Að styrkja stöðugleika raforkukerfisins með dreifðum BESS-netum

Fljótlegt svar:Dreifð BESS-net styrkja stöðugleika raforkukerfisins með því að koma fyrir mörgum smærri [rafhlöðugeymslueiningum](https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) um allt svæði — á hleðslustöðvum flota, þjóðvegahleðslustöðvum, atvinnuhúsnæði og sólarorkuverum — og safna þeim saman í gegnum orkustjórnunarhugbúnað í sýndarorkuver (VPP) sem veitir rekstraraðila raforkukerfisins tíðnistýringu, spennuþjónustu, hámarksnýtingu og seigluþjónustu. Þar sem svörun á sér stað á staðnum (undir einni sekúndu fyrir tíðni, samstundis fyrir spennu), skilar dreifð geymsla betri árangri en stórar miðlægar verksmiðjur hvað varðar hraða og áreiðanleika og hún krefst ekki nýrra flutningsleiða. Fyrir eigendur fær hver dreifð eining margar tekjustrauma — greiðslur fyrir afkastagetu, orkujöfnun, sparnað vegna eftirspurnargjalda og tekjur af aukaþjónustu — á meðan netið í heild sinni verður sveigjanlegasta eign raforkukerfisins. Evrópskir og Norður-Ameríkumarkaðir greiða nú þegar 30–120 USD/MW-klst fyrir hraða tíðnisvörun, sem gerir dreifð BESS-net að einum ört vaxandi hluta raforkukerfisins.

Lykilatriði:

• Dreifð BESS net breyta þúsundum lítilla geymslueininga í eitt sveigjanlegt raforkukerfi og veita þjónustu sem miðlægar verksmiðjur geta ekki keppt við hvað varðar hraða eða staðsetningu.
• Tíðnistýring er sú þjónusta sem gefur mesta verðmæti: svörun á innan við sekúndu fær 30–120 USD/MW-h í greiðslum fyrir afkastagetu á helstu mörkuðum.
• Samlagningarlög (EMS + VPP kerfi + OCPP 2.0.1 + ISO 15118) eru það sem breytir dreifðum rafhlöðum í eina afhendanlega auðlind.
• Sömu dreifðu einingarnar þjóna fyrst hýsingarstað sínum — lækka eftirspurnargjöld um 20–40% — og selja síðan sveigjanleika til raforkukerfisins.
• Geymslubúnaður með stöðluðum samskiptareglum er virkjunarlagið: aðeins staðlaðar einingar geta safnast saman á hagkvæman hátt í stórum stíl.

Af hverju stöðugleiki netsins er að verða dreifð vandamál

Rekstraraðili svæðisbundins raforkukerfis í suðurhluta Bandaríkjanna horfir á kvöldhraðann: sólarorkuframleiðsla minnkar, álag á loftræstikerfi eykst og 30 mínútna nettóálagshallinn brattast ár hvert þar sem endurnýjanleg orka ryður úr stað varmaorkuvera. Verkfærakista rekstraraðilanna frá fortíðinni - stórir gastoppar og miðlæg geymsla - er dýr í byggingu, hægvirk (2–10 mínútur) og staðsett langt frá þungum dreifileiðslum þar sem spennuvandamál koma upp. Á sama tíma eru allar hleðslumiðstöðvar fyrir rafbíla, þök atvinnuhúsnæðis og flutningastöðvar á svæðinu hugsanleg geymslueign sem stendur óvirk.

Stöðugleiki raforkukerfisins er að verða dreifð vandamál af þremur byggingarlegum ástæðum. Í fyrsta lagi rýrir endurnýjanleg orka samstillingartregðu: tíðnifrávik stækka og berast hraðar, sem krefst svörunar á nokkrum sekúndum frekar en mínútum. Í öðru lagi færist framleiðslan að dreifingarjaðrinum (sólarorku á þaki, samfélagsgeymsla), þannig að spennu- og teppuvandamál staðsetjast á dreifileiðslum sem miðlægar orkuver sjá ekki, hvað þá lagfæra. Í þriðja lagi er útvíkkun flutningsgetu hæg og kostnaðarsöm - nýjar leiðar taka 7–10 ár og milljarða í fjárfestingu - en dreifðar rafhlöður koma upp á nokkrum mánuðum þegar þörf krefur. Niðurstaðan er kerfisarkitektúr þar sem stöðugleikaþjónusta er í auknum mæli veitt af flotum lítilla, samhæfðra geymslueininga frekar en fárra stórra verksmiðja.

