ჭკვიანი ენერგიის მართვის სტრატეგიები თანამედროვე BESS ჰაბებისთვის

სწრაფი პასუხი

თანამედროვე ბატარეის ენერგიის შენახვის (BESS) დამუხტვის ჰაბი წარმატებას ან წარუმატებლობას აღწევს თავისი ენერგიის მართვის სტრატეგიის და არა მისი აპარატურის მიხედვით. ჭკვიანი ენერგიის მართვა იყენებს ობიექტის დონის ენერგიის მართვის სისტემას (EMS), რათა განუწყვეტლივ გადაწყვიტოს, როდის დატენოს აკუმულატორი, როგორ გაანაწილოს ენერგია დამტენებს შორის და როდის განმუხტოს პიკური დატენვის, დატვირთვის გადატანის ან მოთხოვნის რეაგირებისთვის. სამი სტრატეგია, რომელსაც ყველაზე მაღალი გაზომვადი გავლენა აქვს, არის პიკური დატენვის დისპეტჩერიზაცია, დამტენის დინამიური სიმძლავრის შეზღუდვა OCPP 2.0.1-ის მეშვეობით და ფასზე დაფუძნებული დაგეგმვა, რომელიც იყენებს ტარიფების სპრედებს. ერთად დანერგვის შემთხვევაში, ისინი ამცირებენ ობიექტის ენერგიის ხარჯებს 20-40%-ით, იცავენ დამტენებს ქსელის შეზღუდვებისგან და ქმნიან ახალ შემოსავალს კომუნალური პროგრამებიდან. ეს სტატია განმარტავს EMS იერარქიას, ძირითად სტრატეგიებს და პროტოკოლებს, რომლებიც ავტომატიზაციას საიმედოს ხდის ჰაბის მასშტაბით.

ძირითადი დასკვნები

• EMS არის საკონტროლო ტვინი, რომელიც აკუმულატორებს, დამტენებს, ფოტოელექტრულ ენერგიას და ქსელის ტარიფებს ერთ ოპტიმიზაციის პრობლემაში აკავშირებს.
• პიკური დატვირთვის შემცირება ყველაზე მაღალი ღირებულების სტრატეგიაა: 15-წუთიანი მოთხოვნის ფანჯრის შეზღუდვა ამცირებს ტარიფების ყველაზე დიდ ნაწილს.
• დინამიური დატვირთვის მართვა (DLM) საშუალებას აძლევს მცირე ზომის ქსელურ კავშირს მოემსახუროს დიდი ზომის დამტენების ფლოტს.
• ფასზე დაფუძნებული დაგეგმვა და მოთხოვნაზე რეაგირება შენახვას შემოსავლის მომტან აქტივად გარდაქმნის და არა მხოლოდ ხარჯების თავიდან აცილების ინსტრუმენტად.
• OCPP 2.0.1, ISO 15118 და IEC 61851 თავსებადობა ავტომატიზირებული კონტროლის უცვლელ საფუძველს წარმოადგენს.

რა ხდის დამტენ ცენტრს „ჭკვიანს“ დღეს

ათი წლის წინ, ელექტრომობილების დამუხტვის ადგილი წარმოადგენდა დამტენების ერთობლიობას, რომლებიც მრიცხველთან იყო დაკავშირებული. თითოეული დამტენი დამოუკიდებლად აწარმოებდა ელექტროენერგიით სარგებლობას ავტომობილთან, ადგილი აღწევდა პიკურ დატვირთვას და ოპერატორი თვის ბოლოს ასწორებდა ზარალს. ჭკვიანი BESS ჰაბი სტრუქტურულად განსხვავებულია: ყველა სიმძლავრის ნაკადი იზომება, ყველა გადაწყვეტილება ოპტიმიზირებულია და ადგილი მოქმედებს როგორც ერთიანი კონტროლირებადი აქტივი.

ჭკვიანი ჰაბის განმსაზღვრელი შესაძლებლობებია:

1. რეალურ დროში გაზომვაობიექტის დატვირთვის, აკუმულატორის დამუხტვის მდგომარეობის (SoC), დამტენის სიმძლავრის და — შესაბამის შემთხვევაში — ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის მაჩვენებლები. 2.პროგნოზირებაავტომობილების მოთხოვნის, მზის ენერგიის გამომუშავებისა და ტარიფების ფანჯრების მიხედვით. 3.ოპტიმიზაციარომელიც ფიზიკური და სახელშეკრულებო შეზღუდვების ფარგლებში ყველაზე დაბალი ღირებულების ან ყველაზე მაღალი შემოსავლის მიღწევას უზრუნველყოფს. 4.შესრულებარომელიც მართვის სიგნალებს უგზავნის დამტენებს, აკუმულატორის PCS-ს და ქსელის დამაკავშირებელ წერტილს. 5.შესაბამისობაქსელთან მიერთების შეთანხმებებით, აღრიცხვის წესებითა და კიბერუსაფრთხოების მოთხოვნებით.

