Таратылған BESS желілерімен электр желісінің тұрақтылығын нығайту

Жылдам жауап:Таратылған BESS желілері аймақ бойынша - автопарк деполарында, тас жолдарды зарядтау орталықтарында, коммерциялық ғимараттарда және күн энергиясын өндіретін алаңдарда көптеген кішігірім [батарея сақтау құрылғыларын] (https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) орналастыру және оларды энергияны басқару бағдарламалық жасақтамасы арқылы желі операторына жиілікті реттеу, кернеуді қолдау, шыңдарды азайту және тұрақтылық қызметтерін ұсынатын виртуалды электр станциясына (VPP) біріктіру арқылы электр желісінің тұрақтылығын нығайтады. Жауап беру жергілікті жерде болатындықтан (жиілік үшін бір секундтан аз, кернеу үшін бірден), таратылған сақтау жылдамдығы мен сенімділігі бойынша ірі орталықтандырылған қондырғылардан асып түседі және жаңа беру дәліздерін қажет етпейді. Иелері үшін әрбір таратылған құрылғы бірнеше кіріс ағындарын табады - қуат төлемдері, энергия арбитражы, сұраныс төлемдерін үнемдеу және қосалқы қызмет көрсету кірісі - ал желі тұтастай алғанда электр желісінің ең икемді активіне айналады. Еуропалық және Солтүстік Америка нарықтары жылдам жиілікті жауап беру үшін қазірдің өзінде 30-120 АҚШ доллары/МВт-сағ төлейді, бұл таратылған BESS желілерін электр желісі инфрақұрылымындағы ең жылдам дамып келе жатқан сегменттердің біріне айналдырады.

Негізгі қорытындылар:

• Таратылған BESS желілері мыңдаған шағын сақтау бірліктерін бір икемді желілік активке айналдырады, бұл орталықтандырылған қондырғылар жылдамдығы немесе орналасқан жері бойынша тең келе алмайтын қызметтерді ұсынады.
• Жиілікті реттеу ең жоғары құнды қызмет болып табылады: секундтан төмен жауап беру ірі нарықтарда 30-120 АҚШ доллары/МВт/сағ қуат төлемдерін әкеледі.
• Агрегация қабаттары (EMS + VPP платформалары + OCPP 2.0.1 + ISO 15118) шашыраңқы батареяларды бірыңғай диспетчерленетін ресурсқа айналдырады.
• Сол таратылған қондырғылар алдымен өздерінің негізгі торабына қызмет көрсетеді — сұраныс ақысын 20-40%-ға төмендетеді — ал екінші кезекте электр желісіне икемділік сатады.
• Модульдік, стандартты хаттамалық сақтау аппараттық құралы мүмкіндік беретін қабат болып табылады: тек стандартталған бірліктер ғана ауқымды түрде тиімді түрде біріктіре алады.

Неліктен тор тұрақтылығы таратылған мәселеге айналуда

Америка Құрама Штаттарының оңтүстігіндегі аймақтық электр желісінің операторы кешкі асқа қарай жылжуды бақылап отырады: күн энергиясы өндірісі төмендейді, кондиционер жүктемесі артады және жаңартылатын энергия көздері жылу электр станцияларын ығыстырған сайын 30 минуттық таза жүктеме градиенті жыл сайын күрт артады. Оператордың өткендегі құралдар жинағы - үлкен газ шыңдары мен орталықтандырылған сақтау орны - құрылысы қымбат, жауап беруі баяу (2-10 минут) және кернеу проблемалары туындайтын тығыз тарату фидерлерінен алыс орналасқан. Сонымен қатар, аймақтағы әрбір электр көліктерін зарядтау орталығы, коммерциялық шатыр және логистикалық депо бос тұрған әлеуетті сақтау активі болып табылады.

Тордың тұрақтылығы үш құрылымдық себеп бойынша таратылған мәселеге айналуда. Біріншіден, жаңартылатын энергия көздерінің енуі синхронды инерцияны бұзады: жиілік ауытқулары үлкейіп, жылдамырақ жетеді, бұл жауап беруді минуттардың орнына секундтарда талап етеді. Екіншіден, генерация тарату шетіне қарай жылжып келеді (шатырдағы күн энергиясы, қоғамдық сақтау орны), сондықтан кернеу мен кептеліс мәселелері орталық станциялар көре алмайтын, тіпті шеше алмайтын фидерлерде орналасады. Үшіншіден, беріліс қорабын кеңейту баяу және қымбатқа түседі - жаңа дәліздер 7-10 жыл және миллиардтаған инвестицияны қажет етеді - ал таратылған батареялар қажеттілік туындаған кезде бірнеше ай ішінде іске қосылады. Нәтижесінде тұрақтылық қызметтері бірнеше ірі станциялар емес, шағын, үйлестірілген сақтау қондырғыларының парктерімен көбірек қамтамасыз етілетін тор архитектурасы пайда болады.

