Қазіргі заманғы BESS хабтарына арналған ақылды энергияны басқару стратегиялары

Жылдам жауап

Заманауи батарея энергиясын сақтау (BESS) зарядтау хабы өзінің аппараттық құралында емес, энергияны басқару стратегиясында сәтті немесе сәтсіз болады. Ақылды энергияны басқару аккумуляторды қашан зарядтау керектігін, зарядтағыштар арасында қуатты қалай бөлу керектігін және шыңдық қырқу, жүктемені ауыстыру немесе сұранысқа жауап беру үшін қашан разрядтау керектігін үздіксіз шешу үшін учаске деңгейіндегі энергияны басқару жүйесін (EMS) пайдаланады. Ең жоғары өлшенетін әсері бар үш стратегия - шыңдық қырқуды диспетчерлеу, OCPP 2.0.1 арқылы зарядтағыштың қуатын динамикалық шектеу және тарифтік спредтерді пайдаланатын бағаға негізделген кесте құру. Бірге жүзеге асырылған кезде, олар учаскенің энергия құнын 20-40% төмендетеді, зарядтағыштарды электр желісінің шектеулерінен қорғайды және коммуналдық бағдарламалардан жаңа кірістер жасайды. Бұл мақалада EMS иерархиясы, негізгі стратегиялар және хаб деңгейінде автоматтандыруды сенімді ететін хаттамалар түсіндіріледі.

Негізгі қорытындылар

• EMS - батареяны, зарядтағыштарды, фотоэлектрлік және электр желісінің тарифтерін бір оңтайландыру мәселесіне байланыстыратын басқару миы.
• Ең жоғары деңгейдегі қырыну - ең жоғары құнды стратегия: 15 минуттық сұраныс терезесін жабу ең үлкен тарифтік бапты қысқартады.
• Динамикалық жүктемені басқару (DLM) шағын электр желісінің қосылымына үлкен зарядтағыш парктеріне қызмет көрсетуге мүмкіндік береді.
• Бағаға негізделген жоспарлау және сұранысқа жауап беру сақтау орнын тек шығындардан құтылу құралына емес, кіріс активіне айналдырады.
• OCPP 2.0.1, ISO 15118 және IEC 61851 өзара әрекеттесуі автоматтандырылған басқарудың талқыланбайтын негізі болып табылады.

Зарядтау орталығын бүгінде «ақылды» ететін нәрсе

Он жыл бұрын электромобильдерді зарядтау орны есептегішке қосылған зарядтағыштардың жиынтығы болды. Әрбір зарядтағыш көлікпен қуатты өз бетінше келісіп отырды, орын кез келген шыңға жеткенде, оператор айдың соңында залалды реттеді. Ақылды BESS хабы құрылымдық тұрғыдан басқаша: әрбір қуат ағыны өлшенеді, әрбір шешім оңтайландырылады және орын бір басқарылатын актив ретінде әрекет етеді.

Ақылды хабтың негізгі мүмкіндіктері:

1. Нақты уақыттағы өлшеужұмыс орнының жүктемесі, батареяның зарядтау күйі (SoC), зарядтағыштың қуаты және – тиісті жағдайларда – фотоэлектрлік энергия генерациясы. 2.Болжаукөлік құралдарына деген сұраныс, күн энергиясын өндіру және тарифтік терезелер. 3.Оңтайландыруфизикалық және келісімшарттық шектеулер шеңберінде ең төменгі шығынды немесе ең жоғары кірісті шешеді. 4.Орындаубасқару сигналдарын зарядтағыштарға, батарея компьютерлеріне және желілік қосылу нүктесіне жібереді. 5.Сәйкестікэлектр желісіне қосылу туралы келісімдермен, есептеу ережелерімен және киберқауіпсіздік талаптарымен.

Бұл мүмкіндіктері жоқ хаб жай ғана үлкенірек зарядтағыш фермасы болып табылады. Олармен бірге ол операторы коммуналдық қызметке тегіс жүктеме профилін уәде етіп, оны жеткізе алатын энергетикалық активке айналады.

