Ақылды BESS зарядтау станцияларында сұранысқа жауап беруді оңтайландыру

Жылдам жауап:[ақылды BESS зарядтау станцияларында] (https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) сұранысқа жауап беру дегеніміз - электр желісінің бағасының сигналдарына, коммуналдық қызметтердің DR оқиғаларына немесе жиілікті реттеу қоңырауларына жауап ретінде қуатты ауыстыру, қысқарту немесе экспорттау үшін жергілікті батарея энергиясын сақтауды және ақылды энергияны басқаруды пайдалану. Дұрыс өлшемді батареямен біріктірілген электр көлігін зарядтау орны сұраныс шығындарын 20-40%-ға, жиілікті реттеу мен шыңдарды жою кірісін ашуға және электр желісіне қосылу сыйымдылығына қойылатын талаптарды 30-50%-ға азайтуға мүмкіндік береді, сонымен бірге электр көлігі жүргізушілерінің тәжірибесін өзгеріссіз қалдырады. Жеңімпаз формула төрт басқаруды біріктіреді: шыңдарды жою, жүктемені ауыстыру, динамикалық жүктемені басқару және екі бағытты V2G разрядтау, мұның бәрі OCPP және ISO 15118 стандартын білетін EMS басқарады. Барлық төрт деңгейді енгізетін операторлар әдетте BESS сыйақысын сұраныс шығындарынан, DR ынталандыруларынан және энергия арбитражынан аулақ болу арқылы 3-6 жыл ішінде қалпына келтіреді.

Негізгі қорытындылар:

• Коммерциялық электромобильдердің зарядтау шоттарында энергия шығындары емес, сұраныс шығындары басым; 30 минуттық ең жоғары көрсеткіш бір айлық пайданы жоя алады.
• BESS жабдықталған ақылды зарядтау станциялары көліктерді зарядтай алатын және электр желісіне икемділікті қайта сата алатын жалғыз нысан архитектурасы болып табылады.
• Ең жоғары жүктемені азайту, жүктемені ауыстыру, динамикалық жүктемені басқару және V2G разряды ретімен жүзеге асырылуы тиіс төрт деңгейлі оңтайландыру стегін құрайды.
• Басқару хаттамасының деңгейі (OCPP 1.6J/2.0.1, ISO 15118, Modbus/DNP3) станцияның коммуналдық DR бағдарламаларына шынымен қатыса алатынын анықтайды.
• 120-480 кВт-тық коммерциялық нысандар үшін 0,5-1 есе зарядтау қуатына тең 200-500 кВт/сағ батарея банкі ең жақсы сұранысқа жауап беретін инвестициялық кірістілікті қамтамасыз етеді.

Зарядтау орныңызда сұранысқа жауап беру мүмкіндігі жасырылған

Еуропалық учаске операторы тас жолдағы демалыс аялдамасында сегіз 120 кВт қуатты тұрақты ток зарядтағышын іске қосты. Ай сайынғы энергия тұтынуы орташа, бірақ коммуналдық төлемдерде электр қуаты құнының шамамен 60%-ын құрайтын сұраныс бойынша төлем желісі көрсетілген. Себебі, ақпан айында суық ауа райы кезінде сегіз электр жүк көлігі бір уақытта келіп, 800 кВт қуатты электр желісінен 900 кВт қуат алған кезде 15 минут ішінде бір реттік қуаттың күрт өсуі болды.

Бұл жағдай ерекше емес. Солтүстік Америка, Еуропа және Австралиядағы коммерциялық электр энергиясының тарифтері әдетте 15 немесе 30 минуттық аралықпен өлшенетін ең жоғары сұраныстың әр кВт үшін 5-20 АҚШ долларын құрайды. Электр көліктерін зарядтау орны үшін бірнеше көліктің - сағат 17:00-де оралатын жеткізу паркінің немесе түнде зарядтайтын автобус депосының - ең жоғары сәйкес келуі талап төлемдеріне әкелетін қысқа, күшті жүктеме күрт өсуін тудырады. Ақылды BESS зарядтау станциясы дәл осы күрт өсуді сіңіру үшін жұмыс істейді. Батарея төмен бағамен, төмен сұраныс терезелері кезінде зарядталады және жоғары сұраныс аралығында разрядталады, бұл учаскенің жүктеме профилін есептегіште тегістейді.

