Išmaniųjų BESS įkrovimo stotelių paklausos valdymo optimizavimas

Greitas atsakymas:Išmaniųjų BESS įkrovimo stočių (https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) paklausos reguliavimas reiškia vietoje esančių akumuliatorių energijos kaupimo ir išmanaus energijos valdymo sistemų naudojimą, siekiant perjungti, sumažinti arba eksportuoti energiją, reaguojant į tinklo kainų signalus, komunalinių paslaugų teikėjų paklausos reguliavimo įvykius arba dažnio reguliavimo skambučius. Tinkamo dydžio akumuliatoriuose integruota elektromobilių įkrovimo aikštelė gali sumažinti paklausos mokesčius 20–40 %, gauti pajamas iš dažnio reguliavimo ir piko mažinimo, taip pat 30–50 % sumažinti tinklo prijungimo prie tinklo pajėgumų reikalavimus, išlaikant elektromobilių vairuotojų patirtį nepakitusią. Laimėjusi formulė apjungia keturis valdiklius: piko mažinimą, apkrovos perkėlimą, dinaminį apkrovos valdymą ir dvikryptį V2G iškrovimą, kuriuos visus organizuoja EMS, atitinkanti OCPP ir ISO 15118 standartus. Operatoriai, įdiegę visus keturis sluoksnius, paprastai atgauna BESS priedą per 3–6 metus, išvengdami paklausos mokesčių, pasinaudodami paklausos mažinimo paskatomis ir energijos arbitražu.

Svarbiausios išvados:

• Komercinių elektromobilių įkrovimo sąskaitose dominuoja ne energijos sąnaudos, o paklausos mokesčiai; 30 minučių piko padidėjimas gali panaikinti mėnesio pelno maržą.
• BESS įrengtos išmaniosios įkrovimo stotelės yra vienintelė architektūra, kuri gali ir įkrauti transporto priemones, ir parduoti lankstumą atgal į tinklą.
• Piko mažinimas, apkrovos perkėlimas, dinaminis apkrovos valdymas ir V2G iškrovimas sudaro keturių sluoksnių optimizavimo rinkinį, kuris turėtų būti įgyvendinamas nuosekliai.
• Valdymo protokolo sluoksnis (OCPP 1.6J/2.0.1, ISO 15118, Modbus/DNP3) nustato, ar stotis iš tikrųjų gali dalyvauti komunalinių paslaugų DR programose.
• 200–500 kWh talpos akumuliatorių bankas, kurio įkrovimo galia yra 0,5–1 karto didesnė, užtikrina geriausią investicijų grąžą pagal paklausą tipiškuose 120–480 kW komerciniuose objektuose.

Jūsų įkrovimo aikštelėje slypi paklausos valdymo galimybė

Europos aikštelės operatorius greitkelio poilsio aikštelėje eksploatuoja aštuonis 120 kW nuolatinės srovės greitojo įkrovimo stoteles. Mėnesinis energijos suvartojimas yra nedidelis, tačiau komunalinių paslaugų sąskaitose nurodomas paklausos mokestis, kuris sudaro beveik 60 % elektros energijos kainos. Priežastis – vienas 15 minučių kainų šuolis vasarį, kai per šaltąjį periodą vienu metu atvyko aštuoni elektriniai sunkvežimiai ir iš 800 kW tinklo jungties paėmė 900 kW.

Šis scenarijus nėra išskirtinis. Komerciniai elektros energijos tarifai visoje Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Australijoje paprastai kainuoja 5–20 JAV dolerių už kW didžiausios paklausos, matuojant 15 ar 30 minučių intervalais. Elektromobilių įkrovimo stotelėje kelių transporto priemonių – 17 val. grįžtančio pristatymo parko arba autobusų depo, kraunamo per naktį, – sutapimas sukuria būtent tokius trumpus, smarkius apkrovos šuolius, už kuriuos baudžia paklausos įkrovimas. Išmanioji BESS įkrovimo stotelė yra skirta būtent šiems šuoliams absorbuoti. Akumuliatorius įkraunamas mažos kainos ir mažos paklausos laikotarpiais ir iškraunamas didelės paklausos laikotarpiu, taip išlyginant aikštelės apkrovos profilį skaitiklyje.

