ການຈັດລະບຽບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມສະຫຼາດ: ການສາກໄຟ DC ອັດສະລິຍະສຳລັບເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີກາກບອນ

ການຈັດລະບຽບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມສະຫຼາດ: ເປັນຫຍັງການສາກໄຟ DC ສະຫຼາດຈຶ່ງເປັນພື້ນຖານຂອງເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີກາກບອນ - ການສຳຫຼວດດ້ານວິຊາການຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບການເຊື່ອມໂຍງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ການປະສານສົມທົບພະລັງງານທົດແທນ, ແລະ ລະບົບການຄຸ້ມຄອງຊັບພະຍາກອນພະລັງງານແບບກະຈາຍ.

ບົດນຳ: ການລວມຕົວກັນຂອງພະລັງງານ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່

ການຊຸກຍູ້ທົ່ວໂລກໃນການຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍກາກບອນກຳລັງສ້າງສິ່ງທ້າທາຍສອງທິດທາງ. ໃນດ້ານໜຶ່ງ, ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕ້ອງລວມເອົາແຫຼ່ງພະລັງງານທົດແທນທີ່ມີຄວາມຜັນຜວນເພີ່ມຂຶ້ນເຊັ່ນ: ລົມ ແລະ ແສງຕາເວັນ. ໃນອີກດ້ານໜຶ່ງ, ຂະແໜງການຂົນສົ່ງກຳລັງໃຊ້ໄຟຟ້າຫຼາຍຂຶ້ນ, ສ້າງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃນທ້ອງຖິ່ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການສາກໄຟແບບອັດສະລິຍະ DC ເປັນຕົວແທນຂອງ "ຜູ້ປະສານສຽງ" ຢູ່ຈຸດຕັດກັນນີ້, ປ່ຽນສິ່ງທີ່ອາດຈະເປັນໜີ້ສິນຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໃຫ້ກາຍເປັນຊັບສິນທີ່ສຳຄັນສຳລັບຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍກາກບອນ.

1. ຟີຊິກສາດຂອງການປະສານກັນຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ

ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແບບດັ້ງເດີມແມ່ນອີງໃສ່ຄວາມเฉื่อยທາງກົນຈັກຂອງກັງຫັນລົມຂະໜາດໃຫຍ່ (ຖ່ານຫີນ, ອາຍແກັສ, ນິວເຄຼຍ) ເພື່ອຮັກສາຄວາມຖີ່ ($50/60$ Hz). ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາຍ້າຍໄປສູ່ພະລັງງານທົດແທນ, ເຊິ່ງອີງໃສ່ອິນເວີເຕີ, ພວກເຮົາຈະສູນເສຍ "ຕົວດູດຊຶມ" ທຳມະຊາດນີ້.

1.1 ຄວາມเฉื่อยສັງເຄາະ ແລະ ການຕອບສະໜອງຄວາມຖີ່ໄວ (FFR)

ເຄື່ອງສາກໄຟຟ້າອັດສະລິຍະ DC, ພ້ອມດ້ວຍຕົວແປງສອງທິດທາງທີ່ທັນສະໄໝ, ສາມາດສະໜອງ “ຄວາມเฉื่อยສັງເຄາະ”. ໂດຍການຕິດຕາມຄວາມຖີ່ຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ $f$, ວົງວຽນຄວບຄຸມຂອງເຄື່ອງສາກສາມາດປັບພະລັງງານເຂົ້າ (ຫຼື ຜົນຜະລິດ, ໃນສະຖານະການ V2G) ເປັນມິນລິວິນາທີເພື່ອຕ້ານກັບຄວາມແຕກຕ່າງ. ສົມຜົນການຄວບຄຸມສຳລັບຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຄວາມຖີ່ແມ່ນສົມຜົນການສະວິງ: $M \frac{df}{dt} = P_m – P_e$ ບ່ອນທີ່ $M$ ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຄວາມเฉื่อย, $P_m$ ແມ່ນພະລັງງານກົນຈັກ, ແລະ $P_e$ ແມ່ນພາລະໄຟຟ້າ. ເຄື່ອງສາກໄຟຟ້າອັດສະລິຍະສາມາດປັບ $P_e$ ໄດ້ແບບໄດນາມິກເພື່ອຮັກສາ $df/dt$ ໃຫ້ຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ປອດໄພ.

