Patikimas BESS įkrovimas atokiose greitkelių aptarnavimo zonose

Greitas atsakymas

Atokios greitkelių aptarnavimo zonos yra sunkiausia aplinka elektromobilių įkrovimui: silpnos arba visai nėra tinklo jungčių, ekstremalios temperatūros, ilgas techninės priežiūros kelionės laikas ir klientai, kurie neatleis neveikiančio įkroviklio. BESS palaikomas įkrovimas išsprendžia šią problemą atsiedamas įkrovimo galią nuo tinklo pajėgumų – BESS įkrovimo spintelė arba konteinerių blokas tiekia 120–480 kW įkrovimo iš sukauptos energijos per jungtį, kurią komunalinė įmonė gali iš tikrųjų tiekti, o skysčiu aušinama šilumos valdymo sistema palaiko nominalią galią esant 45 °C ir daugiau vasarą bei –20 °C žiemą. Patikimumas šioje aplinkoje yra suprojektuotas, o ne laukiamas: moduliniai karšto keitimo maitinimo moduliai, atsarginiai EMS valdikliai, nuotolinis stebėjimas ir IP apsaugos klasės korpusai 3 dienų techninės priežiūros iškvietimą paverčia 15 minučių modulio keitimu. Gerai suprojektuotų nuotolinių stočių veikimo rezultatas yra 97–99 % įkroviklių prieinamumas, o tai paverčia greitkelio stotelę patikimu pajamų šaltiniu.

Svarbiausios išvados

• BESS leidžia nutolusiose aptarnavimo zonose teikti didelės galios įkrovimo paslaugas esant silpnam arba neegzistuojančiam elektros tinklo ryšiui, taip pašalinant pagrindinę diegimo kliūtį.
• Patikimumas užtikrinamas pertekliniu režimu: karštai keičiami moduliai, padalintos nuolatinės srovės magistralės, pertekliniai EMS valdikliai ir nuotolinė diagnostika.
• Atokiose vietose, kur kasdienį darbą lemia ekstremalios aplinkos sąlygos, dulkės / ledas, aušinimas skysčiu ir IP65+ korpusai yra nekeičiami.
• Modulinė BESS architektūra paverčia techninę priežiūrą iš 3 dienų išvykos ​​į 15 minučių trukmės dalių keitimą, kurį gali atlikti bet kuris vietinis technikas.
• Pajamų rodiklis yra ne pagrindinės sistemos galia, o veikimo laikas: 97–99 % prieinamumas pranoksta didesnį, bet nestabilesnį įrengimą.

Atokios greitkelio problema: kodėl elektros tinklas yra netinkamas atspirties taškas

Greitkelių aptarnavimo zonos yra būtent tose vietose, kur tinklo energija yra silpniausia: už kilometrų nuo pastočių, ant tiekimo stočių, pritaikytų degalinės apšvietimo apkrovai, dažnai aptarnaujamų senstančių oro linijų. Klasikinis diegimo būdas – kreiptis dėl transformatoriaus atnaujinimo, laukti 12–24 mėnesių, sumokėti 100 000–300 000 JAV dolerių už statybą – yra ekonomiškai absurdiškas objektui, kuriame eismas gali neprognozuojamai išaugti. Dar blogiau, kad daugelyje kaimo greitkelių atkarpų komunalinių paslaugų įmonė tiesiog negali pasiūlyti pajėgumų už bet kokią kainą per pagrįstą laiką.

BESS pašalina elektros tinklą iš kritinio kelio. Objektas nuolat naudoja visą turimą galią – dažnai 100–200 kVA, kaupia energiją per naktį ir ne piko valandomis, o iš akumuliatoriaus tiekia 120–480 kW įkrovimo galios impulsais. Tinklas tampa laipsnišku akumuliatoriaus įkrovikliu; akumuliatorius tampa įkrovimo infrastruktūra. Būtent tokia yra MIDA [BESS įkrovimo stotelių](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) linijos ir mobiliųjų / gelbėjimo BESS įrenginių, pasiteisinusių avarinėse situacijose, architektūra, kur ta pati „kaupti, tada tiekti impulsais“ logika taikoma ir objektams, kuriuose iš viso nėra tinklo.

Kodėl BESS yra lemiamas veiksnys ir ką čia reiškia patikimumas

Nuotolinėje vietoje patikimumas turi specifinį apibrėžimą: įkroviklis tiekia vardinę galią, kai klientas prijungiamas prie elektros tinklo bet kuriuo metų laiku, o vidutinis remonto laikas matuojamas valandomis, o ne dienomis. Šį rezultatą lemia trys konstrukcijos sluoksniai:

1. Energijos prieinamumas

Tik tinkle veikiantis nuotolinis įkroviklis sugenda kiekvieną kartą, kai suveikia vietinis tiekimo linija, o nuotoliniai tiekimo linijos suveikia dažnai. Išsikrovusi elektros tinklo įkrovos sistema (BESS) sugenda tik tada, kai akumuliatorius išsikrauna, o EMS to išvengia apribodama iškrovimą esant įkrovimo stočiai ir papildydama akumuliatorių iš tinklo arba saulės baterijų, kai tik įmanoma. [Mobilieji BESS įkrovikliai](https://www.midapower.com/mobile-bess-charger/) ir konteinerinės sistemos dar labiau išplečia šią logiką: juos galima atgabenti sunkvežimiais, kad būtų užtikrinta laikina įkrovimo galia paklausos šuolių arba tinklo priežiūros metu.