Сұраныс жауабы бұл логиканы бір учаскеден бүкіл электр желісіне дейін кеңейтеді. Коммуналдық қызметтер мен электр беру жүйесінің операторлары (TSO) тұтынуды азайта алатын немесе пәрмен бойынша қуат енгізе алатын активтерге ақы төлейді — әдетте қуат міндеттемелері үшін кВт-жылына 50-300 АҚШ доллары, сонымен қатар оқиғалар кезінде нақты жеткізілген МВт-сағ үшін энергия төлемдері. Батареямен жұмыс істейтін зарядтау станциясы DR оқиғасына бір секундтан аз уақыт ішінде жауап бере алады және 1-4 сағат бойы разрядты ұстап тұра алады, бұл оны коммуналдық қызмет келісімшарт жасай алатын ең жауапты таратылған активтердің біріне айналдырады. Жүргізушілерге қызмет көрсететін сол жабдық учаскеге екінші кіріс ағынын әкеледі.

BESS зарядтау станциясы сұранысқа қалай жауап береді

Батареямен біріктірілген электромобильдерді зарядтау станциясы негізінен үш терминалды энергия активі болып табылады: электр желісінен кіріс, батарея сақтау және көлік шығысы. Энергияны басқару жүйесі (ЭБЖ) ортасында орналасқан, әрбір киловатттың қайда ағып жатқанын нақты уақыт режимінде анықтайды. Архитектурасы қарапайым иерархияға сәйкес келеді.

Theтор өлшегішшындықтың түйіні осы. Барлық сұранысқа жауап беруді оңтайландыру өлшенген импортқа бағытталған: мақсат ешқашан зарядтауды барынша арттыру емес, жиынтық профильдің құнын азайту.BESS инверторы(әдетте әр шкаф үшін 100–250 кВт, екі бағытты айнымалы ток-тұрақты ток немесе тұрақты ток-тұрақты ток түрлендіргіштері түрінде) айнымалы ток желісі мен тұрақты ток батареясы арасында түрлендіреді.зарядтағыштың қуат жинағы— MIDA үшін модульдік 60–480 кВт [еденде тұратын станция] (https://www.midapower.com/dc-fast-charger-station) немесе 360–1680 кВт сплит жүйесі — тұрақты ток шинасынан қуат алады. Тұрақты токпен жалғанған конструкцияларда батарея зарядтағышқа қос түрлендірусіз тікелей қуат береді, бұл екі жаққа да тиімділікті шамамен 92–95%-ға дейін арттырады.

EMS төрт деңгейлі басқару стегі арқылы DR стратегиясын орындайды:

1. Жергілікті жүктемені болжауЖедел жәрдем қызметі тәулік бойы, апта күні және маусым бойынша зарядтау үлгілерін зерттейді, келесі 24-48 сағаттық жүктемені болжайды. 2.Баға және сигналды қабылдаутариф кестелері, коммуналдық қызметтердің DR оқиғасы туралы хабарландырулар және нақты уақыт режиміндегі нарықтық бағалар OpenADR, Modbus немесе DNP3 сияқты хаттамалар арқылы келеді.Оңтайландыру жүйесіАралас бүтін санды оңтайландыру процедурасы зарядтағыштың басымдығын, батареяның SOC шектеулерін және желілік қосылым шектеулерін сақтай отырып, жалпы шығынды азайтатын батареяны зарядтау/разрядтау кестесін шешеді. 4.ОрындауКесте BESS инверторына жіберіледі және зарядтағыштарға OCPP арқылы жеткізіледі, қажет болған жағдайда әр сеанс үшін қуатты азайтады немесе арттырады.

Жақсы реттелген EMS өлшенген сұранысты әрқашан жұмсақ төбеде ұстайды (мысалы, қосылу сыйымдылығының 80%-ы), бұл коммуналдық қызмет қатаң шектеулер сұраған кезде апаттық жағдайлар үшін орынды сақтайды.

Өлшенетін үнемдеуді қамтамасыз ететін негізгі оңтайландыру стратегиялары

Ақылды BESS зарядтау станцияларына арналған сұранысқа жауап беру бойынша нұсқаулықты төрт стратегия құрайды. Олар бір-бірін толықтырады және жетілген операторлар төртеуін бір уақытта басқарады.

Ең жоғары жүктемені басқару - бұл бастапқы нүкте, себебі ол сыртқы келісімшарттарды қажет етпейді және бірінші күннен бастап үнемдеуге мүмкіндік береді. Динамикалық жүктемені басқару - ең жоғары рычагты жаңарту: MIDA [ақылды EV тұрақты ток зарядтағыштары] (https://www.midapower.com/smart-ev-dc-charger-150kw-180kw-200kw-240kw-300kw-360kw-420kw-fast-charging-station-floor-standing-dc-pile-product/) OCPP арқылы бір сеанс үшін 150–420 кВт диапазондағы дроссель шығысында, сондықтан оператор 120 кВт электр қуатына бір зарядтағыштың орнына екі зарядтағыш орната алады. Жиілікті реттеу - бұл премиум қызмет; ол батареяның жылдамдығын монетизациялайды, бірақ станцияның TSO немесе агрегатормен келісімшартқа отыруын талап етеді.