ამ შესაძლებლობების გარეშე ჰაბი უბრალოდ უფრო დიდი დამტენების ფერმაა. მათი დახმარებით ის ენერგეტიკულ აქტივად იქცევა, რომლის ოპერატორსაც შეუძლია კომუნალურ კომპანიას ფიქსირებული დატვირთვის პროფილი დაჰპირდეს და მისი მიწოდება უზრუნველყოს.

EMS იერარქია: ობიექტის კონტროლერი, დამტენი ქსელი, ქსელის კიდე

ჭკვიანი ენერგიის მართვა სამ ჩადგმულ ფენაზე მუშაობს და საუკეთესო იმპლემენტაციები სამივეს კოორდინაციას უზრუნველყოფს:

დონე 1 — ობიექტის კონტროლერი (EMS).გადაწყვეტილების მიმღები ორგანოა EMS. ის იღებს ტარიფის მონაცემებს, აკუმულატორის ჯანმრთელობის პარამეტრებს, დამტენის მდგომარეობას და პროგნოზირებულ მონაცემებს, შემდეგ აქვეყნებს დისპეტჩერიზაციის გეგმას: აკუმულატორის დატენვის/განმუხტვის დაყენების წერტილებს, თითოეული დამტენის სიმძლავრის ლიმიტს და ქსელის იმპორტის მიზნებს. კომერციული EMS პლატფორმები ამ გეგმას ყოველ 1-15 წუთში ერთხელ აახლებს, ბაზრის ცვალებადობის მიხედვით.

მე-2 დონე — დამტენის ქსელი.დამტენები გეგმას OCPP-ის მეშვეობით ასრულებენ. OCPP 2.0.1-ში, EMS-ს შეუძლია რეალურ დროში დააწესოს დინამიური სიმძლავრის ლიმიტები ყველა დატენვის სესიაზე, შეზღუდოს ინდივიდუალური სესიები, რათა ობიექტი დაიცვას თავისი ლიმიტის ფარგლებში. ეს არის მექანიზმი, რომელიც 500 კვა კავშირს 960 კვტ სიმძლავრის ჰაბად გარდაქმნის: დამტენები სრული სიმძლავრით მუშაობენ, როდესაც აკუმულატორი იტენება და კონუსურად იჭიმებიან, როდესაც ის არ იტენება.

მე-3 ფენა — ბადის კიდე.ურთიერთდაკავშირების წერტილი აწვდის მრიცხველის მონაცემებს და ჭკვიანი ქსელის პროგრამებში იღებს გარე სიგნალებს - მოთხოვნაზე რეაგირების მოვლენებს, სიმძლავრის აუქციონებს ან გამოყენების დროის ფასების იმპულსებს. EMS ოპტიმიზაციისას ამას შეზღუდვებად ან ფასების შეყვანებად განიხილავს.

წარუმატებლობის თავიდან ასაცილებლად საჭიროა იზოლირებული მართვა: თუ აკუმულატორს ერთი მომწოდებელი მართავს, დამტენებს - მეორე, ხოლო ფოტოელექტრულ ენერგიას - მესამე, ერთიანი ოპტიმიზატორი არ არსებობს. სწორედ ამიტომ, ინტეგრირებული [BESS დამტენი სადგური](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) პლატფორმები - სადაც EMS აკუმულატორთან და დამტენებთან ერთად იგზავნება - მუდმივად უკეთეს შედეგებს იძლევა, ვიდრე ადგილზე ერთმანეთთან დამაგრებული საუკეთესო ტიპის სადგურები.

დატვირთვის მართვა: პიკური დატვირთვის შემცირება და დატვირთვის გადატანა

BESS ჰაბის ენერგომენეჯმენტის ორი ძირითადი სტრატეგიაა პიკური დატვირთვის შემცირება და დატვირთვის გადატანა. ისინი ხშირად ერთმანეთშია არეული, თუმცა ისინი სხვადასხვა ტარიფის კომპონენტებს გულისხმობენ.