2. Šiluminis atsparumas

Atokiose aptarnavimo zonose temperatūra yra aukščiausia, o vėdinimas – blogiausias. Akumuliatoriai ir galios elektronika turi išlaikyti vardinį pralaidumą esant 45 °C aplinkos temperatūrai nesumažinant galios ir atlaikyti –20 °C naktis nesumažinant talpos. Skysčiu aušinamos sistemos – akumuliatorių stovai, maitinimo moduliai ir 500 A+ kabeliai – aktyviai pašalina šilumą ir šalto klimato sąlygomis šildo iš tos pačios kilpos. Oru aušinamos alternatyvos praranda 10–25 % pralaidumo būtent tada, kai objekte yra daugiausiai žmonių.

3. Aptarnavimas per atstumą

Techninės priežiūros iškvietimas į nutolusią vietą kainuoja visą kelionės dieną, kol technikas dar nepaliečia įrankio. Projektavimo sprendimas – moduliškumas: karštai keičiami maitinimo moduliai, prijungiami akumuliatorių stovai ir linijoje keičiami aušinimo įrenginiai reiškia, kad vietinis rangovas, turintis bazinius mokymus, gali atlikti remonto darbus, kuriems kitu atveju reikėtų gamyklos inžinieriaus. MIDA [BESS įkrovimo spintelė](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) ir padalintos architektūros sistemos sukurtos remiantis šiuo principu – keičiamas įrenginys yra modulis, o ne visa stotis.

Projektavimas patikimumui atšiauriomis sąlygomis

Žemiau esančioje lentelėje pateikiami nutolusių greitkelių eksploatavimo gedimų režimai pagal jų inžinerinius skaitiklius:

Verta pabrėžti du modelius. Pirma, pertekliškumas yra daugiasluoksnis: 480 kW galios vieta turėtų būti padalyta į kelias spintas arba konteinerius, kad vienas gedimas sumažintų pajėgumą jos nenustatydamas. Antra, telemetrija yra patikimumo funkcija, o ne prabanga prietaisų skydelyje – nuotolinis stebėjimas „pranešta apie įkroviklio gedimą, siųskite ką nors“ paverčia į „3 spintelės B-2 modulis rodo ventiliatoriaus gedimą, siųskite vieną pakaitinį modulį“, o tai yra skirtumas tarp dienos ir savaitės prastovų.

Priežiūros ir veikimo laiko strategija: 97–99 % veiklos modelis

Patikimos nuotolinės svetainės veikia pagal veiklos modelį, o ne garantiją. Praktika, skirianti 90 % nuo 98 % prieinamumą:

1. Nuotolinis stebėjimas.Kiekviena spintelė perduoda informaciją apie įkrovimo būseną, elementų temperatūrą, aušinimo kilpos slėgį, ciklų skaičių ir gedimų kodus į debesies EMS. Įspėjimai suveikia prieš gedimą – kylančios aušinimo skysčio temperatūros tendencijos atveju galima imtis veiksmų likus savaitėms iki gedimo. 2.Iš anksto išdėstytos atsarginės dalys.Kiekvienas regionas turi nedidelį kiekį trijų dažniausiai gendančių dalių: maitinimo modulių, aušinimo blokų ir valdymo plokščių. Atsarginių dalių kaina vietoje visada yra geresnė nei skubių krovinių gabenimas. 3.Vietinių partnerių aptarnavimo tinklas.Modulinė įranga leidžia apmokyti regioninį rangovą per dieną. Aptarnavimo paslaugų lygio sutartis (SLA) tampa „pakeisti modulį per 24 valandas“, o ne „gamyklos inžinierius atvyks per 5 dienas“. 4.Sezoniniai techninės priežiūros langai.Du planiniai apsilankymai per metus (prieš vasarą, prieš žiemą) patikrina aušinimo kilpas, izoliaciją ir jungtis. Neplanuoti apsilankymai atokiose vietose paprastai kainuoja 3–10 kartų brangiau nei planinis apsilankymas. 5.Pajėgumus įvertinantis dispečerinis darbas.EMS rezervuoja minimalią įkrovos ribą (pvz., 15–20 %) avarinėms situacijoms ir tinklo gedimams, todėl stotis visada gali tiekti bent dalinį įkrovimą net ir po elektros energijos tiekimo sutrikimo.

Finansinė logika yra paprasta: nepavykęs greitkelio įkrovimo seansas, kai įkroviklis neveikė, operatoriui kainuoja seanso pajamas, kliento reputaciją ir – koncesijos sutarčių atveju – baudą už prieinamumo KPI. 97–99 % prieinamumas, palaikomas visus sezonus, paverčia nutolusią BESS stotį bankams patraukliu turtu.