Сұранысқа жауап беруді мүмкін ететін басқару стегі

Физикалық батарея мен зарядтағыштар жүйенің жартысы ғана. Сұранысқа жауап беру - деректер ойыны, ал протокол стегі станцияның қай бағдарламаларға қосыла алатынын анықтайды.

Операторлар жаңа жабдықта OCPP 2.0.1 қолдауын талап етуі керек: ол қауіпсіздікті (TLS, қол қойылған микробағдарлама жаңартулары) және OCPP 1.6J нұсқасында жоқ жергілікті ақылды зарядтау примитивтерін қосады. ISO 15118-20 - V2G-ді зертханалық демонстрациядан тор қызметіне айналдыратын көлік жағындағы стандарт; ол екі бағытты энергия беруді, сертификатқа негізделген аутентификацияны және зарядтағыш пен көлік арасындағы нақты уақыт режиміндегі қуат жоспарлауын өңдейді. Қызметтік интерфейс үшін OpenADR 2.0b DR оқиғалары үшін іс жүзіндегі стандарт болып табылады, ал DNP3/IEC 61850 жиілікті реттеуді тікелей TSO-ға сатқысы келетін сайттар үшін маңызды.

Интегралдау [V2G зарядтау модулі](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) сайтқа айналдыру көлік паркінің өзін таратылған батареяға айналдырады. MIDA-ның 30 кВт/40 кВт екі бағытты модульдері және 15 кВт/20 кВт DC-DC V2G модульдері депоға ондаған көлікті 1-2 МВт виртуалды сақтау пулына біріктіруге мүмкіндік береді — бұл сыйымдылық қосымша батарея жабдығынсыз DR-ге қатысады.

Іске асыру жол картасы: Шот-фактурадағы қиындықтардан бастап, дәрігерлік кірістерге дейін

Бес қадамдық тізбек сайтты пассивті есеп айырысудан белсенді желілік қатысуға ауыстырады:

1. Жүктеме профилін тексеріңіз.Коммуналдық қызмет есептегішінен 12 айлық 15 минуттық аралық деректерді алыңыз. Ең көп таралған 10 оқиғаны, олардың ұзақтығын және олардың қозғаушы күшін (флоттың келуі, суық ауа райы, оқиғалар) анықтаңыз. 2.Батареяның өлшемін дұрыс таңдаңыз.120–480 кВт зарядтау орны үшін 200–500 кВт/сағ батарея банкі (шамамен 0,5–1 × зарядтау қуаты кВт/сағ) ең жоғары қуат қажеттіліктерінің 90%-ын жабады. MIDA модульдік BESS станциялары — 120 кВт/сағ/60 кВт-тан [482 кВт/320 кВт конфигурацияларына] дейін (https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) — қуатты стандартты блоктарға қосуға мүмкіндік береді. 3.EMS орналастырыңыз және зарядтағыштарды OCPP арқылы қосыңыз.DR бағдарламаларына тимес бұрын динамикалық жүктемені басқаруды конфигурациялаңыз; бұл тек сайт сыйымдылығын пайдалануды екі есеге арттыра алады. 4.Қуат және энергия саласындағы DR бағдарламаларына қосылыңыз.Коммуналдық DR іс-шараларынан (OpenADR) бастаңыз, содан кейін жергілікті ережелер сақтау орындарына қатысуға рұқсат етсе, TSO қосалқы нарықтарына өтіңіз. 5.V2G және агрегацияны қосыңыз.Жиілікті реттеуді және сыйымдылық нарығындағы төлемдерді ашу үшін алаңды басқа активтермен біріктіру үшін агрегатормен келісімшарт жасаңыз.