Paklausos reguliavimas išplečia šią logiką nuo vienos vietos iki viso tinklo. Komunalinės paslaugos ir perdavimo sistemos operatoriai (PSO) moka už išteklius, kurie gali sumažinti suvartojimą arba tiekti energiją pagal komandą – paprastai 50–300 USD už kWh už pajėgumų įsipareigojimus, pridėjus energijos mokėjimus už kiekvieną faktiškai tiekiamą MWh įvykių metu. Baterijomis aprūpinta įkrovimo stotelė gali atsakyti į paklausos reguliavimą per mažiau nei vieną sekundę ir palaikyti iškrovimą 1–4 valandas, todėl tai yra vienas iš labiausiai reaguojančių paskirstytų išteklių, su kuriuo komunalinių paslaugų įmonė gali sudaryti sutartis. Ta pati įranga, kuri aptarnauja vairuotojus, uždirba objektui antrą pajamų srautą.

Kaip BESS įkrovimo stotelė dalyvauja paklausos valdymo sistemoje

Elektromobilių įkrovimo stotelė, integruota su akumuliatoriais, iš esmės yra trijų terminalų energijos šaltinis: tinklo įvestis, akumuliatoriaus kaupimas ir transporto priemonės išvestis. Energijos valdymo sistema (EVS) yra viduryje ir realiuoju laiku sprendžia, kur teka kiekvienas kilovatas. Architektūra atitinka paprastą hierarchiją.

Thetinklelio matuoklisyra tiesos esmė. Visas paklausos valdymo optimizavimas yra orientuotas į matuojamą importą: tikslas niekada nėra maksimaliai padidinti apmokestinimą, o sumažinti bendro profilio kainą.BESS keitiklis(paprastai 100–250 kW vienai spintelei, dvikrypčių AC-DC arba DC-DC keitiklių pavidalu) konvertuoja tarp AC tinklo ir DC akumuliatoriaus.įkroviklio maitinimo blokas— MIDA atveju, modulinė 60–480 kW [statoma stotelė] (https://www.midapower.com/dc-fast-charger-station) arba 360–1680 kW padalinta sistema, maitinama iš nuolatinės srovės šynos. Nuolatinės srovės jungčių atveju akumuliatorius maitina įkroviklį tiesiogiai be dvigubos konversijos, todėl abipusis efektyvumas padidėja iki maždaug 92–95 %.

EMS vykdo DR strategiją naudodama keturių sluoksnių valdymo paketą:

1. Vietinės apkrovos prognozavimasEMS mokosi įkrovimo modelių pagal paros valandą, savaitės dieną ir metų laiką, prognozuodamas kitas 24–48 apkrovos valandas. 2.Kainos ir signalo įvedimasTarifų tvarkaraščiai, komunalinių paslaugų DR įvykių pranešimai ir realaus laiko rinkos kainos gaunamos per tokius protokolus kaip „OpenADR“, „Modbus“ arba „DNP3“. 3.Optimizavimo variklis4. Mišrių sveikųjų skaičių optimizavimo rutina sprendžia akumuliatoriaus įkrovimo / iškrovimo grafiką, kuris sumažina bendras išlaidas, atsižvelgiant į įkroviklio prioritetą, akumuliatoriaus SOC ribas ir tinklo prijungimo ribas.VykdymasTvarkaraštis siunčiamas į BESS keitiklį ir perduodamas įkrovikliams per OCPP, pagal poreikį ribojant arba didinant galią kiekvienos sesijos metu.

Tinkamai suderinta elektros energijos tiekimo sistema (EMS) visą laiką palaikys išmatuotą poreikį neviršijant tam tikrų ribų (pvz., 80 % prijungimo pajėgumo), palikdama pakankamai erdvės DR atvejams, kai komunalinių paslaugų įmonė paprašys griežtai sumažinti tiekimą.

Pagrindinės optimizavimo strategijos, užtikrinančios išmatuojamą santaupų kiekį

Išmaniųjų BESS įkrovimo stotelių paklausos valdymo strategiją sudaro keturios strategijos. Jos viena kitą papildo, o subrendę operatoriai jas visas keturias valdo vienu metu.