1.2 ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົມກຽວ

ການສາກໄຟ DC ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນ AC ເປັນ DC. ຂະບວນການນີ້ສາມາດນຳເອົາການບິດເບືອນຮາໂມນິກທັງໝົດ (THD) ກັບຄືນສູ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ເຄື່ອງສາກໄຟອັດສະລິຍະໃຊ້ເທັກໂນໂລຢີ Active Front End (AFE) ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າກະແສໄຟຟ້າທີ່ດຶງມາເປັນຄື່ນໄຊນ໌ທີ່ສົມບູນແບບ, ປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ອຸປະກອນອຸດສາຫະກຳທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງ.

2. ການຊິ້ງຂໍ້ມູນແບບທົດແທນໄດ້: ວິທີແກ້ໄຂ "ເສັ້ນໂຄ້ງເປັດ"

“ເສັ້ນໂຄ້ງເປັດ” ທີ່ຂັບເຄື່ອນດ້ວຍພະລັງງານແສງຕາເວັນສະແດງເຖິງໄລຍະເວລາຂອງພະລັງງານສ່ວນເກີນໃນຕອນກາງເວັນ ຕິດຕາມດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາເມື່ອຕາເວັນຕົກດິນ.

2.1 ການຕິດຕາມແສງຕາເວັນແບບອັລກໍຣິທຶມ

ສະຖານີສາກໄຟ DC ອັດສະລິຍະສາມາດປະສານກັບການຜະລິດພະລັງງານແສງຕາເວັນໃນທ້ອງຖິ່ນໄດ້. ແທນທີ່ຈະເປັນອັດຕາການສາກໄຟທີ່ຄົງທີ່, ຄວາມໄວໃນການສາກໄຟ $P(t)$ ຈະຖືກປັບຂະໜາດໂດຍອີງໃສ່ການສ່ອງແສງຂອງແສງຕາເວັນແບບເວລາຈິງ $G(t)$: $P(t) = k \cdot G(t) + P_{grid,min}$ ສິ່ງນີ້ຮັບປະກັນວ່າອີເລັກຕຣອນ "ສີຂຽວ" ຖືກບໍລິໂພກໂດຍກົງໂດຍລົດໄຟຟ້າ, ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການສົ່ງພະລັງງານໄປຫາຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ກວ້າງຂວາງ.

3. ລະບົບການຄຸ້ມຄອງຊັບພະຍາກອນພະລັງງານແບບກະຈາຍ (DERMS)

ສຳລັບຜູ້ປະຕິບັດງານຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ເຄື່ອງສາກໄຟ DC ຫຼາຍພັນໜ່ວຍແມ່ນຊັບພະຍາກອນພະລັງງານແບບກະຈາຍ (DER). ການຄຸ້ມຄອງພວກມັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສະຖາປັດຕະຍະກຳ DERMS ທີ່ຊັບຊ້ອນ.

3.1 ເຫດຜົນການຄວບຄຸມແບບລຳດັບຊັ້ນ

1. ການຄວບຄຸມຫຼັກ:ການຕອບສະໜອງຂອງເຄື່ອງສາກໄຟໃນທ້ອງຖິ່ນຕໍ່ກັບຄວາມຜັນຜວນຂອງແຮງດັນ ແລະ ຄວາມຖີ່.
2. ການຄວບຄຸມຂັ້ນສອງ:ການປະສານງານພາກພື້ນໂດຍຜູ້ປະກອບການສະຖານີສາກໄຟ (CSO) ເພື່ອດຸ່ນດ່ຽງການໂຫຼດທົ່ວເມືອງ.
3. ການຄວບຄຸມລະດັບສາມ:ຄຳສັ່ງການແຈກຢາຍຕາຂ່າຍໄຟຟ້າລະດັບສູງຈາກຜູ້ປະຕິບັດການລະບົບສົ່ງກຳລັງ (TSO) ສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນການໂຫຼດສຸກເສີນ.

3.2 Blockchain ສຳລັບການຊຳລະຄ່າພະລັງງານ

ຍ້ອນວ່າລົດໄຟຟ້າຂາຍພະລັງງານກັບຄືນສູ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ (V2G), ການບັນຊີຈຶ່ງກາຍເປັນເລື່ອງທີ່ສັບສົນ. ລະບົບນິເວດການສາກໄຟແບບອັດສະລິຍະ DC ກຳລັງໃຊ້ເທັກໂນໂລຢີບັນຊີແຈກຢາຍ (DLT) ຫຼາຍຂຶ້ນເພື່ອໃຫ້ການຈ່າຍເງິນຈຸລະພາກທີ່ໂປ່ງໃສ ແລະ ໃຊ້ເວລາຈິງສຳລັບການບໍລິການຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ສະໜອງໃຫ້ໂດຍເຈົ້າຂອງລົດແຕ່ລະຄົນ.

4. ການຄາດຄະເນທາງເສດຖະກິດ: ຄຸນຄ່າຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ

“ມູນຄ່າຂອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ” ແມ່ນຊັບສິນປະເພດໃໝ່.

• ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ຫຼີກລ່ຽງໄດ້:ໂດຍການໃຊ້ການສາກໄຟອັດສະລິຍະເພື່ອເລື່ອນການຍົກລະດັບສະຖານີຍ່ອຍ $100 ລ້ານໂດລາ, ບໍລິສັດສາທາລະນູປະໂພກສາມາດໃຫ້ເຫດຜົນດ້ານແຮງຈູງໃຈທີ່ສຳຄັນສຳລັບຜູ້ປະກອບການ DCFC.
• ລາຍຮັບຈາກການບໍລິການເສີມ:ສະຖານທີ່ DCFC ສາມາດສ້າງລາຍໄດ້ $5,000 – $15,000 ຕໍ່ຮ້ານຕໍ່ປີໂດຍການເຂົ້າຮ່ວມຕະຫຼາດການຄວບຄຸມຄວາມຖີ່, ເຖິງແມ່ນວ່າກ່ອນທີ່ຈະຂາຍນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໄດ້ພຽງ kWh ເທົ່ານັ້ນ.

5. ມິຕິທາງເຄມີ: ຜົນກະທົບຂອງ V2G ຕໍ່ສຸຂະພາບຂອງແບັດເຕີຣີ

ການວິພາກວິຈານທົ່ວໄປກ່ຽວກັບການຈັດການຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແມ່ນຜົນກະທົບຕໍ່ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບັດເຕີຣີລົດໄຟຟ້າ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ອັລກໍຣິທຶມ “Gentle V2G” ທີ່ທັນສະໄໝຮັບປະກັນວ່າການປ່ອຍປະຈຸໄຟຟ້າສຳລັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າເກີດຂຶ້ນພາຍໃນປ່ອງຢ້ຽມ State-of-Charge (SoC) ທີ່ດີທີ່ສຸດເທົ່ານັ້ນ (ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ 40-70%) ແລະໃນອັດຕາ C ຕ່ຳ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທາງເຄມີຂອງການແຊກຊ້ອນ ແລະ ການເຕີບໂຕຂອງຊັ້ນ interphase ຂອງ electrolyte solid-electrolyte (SEI).

6. ສະຫຼຸບ: ພື້ນຖານຂອງອະນາຄົດທີ່ບໍ່ມີກາກບອນ

ການສາກໄຟ DC ອັດສະລິຍະບໍ່ພຽງແຕ່ກ່ຽວກັບພະລັງງານທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍເທົ່ານັ້ນ; ມັນຍັງກ່ຽວກັບຄວາມສະຫຼາດທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍ. ໂດຍການເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຂົວຕໍ່ລະຫວ່າງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທົດແທນທີ່ມີຄວາມຜັນຜວນ ແລະ ໜ່ວຍເກັບຮັກສາພະລັງງານເຄື່ອນທີ່, ມັນສະໜອງການປະສານງານທີ່ຈຳເປັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີກາກບອນ 100% ກາຍເປັນຄວາມຈິງ. ອະນາຄົດຂອງພະລັງງານແມ່ນການແຈກຢາຍ, ສະຫຼາດ, ແລະ ໄຟຟ້າ.

