Жоғары қуатты электромобильдерді зарядтау орталықтарына арналған масштабталатын BESS шешімдері

Жылдам жауап

Масштабтау - жоғары қуатты электромобильдерді зарядтау хабтарының негізгі инженерлік міндеті: бүгінгі төрт зарядтағыштан тұратын алаң ертеңгі он алты зарядтағыштан тұратын мегаватт хабына айналуы керек, ол «алып тастап, ауыстырып» қайта құрусыз жүзеге асырылуы керек. Модульдік BESS шешімдері бұған бірге өсетін үш форма факторымен жауап береді - шкаф блоктары (120–300 кВт/сағ), интеграцияланған BESS зарядтағыштары (200–625 кВт/сағ зарядтау кіріктірілген) және контейнерлік жүйелер (1–2 МВт/сағ+) - барлығы сақтау орнын, зарядтағыштарды және электр желісіне қосылуды бір ресурс ретінде қарастыратын бірыңғай EMS арқылы басқарылады. Алаң жұмыс істеп тұрған кезде батарея сыйымдылығы мен қуат модульдері біртіндеп қосылатындықтан, операторлар капиталдық шығындарды трафиктің өсуімен біртіндеп арттыра алады, электр желісіне қосылуды шағын ұстай алады және 120 кВт-тан 960 кВт-қа дейін және одан да көп MCS мегаватт зарядтауға көшуді жеңе алады. Негізгі ереже: бүгінгі трафик үшін электр желісіне қосылуды өлшемдеңіз, ертеңгі BESS архитектурасын өлшемдеңіз.

Негізгі қорытындылар

• Модульдік форма факторлары — корпус, интеграцияланған, контейнер — хабтардың жұмысын тоқтатпай, қуатын кВт және кВт/сағ қадамдарымен масштабтауға мүмкіндік береді.
• BESS-ті кезең-кезеңімен орналастыру капиталдық шығындарды трафиктің өсуімен үйлестіреді және бірінші күні шамадан тыс құрылыстың алдын алады.
• Ортақ EMS - бұл масштабталу негізі: кез келген масштабтағы сақтау, зарядтағыштар және электр желісі қызметтері үшін бір басқару жазықтығы.
• Жоғары қуатты хабтар (480 кВт–2 МВт) номиналды қуатты ұстап тұру үшін сұйықтықпен салқындатылатын қуат модульдерін және батареяның жылу басқаруын қажет етеді.
• Электр желісі шектеулі сайттар трансформаторды жаңартуды күтпей-ақ зарядтау қуатын масштабтау үшін BESS пайдаланады.

Жоғары қуатты зарядтаудағы масштабтау мәселесі

Қоғамдық зарядтауға деген сұраныс сызықтық түрде өспейді - ол біртіндеп өседі. Төрт 120 кВт зарядтағышпен ашылатын тас жол торабы көршілес автопарктерді электрлендіру арқылы 24 ай ішінде пайдалануды үш есеге арттыруы мүмкін, бұл он екі немесе он алты портқа дейін кеңейтуге мәжбүр етеді. Дәстүрлі жауап, үлкенірек трансформатор және көбірек зарядтағыштар, екі шындықпен соқтығысады: трансформаторларды жаңарту 12-18 айлық жеткізу мерзімімен 50 000-200 000 АҚШ долларын құрайды, ал коммуналдық қызметтерге қосылу туралы келісімдер ауыр түрде қайта қаралады. Бүгінгі трафик үшін құрылыс салатын операторлар өз өсуін шектейді; ертеңгі трафик үшін құрылыс салатын операторлар бос тұрған қуатқа капиталды ысырап етеді.