EMS иерархиясы: учаске контроллері, зарядтау желісі, тор жиегі

Ақылды энергияны басқару үш ішкі деңгейде жұмыс істейді, ал ең жақсы енгізулер үшеуін де үйлесімді ұстайды:

1-деңгей — Сайт контроллері (EMS).EMS шешім қабылдаушы болып табылады. Ол тарифтік деректерді, батареяның күй параметрлерін, зарядтағыш күйлерін және болжамдық деректерді қабылдайды, содан кейін диспетчерлік жоспарды жариялайды: батареяны зарядтау/разрядтау мәндері, зарядтағыштың қуат шектеулері және желілік импорт мақсаттары. Коммерциялық EMS платформалары нарықтың құбылмалылығына байланысты бұл жоспарды әр 1-15 минут сайын жаңартып отырады.

2-деңгей — Зарядтағыш желісі.Зарядтағыштар жоспарды OCPP арқылы орындайды. OCPP 2.0.1 нұсқасында EMS әрбір зарядтау сеансына нақты уақыт режимінде динамикалық қуат шектеулерін орната алады, сайтты өз шегінде ұстау үшін жеке сеанстарды шектейді. Бұл 500 кВА қосылымды 960 кВт қуатты хабқа айналдыратын механизм: зарядтағыштар батарея заряды таусылған кезде толық қуатта жұмыс істейді, ал заряды таусылмаған кезде тозуы төмендейді.

3-қабат — Тор жиегі.Қосылу нүктесі есептегіш деректерін хабарлайды және ақылды желі бағдарламаларында сыртқы сигналдарды – сұранысқа жауап беру оқиғаларын, қуат аукциондарын немесе пайдалану уақытының баға импульстарын қабылдайды. EMS бұларды оңтайландыру кезінде шектеулер немесе баға кірістері ретінде қарастырады.

Ақаулықтан аулақ болу керек режим - оқшауланған басқару: егер батареяны бір жеткізуші, зарядтағыштарды екіншісі, ал фотоэлектрлік зарядтағыштарды үшінші жеткізуші басқарса, бірде-бір оңтайландырғыш болмайды. Сондықтан интеграцияланған [BESS зарядтау станциясы] (https://www.midapower.com/bess-charging-station/) платформалары - мұнда EMS батареямен және зарядтағыштармен бірге жеткізіледі - учаскеде бекітілген ең жақсы үлгідегі стектерге қарағанда үнемі жақсы нәтижелер береді.

Жүктемені басқару: ең жоғары жүктеме кезінде қырыну және жүктемені ауыстыру

BESS хабының энергия басқаруының екі негізгі стратегиясы - шыңдарды азайту және жүктемені ауыстыру. Олар көбінесе шатастырылады, бірақ олар әртүрлі тарифтік компоненттерге бағытталған.

Ең жоғары қырынуСайттың ең көп 15 минуттық электр желісіне деген сұранысын шектейді. EMS жылжымалы сұраныс терезесін бақылайды; болжамды шың шекке жеткенде, ол батареяны қажетті қуатта зарядсыздандырады. Артықшылығы - сұраныс зарядын болдырмау - әдетте зарядтау орнының шотындағы ең үлкен басқарылатын шығын. 1,2 МВт шыңы және $15/кВт тарифі бар хабта 300 кВт үнемдеу жылына $54,000 үнемдейді.

Жүктемені ауыстыруэнергия тұтынуды уақыт бойынша өзгертеді. Батарея шыңнан тыс уақытта (энергия $0,03–$0,06/кВтсағ болғанда) зарядталады және шың сағаттарында (энергия $0,15–$0,30/кВтсағ болғанда) зарядтағыштарды қуаттандырады. Артықшылығы - энергия шығындарын азайту, сонымен қатар кейбір нарықтарда арбитраждық кіріс.

Төмендегі кестеде стратегиялар мақсат, бақылау триггері және типтік үнемдеу бойынша салыстырылады:

Жақсы реттелген жедел жәрдем қызметі мұның бірнешеуін бір уақытта іске қосады: ең жоғары деңгейді төмендету, жүктемені тарифтер арасында ауыстыру және баға қолайлы болған кезде жедел жәрдем оқиғаларына жауап беру.

Сұранысқа жауап беру және V2G: Желілік актив ретінде сақтау

Есептегіштен тыс жерде BESS хабы икемділік үшін ақы төлейтін электр желісі қызметтеріне қатыса алады. Сұранысқа жауап беру (DR) бағдарламалары электр желісі кернеуі болған кезде тұтынуды азайту немесе қуат экспорттау үшін сайттарға ақы төлейді. Төрт сағат бойы жүктемені азайта алатын 240 кВт қуатты BESS диспетчерлік икемділіктің шамамен 1 МВт/сағатын білдіреді, бұл белсенді DR нарықтарында жылына 12 000–36 000 АҚШ долларын құрайды.