(ໝາຍເຫດ: ນີ້ແມ່ນປະມານ 1400 ຄຳ. ການຂະຫຍາຍສິ່ງນີ້ຈະຕ້ອງມີການຄົ້ນຫາຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບໂປໂຕຄອນ OpenADR, ການປຽບທຽບໂທໂພໂລຊີຂອງອິນເວີເຕີສະເພາະ, ແລະ ການຈຳລອງ Monte Carlo ລະອຽດຂອງຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າພາຍໃຕ້ການເຈາະ EV 50%.)

7. ໂປໂຕຄອນການສື່ສານ: “ເຄືອຂ່າຍປະສາດ” ຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ (ISO 15118 & OCPP 2.0.1)

ເພື່ອໃຫ້ການຈັດການຕາຂ່າຍໄຟຟ້າເຮັດວຽກໄດ້, ເຄື່ອງສາກໄຟທຸກເຄື່ອງຕ້ອງເວົ້າພາສາທົ່ວໄປ.

7.1 ISO 15118: ປລັກ ແລະ ສາກໄຟ ແລະ ການຈັບມື V2G

ໂປໂຕຄອນນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ຍານພາຫະນະສາມາດລະບຸຕົວເອງກັບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໄດ້ໂດຍອັດຕະໂນມັດ. “ເຫດຜົນຂອງການຈັບມື” ກ່ຽວຂ້ອງກັບ:

• ການພິສູດຢືນຢັນຕົວຕົນໂດຍອີງໃສ່ໃບຢັ້ງຢືນ:ຮັບປະກັນວ່າລົດ ແລະ ເຄື່ອງສາກໄຟແມ່ນຕາມທີ່ເຂົາເຈົ້າເວົ້າ.
• ການຄຸ້ມຄອງການໂອນພະລັງງານ:ອະນຸຍາດໃຫ້ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຕໍ່ລອງອັດຕາການສາກໄຟໂດຍອີງໃສ່ຄວາມອາດສາມາດໃນເວລາຈິງ.

7.2 OCPP 2.0.1: ກະດູກສັນຫຼັງຂອງ CSO

ໂປໂຕຄອນຈຸດສາກໄຟແບບເປີດ (OCPP) ແມ່ນສິ່ງທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ປະຕິບັດການສະຖານີສາກໄຟສາມາດຈັດການຮາດແວຫຼາຍພັນໜ່ວຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນຈາກແຜງຄວບຄຸມດຽວ. ເວີຊັນ 2.0.1 ໄດ້ນຳສະເໜີຄຸນສົມບັດ "ການສາກໄຟອັດສະລິຍະ" ຂັ້ນສູງ, ລວມທັງຄວາມສາມາດຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໃນການສົ່ງ "ສັນຍານລາຄາ" ໂດຍກົງໄປຫາເຄື່ອງສາກໄຟ.

8. ໂອກາດຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂະໜາດນ້ອຍ: ພະລັງງານແສງຕາເວັນ + ການເກັບຮັກສາ + DCFC

ເຄືອຂ່າຍທີ່ບໍ່ມີກາກບອນຢ່າງແທ້ຈິງແມ່ນຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂະໜາດນ້ອຍທີ່ສາມາດຟື້ນຟູຕົນເອງໄດ້.

8.1 ຟີຊິກສາດເກາະ

ໃນກໍລະນີທີ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂັດຂ້ອງທັງໝົດ, ສະຖານທີ່ Smart DCFC ທີ່ມີລະບົບເກັບພະລັງງານແສງຕາເວັນ ແລະ ບ່ອນເກັບຂໍ້ມູນຢູ່ກັບທີ່ສາມາດ "ເກາະ" ຕົວມັນເອງ, ສືບຕໍ່ສະໜອງພະລັງງານສຸກເສີນໃຫ້ແກ່ຍານພາຫະນະ ແລະ ໂຄງສ້າງພື້ນຖານທີ່ສຳຄັນທີ່ຢູ່ໃກ້ຄຽງ. ສິ່ງນີ້ຕ້ອງການ "ອິນເວີເຕີທີ່ສ້າງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ" ທີ່ສາມາດສ້າງຄວາມຖີ່ ແລະ ແຮງດັນອ້າງອີງຂອງຕົນເອງໄດ້.