Бұл сіздің бизнесіңіз үшін нені білдіреді

Сұраныстың экономикалық тиімділігі - бұл әрең шығындалатын зарядтау орны мен инфрақұрылым деңгейіндегі кіріс әкелетін орны арасындағы айырмашылық. Автомагистраль хабына қызмет көрсететін 482 кВт/сағ сақтау орны бар 320 кВт BESS зарядтау станциясын қарастырайық. Сұраныс төлемдері шамамен 30%-ға төмендейді, бұл әдеттегі коммерциялық тарифтер бойынша жылына 18 000–30 000 АҚШ долларын үнемдейді. TOU арбитражы жылына тағы 8 000–15 000 АҚШ долларын қосады. Сыйымдылық DR келісімшарты жылына 6 000–12 000 АҚШ долларын, ал жиілікті реттеу TSO нарығы ашық болған жағдайда 10 000–25 000 АҚШ долларын қосады. BESS сыйақысының шамамен 150 000–250 000 АҚШ долларына қарсы жылдық 40 000–80 000 АҚШ долларын құрайтын жиынтық пайда 3-6 жылға өтелімді етеді - көптеген автомагистральдар үшін батарея құнынан толығымен асып түсетін электр желісін жаңартудың алдын алу құнын есепке алмай тұрып.

Сұраныс-жауап ойынында жеңіске жететін сайттар - батареяны зарядтау құралы емес, электр желісінің активі ретінде қарастыратын сайттар. Әрбір киловатт сақтау орнының диспетчерлік кестесі, кіріс келісімшарты және өлшенген нәтижесі болуы керек. Модульдік архитектуралар мен OCPP/ISO 15118 стандартына негізделген басқару бүгінгі таңда қолжетімді болғандықтан, зарядтау орны мен икемділік нарықтары арасында ешқандай техникалық кедергі қалмайды.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. BESS зарядтау станциясындағы сұранысқа жауап дегеніміз не?Сұранысқа жауап беру – бұл станцияның батареясын және ақылды басқару жүйелерін пайдаланып, баға сигналдарына, коммуналдық қызметтерді басқару оқиғаларына немесе желі жиілігін реттеу қоңырауларына жауап ретінде учаскенің электр желісін тұтынуын азайту немесе ауыстыру немесе сақталған энергияны енгізу тәжірибесі.

2. Сұранысқа жауап беру менің зарядтау орнымның электр қуаты үшін төлемді қаншалықты азайта алады?Операторлар әдетте жүктемені ауыстыру арқылы сұраныс шығындарын 20-40%-ға, ал энергия шығындарын 10-30%-ға төмендетеді, бұл 300 кВт класты нысандарда жылына 40 000-80 000 АҚШ доллары көлемінде жалпы үнемдеуге мүмкіндік береді.

3. Жүргізушілер станция сұранысқа жауап беруге қатысқанын байқай ма?Жоқ. Жедел жәрдем қызметі әрбір сеанстың келісімшарттық қуат шегінде зарядтауды азайтады немесе күшейтеді, ал батареяның разрядталуы олқылықты жабады. Жүргізушілер бірдей зарядтау жылдамдықтары мен сеанс уақыттарын көреді.

4. Шың қырыну мен жүктемені ауыстырудың айырмашылығы неде?Ең жоғары қыру кезінде батареяның заряды ең жоғары аралықта таусылуы арқылы учаскенің ең жоғары өлшенген сұранысын шектейді, ал жүктемені ауыстыру энергия тұтынуды қымбат шың уақытынан арзан шың емес уақытқа ауыстырады. Ең жоғары қыру кезінде сұраныс заряды нысанаға алынады; жүктемені ауыстыру энергия жылдамдығын нысанаға алады.

5. Менің BESS станциям коммуналдық DR бағдарламаларына қосылу үшін арнайы хаттамаларды қажет ете ме?Иә. Коммуналдық DR оқиғалары үшін OpenADR 2.0b, зарядтағышты басқару үшін OCPP 2.0.1 және V2G үшін ISO 15118 маңызды стандарттар болып табылады. Ескі OCPP 1.6J жабдығы әлі де EMS арқылы қатыса алады, бірақ мүмкіндіктері аз.

6. Көлік аккумуляторлары сұранысқа жауап беру үшін жергілікті BESS-ті ауыстыра ала ма?Ішінара. V2G мүмкіндігі бар көліктер шағын автопарк үшін 50-150 кВт икемді қуат бере алады, бірақ жергілікті BESS кепілдендірілген, әрқашан қолжетімді жауап беру үшін маңызды болып қала береді — көліктер күтпеген жерден тұраққа қойылады, ал батареялар қойылмайды.

7. DR оңтайландыруы бар электромобильдерді зарядтау орнында BESS-тің өтелу мерзімі қандай?Оңтайландырудың төрт деңгейі белсенді болған кезде, өтемақы әдетте 3-6 жыл аралығында болады; электр желісіне қосылуды жаңартудан аулақ болған сайттар 3 жыл ішінде өтемақы ала алады.