BESS зарядтау қуатын желілік қуаттан ажыратады. Хаб жоғары қуатты зарядтағыштарды бірден орната алады, оларды шың кезінде батарея разрядынан іске қоса алады және желіден жабық, тұрақты профиль тарта алады. Трафик өскен кезде оператор трансформаторларды емес, батарея шкафтарын немесе контейнерлерін және қуат модульдерін қосады. Бұл Еуропа мен Солтүстік Америкадағы мегаватт класты хабтар біріктіретін масштабталу моделі, және дәл сондықтан MIDA өнім желісі жалпы қуат модульдерінің айналасында салынған шкафтарды, интеграцияланған станцияларды және контейнерлерді қамтиды.

Үш форма факторы, бір масштабталу тарихы

Жоғары қуатты хабтарға арналған BESS шешімдері үш үйлесімді формалық факторда келеді. Олардың арасынан таңдау екі шешімнің бірін таңдау емес — жетілген хабтар үшеуін де пайдаланады:

Біріктіретін идея: әрбір форма факторы бірдей EMS тілінде сөйлейді және бірдей құрылыс блоктарын пайдаланады — екі бағытты айнымалы ток-тұрақты ток түрлендіруі, сұйықтықпен салқындатылатын батарея сөрелері және модульдік тұрақты ток қуат модульдері. Оператор екі [кіріктірілген BESS зарядтағышынан] (https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/) бастай алады, флот келісімшарты қонған кезде [BESS зарядтағыш шкафын] (https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) қоса алады және хаб мегаватт шкаласына жеткенде [2 МВт/сағ контейнер] (https://www.midapower.com/bess-charger-container/) тастай алады, оның барлығында бір басқару платформасы және бірыңғай техникалық қызмет көрсету дағдысы бар.

Өлшемдерді есептеу әдістемесі: төрт зарядтағыштан жиырма төртке дейін

Әрбір оператор қоятын практикалық сұрақ - «батарея қанша және қашан?» Төмендегі өлшемдеу әдістемесі автопарк деполарында, тас жол тораптарында және мақсатты орындарда сенімді екенін дәлелдеді:

1. Жүктеме қисығын модельдеңіз.Күтілетін сеанстардың 12 айлық профилі: күніне сеанстар, сеанстағы орташа энергия және келу кластері. Ең жоғары терезе (әдетте флот үшін 16:00–20:00 немесе түскі уақыт) түсіру терезесін анықтайды. 2.Бүгінгі тор қосылымының өлшемін анықтаңыз.Электр қуаты ретінде ең жоғары зарядтау сұранысының тек 60–70%-ын ғана қысқартады. Ең жоғары зарядтау кезінде батарея айырмашылықты қамтамасыз етеді. 3.Батареяның өсу сатысына арналған өлшемін анықтаңыз.Әрбір қуаттың өсуі (мысалы, +200 кВт/сағ) жүктеменің өсуінің келесі 18-24 айын қамтуы керек. Бұл капитал тиімділігі мен қайта тендер өткізу жиілігі арасындағы ең тиімді нүкте. 4.Модуль қадамдарымен қуат қосыңыз.Қуат модульдері (стандартты 30–60 кВт, сұйықтықпен салқындатылатын 40–125 кВт) зарядтағыш шығысын масштабтайды. Модульдерді MIDA шкафтарында ыстықтай ауыстыруға болатындықтан, қуатты жаңарту үшін жаңа зарядтағыш корпустары қажет емес. 5.Тоқсан сайын қайта бағалау.Трафик деректері жылжымалы жоспарды береді; пайдалану шегінен асқан кезде контейнерлерді қалыпты сатып алу циклі ішінде қосуға болады.