Didžiausios apkrovos mažinimas yra pagrindinis žingsnis, nes jam nereikia jokių išorinių sutarčių ir jis leidžia sutaupyti nuo pirmos dienos. Dinaminis apkrovos valdymas yra didžiausias patobulinimas: MIDA [išmanieji EV nuolatinės srovės įkrovikliai](https://www.midapower.com/smart-ev-dc-charger-150kw-180kw-200kw-240kw-300kw-360kw-420kw-fast-charging-station-floor-standing-dc-pile-product/) 150–420 kW diapazone riboja galią per seansą per OCPP, todėl operatorius gali įrengti du įkroviklius 120 kW tinklo galios, o ne vieną. Dažnio reguliavimas yra aukščiausios kokybės paslauga; jis monetizuoja akumuliatoriaus greitį, tačiau jam reikalinga, kad stotis būtų sudaryta sutartimi su perdavimo sistemos operatoriumi arba agregatoriumi.

Valdymo sistema, leidžianti reaguoti į paklausą

Fizinė baterija ir įkrovikliai tėra pusė sistemos. Paklausos valdymas yra duomenų žaidimas, o protokolų rinkinys lemia, prie kurių programų stotis gali prisijungti.

Operatoriai turėtų reikalauti, kad naujoje įrangoje būtų palaikomas OCPP 2.0.1 standartas: jis papildo saugumą (TLS, pasirašyti programinės įrangos atnaujinimai) ir vietinius išmaniojo įkrovimo primityvus, kurių trūksta OCPP 1.6J. ISO 15118-20 yra transporto priemonės standartas, kuris V2G iš laboratorinės demonstracijos paverčia tinklo paslauga; jis tvarko dvikryptį energijos perdavimą, sertifikatais pagrįstą autentifikavimą ir realaus laiko energijos planavimą tarp įkroviklio ir automobilio. Kalbant apie komunalinių paslaugų sąsają, „OpenADR 2.0b“ yra de facto standartas DR įvykiams, o DNP3/IEC 61850 svarbus objektams, kurie nori parduoti dažnio reguliavimą tiesiogiai perdavimo sistemos operatoriui.

Integracija [V2G įkrovimo modulis](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) pavertimas paskirstyta baterija paverčia patį transporto priemonių parką paskirstyta baterija. MIDA 30 kW / 40 kW dvikrypčiai moduliai ir 15 kW / 20 kW DC-DC V2G moduliai leidžia depui sujungti dešimtis transporto priemonių į 1–2 MW virtualų saugyklos telkinį – talpą, kuri dalyvauja DR be jokios papildomos akumuliatorių įrangos.

Įgyvendinimo planas: nuo sąskaitų faktūrų problemų iki tiesioginių pajamų

Penkių žingsnių seka perkelia objektą iš pasyvaus atsiskaitymo į aktyvų dalyvavimą tinkle:

1. Patikrinkite apkrovos profilį.Iš elektros skaitiklio ištraukite 12 mėnesių 15 minučių intervalo duomenis. Nustatykite 10 dažniausių įvykių, jų trukmę ir veiksnius (pvz., atvykusius automobilius, šaltą orą, įvykius). 2.Tinkamo dydžio baterija.120–480 kW įkrovimo stotelėje 200–500 kWh akumuliatorių bankas (maždaug 0,5–1 × įkrovimo galia kWh) padengia 90 % piko įkrovimo poreikių. MIDA modulinės BESS stotelės – nuo ​​120 kWh / 60 kW iki [482 kWh / 320 kW konfigūracijų](https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) – leidžia pridėti pajėgumus standartiniais blokais. 3.Įdiekite EMS ir prijunkite įkroviklius per OCPP.Prieš pradėdami dirbti su DR programomis, sukonfigūruokite dinaminį apkrovos valdymą; vien tai gali padvigubinti objekto pajėgumų panaudojimą. 4.Prisijunkite prie pajėgumų ir energijos DR programų.Pradėkite nuo DR įvykių komunalinių paslaugų srityje (OpenADR), tada pereikite prie PSO pagalbinių rinkų, jei vietinės taisyklės leidžia dalyvauti kaupimo sistemose. 5.Pridėti V2G ir agregavimą.Sudaryti sutartį su agregatoriumi dėl aikštelės sujungimo su kitu turtu, taip atlaisvinant dažnio reguliavimo ir pajėgumų rinkos mokėjimus.