9. ສັນຍານລາຄາອັລກໍຣິທຶມ ແລະ ພຶດຕິກຳຂອງຜູ້ບໍລິໂພກ: “ທິດສະດີເກມ” ຂອງການຄິດຄ່າທຳນຽມ

ການປະສານສຽງຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແມ່ນກ່ຽວກັບຈິດຕະວິທະຍາຂອງມະນຸດເທົ່າກັບເອເລັກຕຣອນ.“ອັລກໍຣິທຶມແຮງຈູງໃຈ”:ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຕາຂ່າຍໄຟຟ້າສະເໜີສ່ວນຫຼຸດ $0.05/kWh ຖ້າຜູ້ໃຊ້ອະນຸຍາດໃຫ້ເຄື່ອງສາກໄຟ "ຫຼຸດຄວາມໄວ" ໃນຊ່ວງເວລາທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການສູງສຸດ. ອັລກໍຣິທຶມຕ້ອງຄິດໄລ່ "ການຊຸກຍູ້ທີ່ດີທີ່ສຸດ" ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຜູ້ໃຊ້ມີສ່ວນຮ່ວມພຽງພໍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າມີຄວາມໝັ້ນຄົງໂດຍບໍ່ກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ພໍໃຈຂອງມວນຊົນ.

10. ຄວາມປອດໄພທາງໄຊເບີສຳລັບເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີກາກບອນ

ເຄືອຂ່າຍຂອງເຄື່ອງສາກໄຟຫຼາຍລ້ານເຄື່ອງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນແມ່ນໜ້າດິນໂຈມຕີຂະໜາດໃຫຍ່.

• ການໂຈມຕີແບບ Man-in-the-Middle (MitM):ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ແຮກເກີດັກຈັບການຈ່າຍເງິນ V2G.
• ການໂຈມຕີສະຖຽນລະພາບຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ:ຮັບປະກັນວ່າຜູ້ກະທຳຜິດທີ່ເປັນອັນຕະລາຍບໍ່ສາມາດ "ເປີດ" ເຄື່ອງສາກໄຟທຸກເຄື່ອງໃນເມືອງພ້ອມໆກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໄຟຟ້າດັບທັງໝົດ.

ວິສະວະກຳຊັ້ນຄວາມປອດໄພ “Air-Gaped” ໃນລະດັບສະຖານີຍ່ອຍແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນຂອງຍຸດທະສາດການຈັດລະບຽບຕາຂ່າຍໄຟຟ້າໃນອະນາຄົດ.

11. ສະຫຼຸບ: ການປະສານສຽງຊິມໂຟນີຂອງເອເລັກຕຣອນ

ການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ເຄືອຂ່າຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີກາກບອນແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍດ້ານວິສະວະກຳທີ່ສັບສົນທີ່ສຸດຂອງສະຕະວັດທີ 21. ການສາກໄຟດ້ວຍໄຟຟ້າອັດສະລິຍະ DC ແມ່ນຕົວນຳຂອງວົງດົນຕີນີ້, ຮັບປະກັນວ່າຄວາມຜັນຜວນຂອງແສງຕາເວັນ ແລະ ລົມມີຄວາມສົມດຸນຢ່າງສົມບູນກັບຄວາມຕ້ອງການດ້ານການເຄື່ອນທີ່ຂອງໂລກສະໄໝໃໝ່. ຜ່ານຄວາມສະຫຼາດ, ການປະສານງານ ແລະ ຟີຊິກທີ່ກ້າວໜ້າ, ພວກເຮົາກຳລັງສ້າງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງມີຄວາມທົນທານ ແລະ ໜ້າເຊື່ອຖືຫຼາຍຂຶ້ນກວ່າແຕ່ກ່ອນ.