პიკის გაპარსვაზღუდავს ობიექტზე მაქსიმალურ 15-წუთიან ქსელურ მოთხოვნას. EMS აკვირდება მოძრავი მოთხოვნის ფანჯარას; როდესაც პროგნოზირებული პიკი უახლოვდება ლიმიტს, ის საჭირო სიმძლავრით განმუხტავს აკუმულატორს. უპირატესობა მოთხოვნა-დატენვის თავიდან აცილებაა - როგორც წესი, ყველაზე დიდი კონტროლირებადი ხარჯი დამუხტვის ობიექტზე. 1.2 მეგავატიანი პიკური სიმძლავრის და 15 დოლარი/კვტ ტარიფის მქონე ჰაბში, 300 კვტ-ის შემცირება წელიწადში 54,000 დოლარს ზოგავს.

დატვირთვის გადატანაენერგიის მოხმარებას დროთა განმავლობაში ცვლის. აკუმულატორი იტენება პიკის საათების მიღმა (როდესაც ენერგია 0.03–0.06 აშშ დოლარი/კვტ.სთ-ია) და დამტენებს კვებავს პიკის საათებში (როდესაც ენერგია 0.15–0.30 აშშ დოლარი/კვტ.სთ-ია). სარგებელი ენერგიის ხარჯების შემცირებაა, პლუს ზოგიერთ ბაზარზე არბიტრაჟის შემოსავალი.

ქვემოთ მოცემულ ცხრილში სტრატეგიები შედარებულია მიზნის, კონტროლის ტრიგერისა და ტიპიური დაზოგვის მიხედვით:

კარგად რეგულირებული EMS ერთდროულად რამდენიმე ამ ფუნქციას ასრულებს: პიკის შემცირებას, დატვირთვის გადატანას ტარიფების მიხედვით და DR მოვლენებზე რეაგირებას, როდესაც ფასი სწორია.

მოთხოვნაზე რეაგირება და V2G: შენახვა, როგორც ქსელის აქტივი

მრიცხველის გარდა, BESS ცენტრს შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს ქსელის მომსახურებაში, რომელიც მოქნილობის საფასურს იხდის. მოთხოვნაზე რეაგირების (DR) პროგრამები იხდიან ობიექტებს მოხმარების შესამცირებლად - ან ელექტროენერგიის ექსპორტისთვის - როდესაც ქსელი დაძაბულია. 240 კვტ სიმძლავრის BESS, რომელსაც შეუძლია ოთხი საათის განმავლობაში დატვირთვის შეწყვეტა, წარმოადგენს თითქმის 1 მგვტ.სთ დისპეტჩერიზაციის მოქნილობას, რაც აქტიურ DR ბაზრებზე წელიწადში 12,000–36,000 აშშ დოლარს შეადგენს.

„ავტომობილიდან ქსელამდე“ (V2G) იგივე ლოგიკას თავად სატვირთო მანქანების ან ავტობუსების პარკზეც ავრცელებს. ორმხრივი დამტენებითა და ISO 15118 სტანდარტით გათვალისწინებული მანქანებით, დეპოს შეუძლია გაჩერებული ავტომობილის აკუმულატორები ვირტუალური ელექტროსადგურის სახით გააერთიანოს. ეს უფრო რთულია საოპერაციოდ — ავტოპარკის ხელმისაწვდომობის შეზღუდვები უნდა იყოს დაცული — მაგრამ ის ყველაზე დიდ, გამოუყენებელ აქტივს (პარკირებული ავტოპარკის აკუმულატორებს) შემოსავალად გარდაქმნის. ოპერატორების უმეტესობა V2G-ს პიკური გაქრობისა და გადატვირთვის შემდეგ ნერგავს, რადგან ეს დადასტურებულია, რომ ეს არ საჭიროებს ავტომობილის მხარეს თანამშრომლობას.

ხელოვნურ ინტელექტზე დაფუძნებული დაგეგმვა და პროგნოზირებადი კონტროლი

სტატიკურ წესებზე დაფუძნებული EMS - „განტვირთვა საღამოს 4 საათიდან საღამოს 9 საათამდე“ - ფინანსურად მომგებიანს ტოვებს, რადგან რეალური დატვირთვები და ფასები ყოველდღიურად იცვლება. პროგნოზირებადი კონტროლი პროგნოზირების შესაძლებლობას ამატებს: EMS პროგნოზირებს ხვალინდელი დამუხტვის მოთხოვნას ფლოტის ტელემატიკიდან, მზის ენერგიის გამომუშავებას ამინდის მონაცემებიდან და ფასს ტარიფების კალენდრებიდან, შემდეგ კი ოპტიმიზაციას უკეთებს ბატარეის გეგმას მთელი ჰორიზონტის განმავლობაში.