Ką tai reiškia jūsų verslo atveju

Paklausos reguliavimo ekonomika skiria vos nulinį pelną gaunančią įkrovimo stotelę nuo tos, kuri generuoja infrastruktūros lygio grąžą. Įsivaizduokite 320 kW BESS įkrovimo stotelę su 482 kWh kaupimo talpa, aptarnaujančią greitkelio mazgą. Paklausos mokesčiai sumažėja maždaug 30 %, o tai leidžia sutaupyti 18 000–30 000 USD per metus, taikant įprastus komercinius tarifus. TOU arbitražas kasmet prideda dar 8 000–15 000 USD. Pajėgumo reguliavimo sutartis per metus sudaro 6 000–12 000 USD, o dažnio reguliavimas – 10 000–25 000 USD, jei PSO rinka yra atvira. Bendra metinė 40 000–80 000 USD nauda, ​​palyginti su maždaug 150 000–250 000 USD BESS priemoka, reiškia, kad investicijos atsiperka per 3–6 metus, neskaičiuojant išvengtų tinklo prijungimo prie tinklo atnaujinimo išlaidų, kurios daugelyje greitkelių stotelių visiškai viršija akumuliatorių kainą.

Paklausos valdymo žaidime laimi tie, kurie akumuliatorių laiko tinklo turtu, o ne įkrovimo priedu. Kiekvienas kilovatas kaupiamos energijos turėtų turėti paskirstymo grafiką, pajamų sutartį ir išmatuotą rezultatą. Naudojant šiandien prieinamas modulines architektūras ir OCPP/ISO 15118 standartą atitinkantį valdymą, nebėra jokių techninių barjerų tarp įkrovimo stotelės ir lankstumo rinkų.

DUK

1. Kas yra paklausos valdymas BESS įkrovimo stotelėje?Paklausos reguliavimas – tai praktika, kai, reaguojant į kainų signalus, komunalinių paslaugų DR įvykius arba tinklo dažnio reguliavimo skambučius, naudojant stoties akumuliatorių ir išmaniąsias valdymo sistemas, sumažinamas arba perkeliamas objekto tinklo suvartojimas arba įterpiama sukaupta energija.

2. Kiek paklausos valdymas gali sumažinti mano įkrovimo stotelės elektros energijos sąskaitą?Operatoriai paprastai sumažina apkrovos keitimo mokesčius 20–40 %, o energijos sąnaudas – 10–30 %, o 300 kW klasės objektuose per metus galima sutaupyti 40 000–80 000 JAV dolerių.

3. Ar vairuotojai pastebi, kada stotis dalyvauja paklausos valdymo funkcijoje?Ne. EMS riboja arba padidina įkrovimą kiekvienos sesijos sutartyje numatytose galios ribose, o akumuliatoriaus iškrova padengia tarpą. Vairuotojai mato tą patį įkrovimo greitį ir seanso laiką.

4. Kuo skiriasi piko skutimas ir apkrovos perkėlimas?Piko mažinimas riboja maksimalią išmatuotą objekto paklausą, iškraunant akumuliatorių piko metu, o apkrovos perkėlimas perkelia energijos suvartojimą iš brangių piko valandų į pigias ne piko valandas. Piko mažinimas yra orientuotas į paklausos mokestį; apkrovos perkėlimas yra orientuotas į energijos tarifą.

5. Ar mano BESS stočiai reikalingi specialūs protokolai, kad ji galėtų prisijungti prie komunalinių paslaugų DR programų?Taip. Svarbiausi standartai yra „OpenADR 2.0b“ komunalinių paslaugų DR įvykiams, OCPP 2.0.1 įkroviklių valdymui ir ISO 15118 V2G. Senesnė OCPP 1.6J įranga vis dar gali dalyvauti per EMS, tačiau su mažiau funkcijų.

6. Ar transporto priemonių akumuliatoriai gali pakeisti vietoje esančią BESS sistemą, skirtą paklausos valdymui?Iš dalies. V2G ryšį palaikančios transporto priemonės gali užtikrinti 50–150 kW lanksčią galią kiekvienam nedideliam parkui, tačiau vietoje esanti BESS išlieka būtina norint užtikrinti garantuotą ir visada prieinamą reagavimą – transporto priemonės parkuojamos nenuspėjamai, o akumuliatoriai – ne.

7. Koks yra BESS atsipirkimo laikotarpis elektromobilių įkrovimo stotelėje su DR optimizavimu?Kai aktyvūs visi keturi optimizavimo sluoksniai, atsipirkimas paprastai trunka 3–6 metus; objektai, kurie vengia elektros tinklo jungčių atnaujinimo, gali atsipirkti per 3 metus.