblástursdýpt, hitastig og fjöldi hringrása er stjórnað. Rekstraraðilar verða að staðfesta að ábyrgð frá framleiðanda ökutækisins nái yfir V2G-notkun og bæta eigendum fyrir notkun hringrásarinnar.

3. Getur V2G komið í stað kyrrstæðs BESS?Nei. V2G afkastageta er rofanleg og er háð því að ökutæki séu til staðar og skráð. Kyrrstæða BESS-kerfið býður upp á trausta, alltaf tiltæka afkastagetu; V2G er viðbótarlag sem bætir við sendanlega orku með lágum viðbótarkostnaði.

4. Hvaða staðla þurfa V2G hleðslutæki að styðja?ISO 15118 fyrir „Plug & Charge“ og tvíátta áætlanagerð, DIN 70121 fyrir samvirkni jafnstraumshleðslu og OCPP 2.0.1 fyrir EMS-stýrða stjórnun. Eldri OCPP 1.6J uppsetningar krefjast yfirleitt uppfærslu á vélbúnaði eða hugbúnaði til að tryggja fulla tvíátta virkni.

5. Hvaða aflstig eru í boði fyrir viðskipta V2G í dag?Tvíátta jafnstraumshleðslutæki í atvinnuskyni eru á bilinu 15 kW til 60 kW á tengi. MIDA býður upp á 15–30 kW, 22–44 kW og 30–60 kW V2G hleðslustöðvar með CCS og CHAdeMO tengjum, knúnar af 20–45 kW tvíátta einingum.

6. Hvernig deila BESS og V2G vinnuálagi við afgreiðslu?EMS-kerfi miðstöðvarinnar forgangsraðar eignum: fyrst kyrrstæðum rafhlöðum (fastar), síðan skráðum ökutækjum með þekktum brottfarartíma (sveigjanlegum) og að lokum takmörkunum á álag. Þessi stigveldi tryggir þjónustuveitingu og hámarkar tekjur.

7. Hver er fljótlegasta leiðin til að byrja að afla tekna af V2G?Setjið upp samþætta BESS hleðslustöð með tvíátta vélbúnaði, skráið fastan flota og miðið að því að draga úr eftirspurn eftir hleðslu ásamt afkastagetuáætlun veitna. Þessir tveir straumar skila tekjum innan nokkurra mánaða, áður en flóknari samningar um tíðnistýringu eru gerðir.