Líffærafræði netþjónustu: Hvað dreifð BESS selur í raun

Dreifðar BESS-einingar afla tekna með því að selja sex mismunandi þjónustur, hver með sinn eigin svörunartíma, lengd og markaðsuppbyggingu:

Tíðnistýring er akkeriþjónustan því hún græðir á þeim kostum sem dreifðar rafhlöður bjóða upp á: hraða. Litíum-jón rafgeymir getur farið úr núlli í fulla orku á innan við 100 millisekúndum og viðhaldið þeirri svörun endalaust - möguleiki sem varmaorkuver ná ekki til og sem markaðir greiða fyrir á hærra verði. Spennuaðstoð nýtir sér staðbundna orku: rafgeymir sem er staðsettur á stífluðum straumgjafa stýrir spennunni nákvæmlega þar sem hennar er þörf og forðast tap og töf sem fylgir fjarstýrðri innspýtingu.

Miðstýrt vs. dreift: Samanburður á arkitektúr

Samanburðurinn skýrir stefnu greinarinnar: þótt miðlægar orkuver séu enn nauðsynlegar til að geyma orku í stórum stíl, þá rennur lægsti hluti fjárfestingar í stöðugleika raforkukerfa í auknum mæli til dreifðra neta, því þau eru hraðari í byggingu, ódýrari á hvert MW og í eðli sínu seigari.

Arkitektúr: Hvernig dreift BESS net er skipulagt

Dreift BESS net er þriggja laga kerfi.vélbúnaðarlager floti staðlaðra geymslueininga — rafhlöðublokka, tvíátta aflgjafaeininga og hleðslutækja — hver með staðbundnu BMS og vernd.stjórnlager orkustjórnunarkerfi á staðnum sem keyrir hagræðingu eftirspurnar-hleðslu fyrir hýsilstaðinn, heldur rými rafhlöðunnar og býður upp á staðlað viðmót fyrir skipanir um raforkukerfið.samanlagningarlager VPP/dreifð orkuauðlindastjórnunarkerfi (DERMS) sem sameinar hundruð eða þúsundir eininga í eitt afhendanlegt safn og býður það út á markaði.

Þrír samskiptastaðlar gera lögin samvirk:

• OCPP 2.0.1stjórnar hleðslutækjum og geymsluplássi um allt netið, bætir við TLS-öryggi og stöðluðum snjallhleðsluaðferðum sem eldri 1.6J útfærslur skortir.
• ISO 15118 (þar með talið -20)stækkar flotann yfir í rafhlöður ökutækja, þannig að [V2G-hæf rafknúin ökutæki](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) í birgðastöðvum verði viðbótar dreifð afkastageta.
• OpenADR 2.0b / DNP3 / IEC 61850tengja samanlagslagið við veitur og flutningskerfisstofnanir fyrir DR-atburði, reglugerðarmerki og fjarmælingar.

Verkfræðireglan er sú að hver eining verður að vera arðbær fyrir sig á hýsingarstað sínum — með sparnaði vegna eftirspurnargjalda, hagnaðarvon og tekjum af gjaldtökuþjónustu — áður en hún er nokkurn tíma send til flutningskerfisþjónustu. Tekjur af flutningskerfinu eru hagstæðari kosturinn; hagkvæmni staðarins er lágmarkið. Þetta er það sem gerir dreifð net bankahæf: viðskiptamögulegt gildi hverrar einingar er ekki háð sveiflum í verði á aukaþjónustu.

Raunveruleg dreifingarmynstur

Þrjú dreifingarmynstur eru ríkjandi í núverandi dreifðum BESS netum, þar sem hvert þeirra tengir geymslu við raunverulegt notkunartilvik.