მანქანური სწავლების გაუმჯობესება უფრო შორს მიდის, საიტის ყოველკვირეული ნიმუშების შესწავლით და დისპეტჩერიზაციის პოლიტიკის ავტომატურად ადაპტირებით. ოპერაციულ ჰაბებში გაზომვადი შედეგები მოიცავს:

• 10–20%-ით დამატებითი ხარჯების შემცირებაწესებზე დაფუძნებული დისპეტჩერიზაციის ნაცვლად, ბატარეის ციკლების უკეთესი დროის გამო;
• ნაკლები ბატარეის ციკლი მოწოდებულ კილოვატ საათში, ციკლის ვადის გახანგრძლივება განმუხტვის სიმძლავრის ფაქტობრივ დატვირთვასთან შესაბამისობაში მოყვანით;
• გაუმჯობესებული პიკური ლიმიტის შესაბამისობაარანორმალურ დღეებში (დღესასწაულები, სიცხეები, ღონისძიებები), რომლებიც წესების მიხედვით გამოტოვებულია.

[2 მვტ.სთ 960 კვტ მეგავატიანი BESS დამტენი სადგურისთვის](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/), სადაც ერთ არასწორად დაგეგმილ ციკლს შეუძლია ასობით დოლარის ღირებულების დეგრადაცია და მოთხოვნის გადაჭარბება გამოიწვიოს, პროგნოზირებადი კონტროლი ფუფუნება არ არის - ეს ოპერაციული სტანდარტია.

პროტოკოლის თავსებადობა: OCPP 2.0.1 და ISO 15118

ზემოთ აღწერილი ყველა ჭკვიანი სტრატეგია დამოკიდებულია იმაზე, რომ EMS დამტენებთან და მანქანებთან საერთო ენაზე საუბრობს. ამ ენას სამი პროტოკოლი განსაზღვრავს:

• OCPP 2.0.1— დამტენიდან ბექენდზე დამაკავშირებელი სტანდარტი. მისი SmartCharging ფუნქციონალი EMS-ს საშუალებას აძლევს, დისტანციურად დააწესოს სესიის სიმძლავრის ლიმიტები, ტრანზაქციების კონტროლი და მოწყობილობის მართვა. ის ცვლის OCPP 1.6J-ს ახალი ჰაბებისთვის უკეთესი უსაფრთხოების (TLS), შეცდომების უკეთ მართვისა და მშობლიური ჭკვიანი დატენვის გამო.
• ISO 15118— ავტომობილიდან დამტენამდე კავშირის სტანდარტი. Plug & Charge ახდენს ავტომობილის ავთენტიფიკაციას, ხოლო პროტოკოლი ავტომობილის აკუმულატორის მდგომარეობისა და დატენვის შეზღუდვების შესახებ ინფორმაციას EMS-ს გადასცემს, რაც ფიქსირებული ტარიფის დამუხტვის ნაცვლად ჭეშმარიტად ოპტიმიზებულ სესიებს უზრუნველყოფს.
• IEC 61851— EVSE სიგნალიზაციის საბაზისო სტანდარტი, რომელსაც ყველა თანამედროვე დამტენი იყენებს და რომელსაც OCPP და ISO 15118 აფართოებენ.

სამივე პუნქტის შესყიდვის დროს მითითება წარმოადგენს ყველაზე იაფ სადაზღვევო პოლისს, რომლის შეძენაც ჰაბის მფლობელს შეუძლია. ის გარანტიას იძლევა, რომ [BESS ელექტრომობილების ინფრასტრუქტურისთვის](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/)-ის მართვა შესაძლებელი იქნება ნებისმიერი თანამედროვე EMS-ის მიერ, შეუერთდება მომავალ DR პროგრამებს და მიიღებს ნებისმიერი OEM-ის ავტომობილებს ადაპტერის შემოვლითი გზების გარეშე.

დასკვნა

ჭკვიანი ენერგიის მართვა არის ის, რაც BESS ჰაბს ბატარეების გროვისგან განასხვავებს. EMS - აღჭურვილი პიკური დატვირთვის შემცირების ლოგიკით, დინამიური დატვირთვის მართვით, ტარიფების გათვალისწინებით დაგეგმვით და ღია პროტოკოლებით - საცავს ხარჯების შემცირებისა და შემოსავლის მომტან მანქანად აქცევს, ამავდროულად ყველა დამტენი დატენილი რჩება. ოპერატორებმა ინტეგრირებულ პლატფორმას კომპონენტების შეძენასთან შედარებით უპირატესობა უნდა მიანიჭონ, სტანდარტიზაცია მოახდინონ OCPP 2.0.1-სა და ISO 15118-ზე და დაიწყონ პიკური დაზოგვით, სანამ არბიტრაჟს, DR-ს და საბოლოოდ V2G-ს ჩართავენ. სტრატეგიის ეს დასტა დადასტურებული, გაზომვადია და სულ უფრო მეტად წარმოადგენს განსხვავებას დამუხტვის ობიექტს შორის, რომელიც გადარჩება სატარიფო გარემოში და იმ ობიექტს შორის, რომელიც მასში წარმატებით ფუნქციონირებს.