Төмендегі кестеде BESS конфигурацияларына сәйкес келетін хаб деңгейлері көрсетілген:

Мегаватт шекарасы: 960 кВт-тан 2 МВт/сағ-қа дейін және одан да көп

Ауыр жүктемелі электрлендіру хабтарды 1 МВт белгісінен асырмақ, мұнда екі динамика инженерияны өзгертеді: зарядтағыштың қуат деңгейі қазір әрбір аша үшін 600 кВт–1,5 МВт-қа жетеді (жүк көліктері үшін MCS), ал жылуды басқару қақпақ шектеуіне айналады. Бұл қуат деңгейлерінде 500 А+ сұйықтықпен салқындатылатын кабельдер мен сұйықтықпен салқындатылатын қуат модульдері міндетті болып табылады — ауамен салқындату жылу тығыздығын жоққа шығара алмайды. MIDA [сұйықтықпен салқындатылатын қуат модульдері] (https://www.midapower.com/liquid-cooled-power-module/) (40–125 кВт) және 1000 В кең вольтты архитектуралары мегаватт класты конфигурацияларды қолдайды, дәл осы жұмыс үшін жасалған 960 кВт/2 МВт/сағ қондырғы және 480 кВт/1 МВт/сағ жүйелер сияқты толық [BESS зарядтау станциялары] (https://www.midapower.com/bess-charging-station/) бар.

Хаб операторлары үшін мегаваттқа ауысу масштабталу принципін күшейтеді: 2 МВт/сағ контейнер үлкенірек шкаф емес, ол бүкіл хабтың тұрақты ток шинасын қоректендіретін энергия активінің басқа класы. EMS контейнер, шкафтар және қосылған көліктер арасында арбитраж жасайды, бұл тағы бір 600 кВт ашаны қосудың шекті құны қосалқы станция емес, қуат модулі және кабель екеніне кепілдік береді.

Тор шектеулері: BESS жалғыз кеңейту жолы болған кезде

Ең жоғары құнды орталықтардың көпшілігі – тығыз қалалық аудандар, өнеркәсіптік парктер, тас жол қызмет көрсету аймақтары – коммуналдық қызмет көрсетушілер жылдар бойы қосымша қуаттылыққа кепілдік бере алмайтын қаныққан фидерлерде орналасқан. Бұл учаскелерде BESS экономикалық оңтайландыру емес; бұл мүмкіндік беретін технология. Учаске келісімшарттық қуатын үздіксіз пайдаланады, аз трафик кезеңінде (түнде қоса алғанда) энергияны сақтайды және тұрақты терезелер үшін қосылу рейтингісінен әлдеқайда жоғары зарядтау қуатын береді. Операторлар шектеулі желілік қызметтің үстіне жеке микрожелі жасайды.

Бұл жұмыс режимі оператордың пайдасына тәуекел профилін өзгертеді: қосылу кезінде күту болмайды, сұраныс бойынша зарядтың сөнуі болмайды және тіпті электр желісінің шыңы кезінде де тұтынушылар үшін кепілдендірілген өткізу қабілеті. Дегенмен, жобада сенімді арал қорғанысы және электр желісінің кодына сәйкес келетін инверторлар болуы керек, осылайша хаб коммуналдық оқиғалар кезінде таза түрде ажыратылып, автоматты түрде қайта қосылады - бұл аймақтық сертификаттау (CE, UL, жергілікті электр желісінің кодтары) растайтын сәйкестік.

Ауқымды пайдалану мәселелері

Хабтың пайдалылығы операцияларды масштабтамай-ақ төмендейді. Өсіп келе жатқан хабтың денсаулығын сақтау үшін төрт операциялық тірек бар:

1. Бір жедел жәрдем, бір шындық.Бірыңғай энергия басқару платформасы BESS зарядтау күйін, зарядтағыш жүктемесін, өлшенген сұранысты және желі сигналдарын біріктіреді. Жеткізушілер арасындағы фрагменттелген басқару - масштабталған хабтардың ең көп таралған істен шығу режимі. 2.OCPP 2.0.1 және ашық хаттамалар.Зарядтағыштар мен сақтау құрылғылары EMS қажет ететін басқару және телеметрия интерфейстерін ашуы керек. OCPP 2.0.1 SmartCharging және құрылғыны басқару мүмкіндіктері көп активті үйлестірудің практикалық негізі болып табылады. 3.Бірінші дәрежелі жүйе ретінде жылуды басқару.Батарея сөрелері мен жоғары қуатты модульдерге арналған сұйық салқындату болттармен бекітілмеген, архитектураға сәйкес жасалуы керек. 960 кВт шкала бойынша термиялық ауытқудың өзі 10% болса, бір жыл ішінде алты таңбалы кіріс шығынына әкеледі. 4.Кірістің артық болуы.Хаб деңгейінде бір зарядтағыштың істен шығуы тұтынушы тәжірибесінің оқиғасы болып табылады, бірақ EMS істен шығуы кірістің үзілуі болып табылады. Артық контроллерлерді орналастырыңыз, тұрақты ток шиналарын контейнерлерге бөліңіз және қосалқы қуат модульдерін орнында ұстаңыз — ыстықтай ауыстырылатын модульдер 3 күндік істен шығуды 15 минут ішінде жөндеуге мүмкіндік береді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. BESS зарядтау хабын қалай масштабтауға болады?BESS зарядтау қуатын электр желісіне қосылу қуатынан ажыратады. Операторлар трансформаторды жаңартудан және әдетте қақпаның кеңеюіне әкелетін қосылу кідірістеріне жол бермей, жабық электр желісінің профилін салу кезінде зарядтағыштар мен батарея сыйымдылығын біртіндеп қосады.

2. Қуатты хабтар үшін қандай BESS өлшемдері бар?Практикалық спектр 120–300 кВт/сағ қуаттылықтағы шкаф блоктарынан бастап, 200–625 кВт/сағ қуаттылықтағы интеграцияланған BESS зарядтағыштарынан бастап, 800 кВт/сағ–2 МВт/сағ қуаттылықтағы контейнерлік жүйелерге дейін созылады. MIDA желісі жалпы қуат модулі платформаларындағы үш форма факторын да қамтиды.

3. BESS хабын жұмысын тоқтатпай кеңейте аламын ба?Иә. Модульдік шкафтар, контейнерлер және ыстықтай ауыстырылатын қуат модульдері алаң зарядтауды жалғастырған кезде қуатты қосуға мүмкіндік береді. Кеңейту - құрылыс жобасы емес, сатып алу шарасы.

4. BESS бар 480 кВт хаб үшін қандай өлшемдегі тор қосылымы қажет?625 кВт/сағ–1 МВт/сағ BESS қуаты бар 480 кВт хаб әдетте 250–400 кВА қосылыммен жұмыс істейді. Батарея ең жоғары тұтынуды қамтамасыз етеді, ал желі орташа профильді қамтиды.

5. Неліктен мегаватт масштабында сұйық салқындату маңызды?Әр аша үшін 600 кВт–1,5 МВт қуатта ауамен салқындату қуатты электроника мен батарея сөрелерінің жылу тығыздығына кедергі келтіре алмайды. Сұйықтықпен салқындатылатын модульдер мен кабельдер жоғары қоршаған орта жағдайларында номиналды қуаттылықты және ұзақ мерзімділікті сақтайды — бұл шамамен 480 кВт-тан жоғары хаб қуаты міндетті.

6. Шкафтар, кіріктірілген станциялар және контейнерлер арасында қалай таңдау жасаймын?Форма факторын өсу кезеңіне сәйкестендіру: кезең-кезеңмен орналастыруға арналған интеграцияланған BESS зарядтағыштары, қолданыстағы зарядтағыштардың жанында қосымша қуатқа арналған шкафтар және 1 МВт/сағ + масштабтағы хаб деңгейіндегі энергия қорлары мен электр желісі қызметтеріне арналған контейнерлер.

7. Жедел жәрдем қызметі масштабталған хабта қандай рөл атқарады?EMS - барлық активтердегі батареяның разрядталуын, зарядтағыш жүктемесін, өлшенген сұранысты және тор сигналдарын үйлестіретін басқару жазықтығы. Бұл көп контейнерлі, көп зарядтағыш хабтардың бөлшектер жиынтығы емес, бір сенімді, кірісті оңтайландыратын жүйе ретінде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.