Flotageymslur og hleðslustöðvar.Geymsla í geymslustöð minnkar hleðslutoppinn og selur síðan reglugetu utan vinnutíma. [482 kWh/320 kW](https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) og [625 kWh/400 kW samþættar stöðvar](https://www.midapower.com/400kw-625kwh-bess-charger-station-mobile-charging-battery-energy-storage-system-product/) MIDA þjóna nákvæmlega þessu hlutverki: rafhlaðan heldur hleðslu flotans í biðröð á meðan VPP-samningurinn græðir peninga á biðtímanum. Geymslustöð sem keyrir 30 strætisvagna skilar venjulega 500 kW–1,5 MW af sveigjanlegri afkastagetu fyrir netið án sérstaks geymslustaðar.

Hleðsluklasar fyrir þjóðvegi og atvinnuhúsnæði.Margar 120–400 kW stöðvar meðfram leið eru sameinaðar í svæðisbundið safn, sem býður upp á hámarksnýtingu á hverjum stað og tíðnistjórnun fyrir flutningsfyrirtækið. Þar sem vélbúnaðurinn er staðlaður og samhæfur við samskiptareglur er sameining hugbúnaðaræfing frekar en endurbætur á vélbúnaði.

Sólarorkukerfi sem eru samþætt og ótengd raforkukerfi.Dreifðar sólarorku- og geymslueiningar — eins og [200 kWh/120 kW sólarorku MPPT hleðslutæki utan nets] frá MIDA (https://www.midapower.com/200kwh-120kw-mobile-ev-charger-off-grid-solar-mppt-dc-fast-charging-station-product/) — tryggja endurnýjanlega orkuframleiðslu og bjóða upp á eyðileggingu. Á svæðum með veikburða raforkukerfum veita þessar einingar þá seiglu sem miðlægar eignir geta ekki veitt: þær halda mikilvægum álagi gangandi við rafmagnsleysi.

Viðskiptamódel og tekjustraumar

Rekstraraðilar afla tekna af dreifðum netkerfum með fimm tekjustrauma:

1. Eftirspurnargjald og orkuskipting á hýsingarstað— 20–40% minnkun á eftirspurnarhleðslu auk orkusparnaðar vegna heildarorku (viðmiðunargildi sem greiðir fyrir rafhlöðuna). 2.Tíðnistjórnun og aukaþjónustaí gegnum samninga flutningsaðila eða þátttöku safnara — 30–120 USD/MW-h af afkastagetugreiðslum. 3.Þátttaka á markaði fyrir afkastagetuþar sem geymsla uppfyllir skilyrði — árlegar greiðslur fyrir að skuldbinda sig til losunargetu við skort. 4.DR og sveigjanleikasamningarmeð veitum — greiðslur fyrir hvern atburð vegna áætlaðrar skerðingar eða innspýtingar. 5.V2G flotaþjónusta— rafhlöður ökutækja sem sendar eru innan reglugerðartímabila, sem fá greiðslur fyrir hverja MWh orku ofan á eigin afkastagetu stöðvarinnar.

Staflan virkar vegna þess að þjónustan er tímaskipt: rafhlaða getur ekki stjórnað tíðni og náð hámarki á sama tíma, en hámarkið er frá 16 til 18, regluþörfin er samfelld og hleðslugluggar flotans yfir nótt eru aðskildir - neyðarþjónustukerfið áætlar hverja getu í sinn eigin tímaramma.

Að gera netið að veruleika: Hvað rekstraraðilar ættu að gera

Dreifð BESS net hafa sannað sig í stórum stíl, en ávöxtunin tilheyrir rekstraraðilum sem framkvæma grunnatriðin:

1. Staðlaðu vélbúnað.Veldu eina einingatengda vörufjölskyldu með stuðningi við OCPP 2.0.1 og ISO 15118 á öllum stöðum — hagkvæmni samanlagðra verkefna hrynur ef hver staður keyrir mismunandi samskiptareglur. 2.Festa hverja einingu í hagfræði hýsingarstaðarins fyrst— sparnaður vegna eftirspurnargjalda og tekjur af gjaldtöku verða að standa undir grunnviðskiptaástæðunni. 3.Gerðu samning við safnara snemmaþannig að flotinn geti boðið inn á markaði frá fyrsta degi frekar en eftir áralangt hæfnispróf.Haltu höfuðrými með hönnun— rafhlöðustærðir sem eru 20–30% stærri en þarfir staðarins svo að þjónusta við raforkukerfið skerði aldrei upplifun ökumannsins. 5.Allt á hljóðfæri— mældar einingar með fjarmælingum eru þær sem safnarar og veitur munu senda út; ótengd afkastageta er dauður fjármagn.

Stöðugleiki raforkukerfisins er sífellt meira dreifð vandamál og svarið er sífellt meira dreifður eignagrunnur. Rekstraraðilar sem setja upp stöðluð, samskiptareglubundin geymslurými á starfsstöðvum sínum í dag eru ekki bara að hámarka eigin orkukostnað - þeir eru að verða sveigjanleikaveitendur raforkukerfisins árið 2030 og afla tekna af innviðum sem einnig þjónar kjarnastarfsemi þeirra. Netáhrifin eru raunveruleg: hver viðbótar stöðluð eining gerir heildareignasafnið verðmætara, afgreiðsluhæfara og seigra - fyrir rekstraraðilann og raforkukerfið.

Algengar spurningar

1. Hvað er dreift BESS net?Dreifð BESS-net er floti minni rafhlöðugeymslueininga sem staðsettar eru á mörgum stöðum, safnað saman með hugbúnaði í eina afhendanlega auðlind sem veitir stöðugleikaþjónustu fyrir netið, svo sem tíðnistjórnun, spennustuðning og hámarksnýtingu.

2. Hvernig bætir dreifð geymsla stöðugleika raforkukerfisins samanborið við miðlæga virkjun?Dreifðar einingar bregðast við á innan við einni sekúndu, eru staðsettar nákvæmlega þar sem spennu- og teppuvandamál koma upp, þurfa engar flutningsleiðir og bila snyrtilega, ein eining í einu í stað þess að vera á einum bilunarstað.

3. Hver er munurinn á VPP og dreifðu BESS neti?VPP er samsafnunar- og markaðsviðmótið — hugbúnaðarlagið sem býður dreifðar eignir inn á orkumarkaði; dreifða BESS netið er vélbúnaðarflotinn sem er safnað saman. Þetta eru tvö lög af sama kerfinu.

4. Hver er verðmætasta þjónustan fyrir dreifðar rafhlöður í raforkukerfinu?Tíðnistýring, sem greiðir 30–120 USD/MW-klst af afkastagetu fyrir svörun á innan við sekúndu — geta þar sem litíum-jón rafhlöður eru betri en allir varmaorkugjafar.

5. Geta hleðslustöðvar fyrir rafbíla tekið þátt í þjónustu við raforkukerfið án þess að skaða ökumenn?Já. Umferðaröryggiskerfið skipuleggur hleðslu á raforkukerfi utan háannatíma og viðheldur hleðslurými, þannig að hleðslutímar ökumanna séu aldrei í hættu; rafhlaðan mætir báðum kröfum.

6. Hvaða samskiptareglur eru nauðsynlegar til að rafhlöðueining geti tengst raforkukerfi?OCPP 2.0.1 fyrir hleðslutæki/geymslustýringu, ISO 15118 fyrir samþættingu við ökutæki og OpenADR 2.0b, DNP3 eða IEC 61850 fyrir samskipti við veitur og flutningsaðila.

7. Þarf ég veitusamning til að afla tekna af dreifðu BESS?Ekki í upphafi — sparnaður miðað við eftirspurn eftir gjöldum og orkuhagnaður er í boði fyrir hvaða staðsetningu sem er frá fyrsta degi; tíðnistjórnun og greiðslur fyrir afkastagetu krefjast þátttöku samanlagðra aðila eða flutningsaðila, sem flestir rekstraraðilar bæta við eftir að viðskiptaástæður staðsetningarinnar hafa verið sannaðar.