ხშირად დასმული კითხვები

1. რას აკეთებს სინამდვილეში EMS BESS დამუხტვის ცენტრში?EMS განუწყვეტლივ წყვეტს, როდის დატენოს აკუმულატორი, რამდენი სიმძლავრე მოიხმაროს თითოეულმა დამტენმა და როდის განმუხტოს — ოპტიმიზაციის გზით ტარიფების, ქსელის შეზღუდვებისა და ავტომობილების მოთხოვნის გათვალისწინებით. ეს არის ჰაბის პროგრამული უზრუნველყოფის ტვინი.

2. რამდენის დაზოგვა შეუძლია ჭკვიანი ენერგიის მართვას დამუხტვის სადგურზე?ტიპური შედეგებია ენერგიის მთლიანი ღირებულების 20–40%-ით შემცირება, მოთხოვნის გადასახადის 30–50%-ით შემცირებით და დატვირთვის გადატანის გამო ენერგიის ღირებულების 10–25%-ით შემცირებით. დაზოგვა მასშტაბურია ტარიფების აგრესიულობით.

3. რა განსხვავებაა პიკური გაპარსვასა და დატვირთვის გადატანას შორის?პიკური გაცვეთა ზღუდავს ქსელის ყველაზე მაღალ 15-წუთიან მოხმარებას მოთხოვნის საფასურის შესამცირებლად; დატვირთვის გადატანა ენერგიის მოხმარებას უფრო იაფი ტარიფების მქონე ფანჯრებზე გადააქვს ენერგიის საფასურის შესამცირებლად. ორივე იყენებს ბატარეას, მაგრამ ისინი წყვეტენ გადასახადის სხვადასხვა კომპონენტს.

4. მჭირდება OCPP 2.0.1, თუ საკმარისია 1.6 ჯ?ახალი ჰაბებისთვის მკაცრად რეკომენდებულია OCPP 2.0.1: ის ამატებს TLS უსაფრთხოებას, მშობლიურ ჭკვიან დატენვას და მოწყობილობების უკეთეს მართვას. OCPP 1.6J კვლავ მისაღებია რეტროფიტებისთვის, მაგრამ ზღუდავს მომავალ ავტომატიზაციას და DR მონაწილეობას.

5. როგორ მაძლევს დინამიური დატვირთვის მართვა დამტენების ზომის გაზრდის საშუალებას?EMS ობიექტზე მთლიანი სიმძლავრის ქსელთან მიერთების ლიმიტის ფარგლებში ზღუდავს და სესიებს პრიორიტეტს ანიჭებს, ამიტომ 500 კვა-იან კავშირს შეუძლია 960 კვტ დამტენის განთავსება — თითოეული მათგანი სრული სიმძლავრით იმუშავებს მანამ, სანამ ჯამური სიმძლავრე ლიმიტის ფარგლებში დარჩება.

6. შეუძლია თუ არა BESS ჰაბს ფულის გამომუშავება მოთხოვნაზე რეაგირებიდან?დიახ, სადაც აგრეგაცია ხელმისაწვდომია. 240 კვტ სიმძლავრის აკუმულატორს შეუძლია ოთხსაათიანი მოვლენის განმავლობაში დაახლოებით 1 მგვტ.სთ ენერგიის გამომუშავება, რაც აქტიურ DR ბაზრებზე კვტ/წელზე 50–150 დოლარს გამოიმუშავებს.

7. პრაქტიკულია თუ არა დღეს სატრანსპორტო საშუალებებიდან ქსელამდე დაკავშირება ავტოპარკებში?სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ორმხრივი დამტენები და ISO 15118 სტანდარტის მქონე მანქანები, თუმცა ეს ოპერაციულ სირთულეს ზრდის. ოპერატორების უმეტესობა V2G-ს პიკური დატვირთვისა და DR-ის დამყარების შემდეგ ათავსებს, რაც გაჩერებულ ფლოტის აკუმულატორებს BESS-ის ობიექტზე არსებული გაგრძელებად მიიჩნევს.