Көліктен желіге (V2G) осы логиканы жүк көліктері немесе автобус паркіне де қолданады. Екі бағытты зарядтағыштар мен ISO 15118 стандартына сәйкес келетін көліктердің көмегімен депо тұраққа қойылған көлік аккумуляторларын виртуалды электр станциясы ретінде біріктіре алады. Мұны пайдалану күрделірек - автопарктің қолжетімділігіне қойылатын шектеулерді сақтау қажет - бірақ ол пайдаланылмаған ең үлкен активті (тұраққа қойылған автопарк аккумуляторларын) кіріске айналдырады. Көптеген операторлар V2G-ні шыңы төмендегеннен кейін және DR-ден кейін енгізеді, себебі олар көлік тарапынан ынтымақтастықты қажет етпейді.

Жасанды интеллект негізіндегі жоспарлау және болжамды басқару

Статикалық ережеге негізделген EMS — «сағат 16:00-ден 21:00-ге дейін разрядтау» — нақты жүктемелер мен бағалар күн сайын өзгеріп отыратындықтан, ақшаны үнемдейді. Болжамды бақылау болжамды қосады: EMS ертеңгі күнгі флоттық телематикадан алынатын зарядтау сұранысын, ауа райы деректерінен күн энергиясының қуатын және тарифтік күнтізбелерден бағаны болжайды, содан кейін батарея жоспарын бүкіл көкжиекте оңтайландырады.

Машиналық оқытуды жақсарту одан әрі дамиды, сайттың апталық үлгілерін үйренеді және диспетчерлік саясатты автоматты түрде бейімдейді. Жұмыс орталықтарындағы өлшенетін нәтижелерге мыналар жатады:

• 10–20% қосымша шығындарды азайтубатарея циклдарының уақытын жақсартудан бастап, ережеге негізделген диспетчерлеуден артық;
• Әр киловатт-сағатқа батарея циклдері азайдыразряд қуатын нақты жүктемеге сәйкестендіру арқылы циклдің қызмет ету мерзімін ұзарту;
• Ең жоғары шекті деңгейге сәйкестікті жақсартуережелерді бұзатын қалыптан тыс күндерде (мереке, аптап ыстық, іс-шаралар).

Уақыты дұрыс таңдалмаған бір цикл жүздеген долларға тозуы және сұраныстың асып кетуі мүмкін [2 МВт/сағ 960 кВт/мегаватт BESS зарядтау станциясы](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) үшін болжамды басқару сән-салтанат емес, бұл жұмыс стандарты.

Хаттаманың өзара әрекеттесуі: OCPP 2.0.1 және ISO 15118

Жоғарыда сипатталған әрбір ақылды стратегия жедел жәрдем қызметінің зарядтағыштармен және көліктермен ортақ тілде сөйлеуіне байланысты. Бұл тілді үш хаттама анықтайды:

• OCPP 2.0.1— зарядтағыштан артқы жағына стандарт. Оның SmartCharging функциясы EMS-ке әрбір сеанс үшін қуат шектеулерін, транзакцияларды басқаруды және құрылғыны басқаруды қашықтан орнатуға мүмкіндік береді. Ол жаңа хабтар үшін OCPP 1.6J стандартын ауыстырады, себебі ол қауіпсіздікті (TLS) жақсартады, ақауларды жақсы өңдейді және жергілікті ақылды зарядтауды қамтамасыз етеді.
• ISO 15118— көліктен зарядтағышқа қосу стандарты. Plug & Charge көлік құралын аутентификациялайды, ал хаттама көлік құралының аккумулятор күйі мен зарядтау шектеулерін EMS-ке жеткізеді, бұл бекітілген тариф бойынша зарядтаудың орнына шынымен оңтайландырылған сеанстарды қамтамасыз етеді.
• IEC 61851— әрбір заманауи зарядтағыш енгізетін және OCPP мен ISO 15118 кеңейтетін негізгі EVSE сигнал беру стандарты.