Тор қызметтерінің анатомиясы: Таратылған BESS шын мәнінде не сатады

Таратылған BESS бөлімшелері әрқайсысының өзіндік жауап беру уақыты, ұзақтығы және нарықтық құрылымы бар алты түрлі қызметті сату арқылы табыс табады:

Жиілікті реттеу негізгі қызмет болып табылады, себебі ол таратылған батареялардың негізгі артықшылығын - жылдамдықты - ақшалай түрде монетизациялайды. Литий-ионды блок нөлден толық қуатқа дейін 100 миллисекундтан аз уақыт ішінде көтеріліп, бұл жауапты шексіз сақтай алады - бұл жылу станциялары қол жеткізе алмайтын және нарықтар жоғары бағамен төлейтін мүмкіндік. Кернеуді қолдау жергілікті жерді пайдаланады: тығыз қоректендіргіште орналасқан батарея кернеуді дәл қажет жерде реттейді, қашықтан инъекциялаудың шығындары мен кідірісін болдырмайды.

Орталықтандырылған және таратылған: архитектураны салыстыру

Салыстыру саланың қозғалыс бағытын түсіндіреді: орталықтандырылған электр станциялары көп көлемді энергия сақтау үшін қажет болып қала берсе де, электр желісінің тұрақтылығына инвестицияның шекті доллары таратылған желілерге көбірек жұмсалуда, себебі оларды салу жылдамырақ, бір МВт-қа арзанырақ және табиғи түрде төзімдірек.

Архитектура: Таратылған BESS желісі қалай ұйымдастырылған

Таратылған BESS желісі үш деңгейлі жүйе болып табылады.аппараттық қабатстандартталған сақтау блоктарының — батарея блоктарының, екі бағытты қуат модульдерінің және зарядтағыштардың — әрқайсысы жергілікті BMS және қорғаныспен жабдықталған паркі болып табылады.басқару қабатыхост сайты үшін сұраныс-зарядты оңтайландыруды іске қосатын, батареяның қуатын сақтайтын және тор командалары үшін стандартты интерфейсті ашатын сайт деңгейіндегі EMS.агрегация қабатыжүздеген немесе мыңдаған бірліктерді бір диспетчерленетін портфолиоға біріктіретін және оны нарықтарға ұсынатын VPP/таратылған энергия ресурстарын басқару жүйесі (DERMS).

Қабаттардың өзара әрекеттесуін қамтамасыз ететін үш хаттама стандарты:

• OCPP 2.0.1желідегі зарядтағыш пен сақтау құрылғысын басқаруды басқарады, ескі 1.6J нұсқаларында жоқ TLS қауіпсіздігін және стандартталған ақылды зарядтау примитивтерін қосады.
• ISO 15118 (-20 қоса алғанда)автопаркті көлік аккумуляторларына дейін кеңейтеді, сондықтан деполардағы [V2G-үйлесімді электромобильдер](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) қосымша таратылған сыйымдылыққа айналады.
• OpenADR 2.0b / DNP3 / IEC 61850агрегация қабатын DR оқиғалары, реттеу сигналдары және телеметрия үшін утилиталарға және TSO-ларға қосыңыз.

Инженерлік принцип бойынша, әрбір бөлімше өзінің орналасқан жерінде жеке-жеке пайда табуы керек — сұраныс ақысын үнемдеу, арбитраж және төлем қызметтерінен түсетін кіріс арқылы — электр желісі қызметтеріне жіберілмес бұрын. Электр желісінің кірісі — бұл оң жақ; ал учаске экономикасы — ең төменгі деңгей. Таратылған желілерді банкроттыққа қабілетті ететін нәрсе осы: әрбір бөлімшенің бизнес жағдайы тұрақсыз қосымша қызмет бағаларына тәуелді емес.