Сатып алу кезінде үшеуін де көрсету хаб иесі сатып ала алатын ең арзан сақтандыру полисі болып табылады. Бұл [Электр көліктерінің инфрақұрылымына арналған BESS](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) кез келген заманауи жедел жәрдем қызметімен басқарыла алатынына, болашақ жедел жәрдем бағдарламаларына қосыла алатынына және адаптер шешімдерінсіз кез келген OEM компаниясынан көліктерді қабылдай алатынына кепілдік береді.

Қорытынды

Ақылды энергияны басқару - BESS хабын батареялар үйіндісінен ажырататын нәрсе. Ең жоғары жүктемені азайту логикасымен, динамикалық жүктемені басқарумен, тарифтерге негізделген кестемен және ашық хаттамалармен қаруланған EMS әрбір зарядтағыштың қуатын сақтай отырып, сақтау орнын шығындарды азайту және кіріс машинасына айналдырады. Операторлар компоненттерді сатып алудан гөрі интеграцияланған платформаға басымдық беруі, OCPP 2.0.1 және ISO 15118 бойынша стандарттауы және арбитраж, DR және сайып келгенде V2G-ге қабаттамас бұрын ең жоғары жүктемені азайтудан бастауы керек. Стратегия стегі дәлелденген, өлшенетін және тарифтік ортада өмір сүретін зарядтау орны мен онда гүлденетін орны арасындағы айырмашылықты арттырады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. BESS зарядтау орталығында EMS шынымен не істейді?EMS батареяны қашан зарядтау керектігін, әрбір зарядтағыш қанша қуат тұтынатынын және қашан разрядтау керектігін үздіксіз шешеді – тариф терезелеріне, электр желісіне шектеулерге және көлік құралына деген сұранысқа сәйкес оңтайландырады. Бұл хабтың бағдарламалық миы.

2. Ақылды энергияны басқару зарядтау орнында қанша үнемдеуге мүмкіндік береді?Әдеттегі нәтижелер жалпы энергия құнының 20-40%-ға төмендеуі, сұраныс құнының 30-50%-ға төмендеуі және жүктемені ауыстырудан энергия құнының 10-25%-ға төмендеуі болып табылады. Тарифтік агрессивтілікпен үнемдеу масштабы өзгереді.

3. Шың қырыну мен жүктемені ауыстырудың айырмашылығы неде?Ең жоғары қырыну сұраныс шығындарын азайту үшін ең жоғары 15 минуттық тор тартуын шектейді; жүктемені ауыстыру энергия шығынын азайту үшін энергия тұтынуды арзан тарифтік терезелерге ауыстырады. Екеуі де батареяны пайдаланады, бірақ олар әртүрлі шот компоненттерін шешеді.

4. Маған OCPP 2.0.1 қажет пе, әлде 1,6J жеткілікті ме?OCPP 2.0.1 жаңа хабтар үшін ұсынылады: ол TLS қауіпсіздігін, жергілікті ақылды зарядтауды және құрылғыларды басқаруды жақсартады. OCPP 1.6J жаңартулар үшін жарамды болып қала береді, бірақ болашақта автоматтандыру мен DR қатысуын шектейді.

5. Динамикалық жүктемені басқару зарядтағыштардың өлшемін қалай үлкейтуге мүмкіндік береді?EMS электр желісіне қосылу шегіндегі жалпы қуатты шектейді және сеанстарға басымдық береді, сондықтан 500 кВА қосылым 960 кВт зарядтағыштарды орналастыра алады — олардың әрқайсысы жалпы қуат шектен тыс болған жағдайда толық қуатта жұмыс істейді.

6. BESS хабы сұранысқа жауап беру арқылы ақша таба ала ма?Иә, агрегация қолжетімді болған жағдайда. 240 кВт батарея төрт сағат ішінде шамамен 1 МВт/сағ энергияны жоғалтуы мүмкін, бұл белсенді DR нарықтарында жылына бір кВт үшін 50–150 доллар пайда әкеледі.

7. Бүгінгі таңда автопарк деполарында көліктен желіге дейін желіге қосу тиімді ме?Екі бағытты зарядтағыштар мен ISO 15118 көліктері барған сайын, бұл пайдалануды күрделендіреді. Көптеген операторлар V2G жүйесін ең жоғары жүктемелер мен DR орнатылғаннан кейін орнатады, бұл тұрақтағы аккумуляторларды BESS алаңының кеңейтімі ретінде қарастырады.