Нақты әлемдегі орналастыру үлгілері

Қазіргі таратылған BESS желілерінде үш орналастыру үлгісі басым, олардың әрқайсысы сақтау орнын физикалық пайдалану жағдайына бекітеді.

Автопарк деполары және зарядтау орталықтары.Деподағы сақтау зарядтау шыңын азайтады, содан кейін жұмыстан тыс уақытта реттеу қуатын сатады. MIDA [482 кВт/320 кВт](https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) және [625 кВт/400 кВт интеграцияланған станциялар](https://www.midapower.com/400kw-625kwh-bess-charger-station-mobile-charging-battery-energy-storage-system-product/) дәл осы рөлді атқарады: батарея парктің зарядталуын буферлейді, ал VPP келісімшарты бос тұру уақытын монетизациялайды. 30 автобусты басқаратын депо әдетте желіге арнайы сақтау орнынсыз 500 кВт-1,5 МВт икемді қуат береді.

Автожолдар мен коммерциялық зарядтау кластерлері.Дәліз бойындағы бірнеше 120–400 кВт станциялар аймақтық портфолиоға біріктірілген, бұл әрбір учаскеде шыңдарды азайтуды және TSO үшін жиілікті реттеуді қамтамасыз етеді. Аппараттық құрал стандартталған және хаттамамен үйлесімді болғандықтан, агрегация аппараттық құралды жаңғырту емес, бағдарламалық құрал болып табылады.

Күн энергиясымен интеграцияланған және желіден тыс жүйелер.MIDA [200 кВт/120 кВт желіден тыс күн энергиясын MPPT зарядтағыш] (https://www.midapower.com/200kwh-120kw-mobile-ev-charger-off-grid-solar-mppt-dc-fast-charging-station-product/) сияқты таратылған күн энергиясын сақтау қондырғылары жаңартылатын қуатты нығайтады және аралдармен жұмыс істеу мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Әлсіз желілері бар аймақтарда бұл қондырғылар орталықтандырылған активтер бере алмайтын тұрақтылық қызметін ұсынады: олар үзілістер кезінде маңызды жүктемелерді жұмыс режимінде ұстайды.

Бизнес модельдері және кіріс ағындары

Операторлар таратылған желілерді бес сатылы кіріс ағыны арқылы монетизациялайды:

1. Хост сайтындағы сұраныс ақысы және энергия арбитражы— Сұраныс зарядын 20–40%-ға төмендету және TOU энергиясын үнемдеу (батарея үшін ақы төлейтін базалық деңгей). 2.Жиілікті реттеу және қосалқы қызметтерTSO келісімшарттары немесе агрегатордың қатысуы арқылы — 30–120 АҚШ доллары/МВт/сағ қуат төлемдері. 3.Қуаттылық нарығына қатысусақтау талаптарына сай келетін жағдайларда — тапшылық жағдайлары кезінде шығару мүмкіндігін пайдалану үшін жыл сайынғы төлемдер. 4.DR және икемділік келісімшарттарыкоммуналдық қызметтермен — жоспарланған қысқарту немесе енгізу үшін әрбір оқиға үшін төлемдер. 5.V2G автопарк қызметтері— көлік аккумуляторлары реттеу терезелері кезінде босатылады, бұл станцияның өз қуатынан басқа МВт/сағ энергия төлемдерін алады.

Қабаттау жұмыс істейді, себебі қызметтер уақыт бойынша сараланған: батарея жиілікті реттей алмайды және бір уақытта ең жоғары зарядты ала алмайды, бірақ ең жоғары заряд сағат 16:00-18:00 аралығында, реттеуге деген сұраныс үздіксіз және түнгі флоттық зарядтау терезелері бөлек — жедел жәрдем қызметі әрбір мүмкіндікті өзінің уақыт аралығына жоспарлайды.

Желіні шынайы ету: операторлар не істеуі керек

Таратылған BESS желілері ауқымды түрде дәлелденген, бірақ кіріс негізгі функцияларды орындайтын операторларға тиесілі:

1. Аппараттық құралдарды стандарттау.Барлық сайттарда OCPP 2.0.1 және ISO 15118 қолдауы бар бір модульдік өнім тобын таңдаңыз — егер әр сайт әртүрлі хаттамаларды іске қосса, агрегация экономикасы құлдырайды. 2.Әрбір бөлімшені алдымен хост-сайт экономикасына бекітіңіз— сұраныс бағасын үнемдеу және төлемнен түсетін кіріс негізгі бизнес жағдайын өтеуі керек. 3.Агрегатормен ерте келісімшарт жасаңызсондықтан флот нарықтарға көпжылдық біліктілік процесінен кейін емес, бірінші күннен бастап өтінім бере алады. 4.Бас кеңістігін дизайн бойынша сақтаңыз— батареялардың өлшемі учаске қажеттіліктерінен 20–30%-ға жоғары, сондықтан электр желісіндегі қызметтер жүргізушінің тәжірибесіне ешқашан нұқсан келтірмейді. 5.Барлығын аспапта ойнату— агрегаторлар мен коммуналдық қызметтер өлшенетін, телеметрияға қосылған құрылғыларды жібереді; қосылмаған қуат – өлі капитал.

Электр желісінің тұрақтылығы барған сайын таралған мәселеге айналуда, ал оның шешімі барған сайын таралған активтер базасында жатыр. Бүгінде өз алаңдарында стандартталған, хаттамаға негізделген сақтау орнын орналастыратын операторлар тек өздерінің энергия шығындарын оңтайландырып қана қоймай, сонымен қатар 2030 жылғы электр желісінің икемділік провайдерлеріне айналуда, негізгі бизнесіне қызмет көрсететін инфрақұрылымнан кіріс табуда. Желілік әсер нақты: әрбір қосымша стандартталған бірлік жиынтық портфолионы оператор үшін де, электр желісі үшін де құндырақ, диспетчерлеуге ыңғайлырақ және тұрақтырақ етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Таратылған BESS желісі дегеніміз не?Таратылған BESS желісі - бұл көптеген учаскелерде орналасқан, бағдарламалық жасақтама арқылы жиілікті реттеу, кернеуді қолдау және шыңдарды жою сияқты электр желісінің тұрақтылық қызметтерін ұсынатын бірыңғай диспетчерленетін ресурсқа біріктірілген кішігірім батарея сақтау құрылғыларының паркі.

2. Орталықтандырылған қондырғымен салыстырғанда таратылған сақтау жүйесі электр желісінің тұрақтылығын қалай жақсартады?Таратылған құрылғылар бір секундтан аз уақыт ішінде жауап береді, кернеу мен кептеліс мәселелері туындайтын жерде орналасады, беру дәліздерін қажет етпейді және бір ғана ақаулық нүктесі ретінде емес, бір уақытта бір құрылғыдан бір-бірлеп істен шығады.

3. VPP және таратылған BESS желісінің айырмашылығы неде?VPP - агрегация және нарық интерфейсі — таратылған активтерді энергетикалық нарықтарға ұсынатын бағдарламалық қабат; таратылған BESS желісі - агрегацияланатын аппараттық құралдар паркі. Олар бір жүйенің екі қабаты.

4. Таратылған батареялар үшін ең жоғары құнды желілік қызмет қандай?Жиілікті реттеу, секундтан төмен жауап беру үшін 30–120 АҚШ доллары/МВт-сағ сыйымдылықты төлейді — бұл мүмкіндік литий-ионды батареялардың барлық термиялық баламаларынан асып түсетін мүмкіндігі.

5. Электр көліктерін зарядтау орындары жүргізушілерге зиян келтірмей электр желісі қызметтеріне қатыса ала ма?Иә. Жедел жәрдем қызметі электр желісін жіберуді шыңы аз терезелерге жоспарлайды және жүктемені сақтайды, сондықтан жүргізушілердің зарядтау сессиялары ешқашан бұзылмайды; батарея буфері екі талапты да орындайды.

6. Батарея блогының электр желісі қызметтеріне қосылуы үшін қандай хаттамалар қажет?Зарядтағыш/сақтау құрылғысын басқару үшін OCPP 2.0.1, көлік жағында интеграциялау үшін ISO 15118 және коммуналдық қызметтер мен TSO байланысы үшін OpenADR 2.0b, DNP3 немесе IEC 61850.

7. Таратылған BESS-тен табыс табу үшін коммуналдық қызмет көрсету туралы келісімшарт қажет пе?Бастапқыда емес — сұранысты үнемдеу және энергия арбитражы кез келген учаске үшін бірінші күннен бастап қолжетімді; жиілікті реттеу және қуат төлемдері агрегатордың немесе TSO қатысуын талап етеді, оны көптеген операторлар учаскенің бизнес-жоспары дәлелденгеннен кейін қосады.