Diegimo modelis: nuotolinio aptarnavimo sritis praktikoje

Įsivaizduokite aptarnavimo zoną, esančią 120 km atstumu nuo artimiausio miesto, prie greitkelio, kuriame auga elektromobilių eismas. Tinklo galia objekte: 150 kVA – pakanka apšvietimui, parduotuvei ir vienam 60 kW įkrovikliui. Operatoriaus tikslas: keturi 120 kW įkrovikliai (480 kW piko galia), kurių prieinamumas būtų 97 % ir daugiau.

Išskleista architektūra:

• Tinklelio pusė:150 kVA jungtis, nepakeista nuo esamos paslaugos – nereikia atnaujinti transformatoriaus, atlikti jokių komunalinių paslaugų projektų.
• Sandėliavimo pusė:1 MWh BESS konteineris, nuolat įkraunamas iš tinklo laisvų naktinių pajėgumų, ir mažesnė [BESS įkrovimo spintelė](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) kiekvienai įkroviklių porai granuliuotam paskirstymui.
• Įkrovimo pusė:Keturi 120 kW ant grindų pastatomi nuolatinės srovės greitieji įkrovikliai, maitinami iš nuolatinės srovės magistralės; didžiausios įtampos pliūpsniai imami iš akumuliatoriaus.
• Valdymo pusė:atsarginė EMS pora, veikianti prognozėmis pagrįstą dispečerinį valdymą, izoliavimo logiką ir visapusišką nuotolinę telemetriją.
• Terminė pusė:Skysčiu aušinami akumuliatorių stovai ir maitinimo moduliai, pritaikyti 45 °C vasaros temperatūros pikams.

Veiklos rezultatai atitinka modelį: stotis įkrauna daugiau nei 150 transporto priemonių per dieną 150 kVA jungtimi, veikia salose per du vietinius tiekimo linijų nutrūkimus per metus ir bet kokį vieno modulio gedimą pašalina per 24 valandas per apmokytą regioninį partnerį. Sostinė, kuri būtų pirkusi vieną transformatoriaus atnaujinimą, vietoj to įsigijo visą įkrovimo sistemą.

Nutolusių objektų pirkimo kontrolinis sąrašas

Prieš pasirašydami bet kokį nuotolinį diegimą, patikrinkite šiuos specifikacijos punktus:

• Sertifikuota izoliacija ir atitikimas tinklo kodekso reikalavimams(CE, UL arba vietiniai standartai) – be jo svetainė negali legaliai atsijungti ir vėl prisijungti.
• Standartinis skysčio aušinimas, nėra pasirinktinis pasirinkimas, tiek akumuliatoriams, tiek maitinimo moduliams.
• Karšto keitimo moduliaisu dokumentuotomis keitimo procedūromis, kurias gali atlikti bet kuris apmokytas rangovas.
• IP65+ korpuso apsaugos klasėsant visų lauko spintelių ir jungčių.
• Atviri protokolai— OCPP 2.0.1 įkrovikliams ir dokumentuota EMS API — kad svetainė nebūtų pririšta prie vieno tiekėjo stebėjimo steel steel.
• Nurodytas darbinės temperatūros diapazonasapimančios vietovės klimato kraštutinumus, o duomenų lape paskelbtos galios mažinimo kreivės.

DUK

1. Ar BESS įkrovimas gali veikti ten, kur iš viso nėra elektros tinklo?Taip. Konteineriniai ir mobilūs BESS įrenginiai įkraunami saulės energija, generatoriumi arba retkarčiais prisijungus prie tinklo ir tiekia didelės galios įkrovimą impulsais. Kompromisas yra energijos pralaidumas per dieną, kurio dydis turi atitikti srautą.

2. Kokio tinklo pajėgumo reikia nuotolinei BESS vietai?480 kW įkrovimo stotelė su 1 MWh BESS paprastai veikia su 100–200 kVA tinklo galia, kurią jau turi dauguma esamų aptarnavimo zonų. Baterija kaupia energiją per naktį ir tiekia įkrovimo pliūpsnius dienos metu.

3. Kas lemia nuotolinio įkroviklio patikimumą esant dideliam karščiui ar šalčiui?Skysčiu aušinami akumuliatorių stovai ir maitinimo moduliai palaiko vardinį pralaidumą visame temperatūros diapazone, o IP65+ korpusai apsaugo elektroniką nuo dulkių, ledo ir druskos. Aktyvus šilumos valdymas yra skirtumas tarp 100 % ir 80 % vardinės galios vasarą.

4. Kaip greitai galima pataisyti nuotolinę svetainę sugedus moduliui?Naudojant karštai keičiamus modulius ir pasitelkiant apmokytą regioninį partnerį, sugedęs maitinimo modulis paprastai pakeičiamas per 24 valandas. Palyginkite tai su tik tinkle veikiančiais įrenginiais, kurie gamyklos inžinieriaus dažnai laukia ištisas dienas.

5. Koks yra realus įkroviklių prieinamumas gerai suprojektuotoje nuotolinėje BESS stotyje?97–99 % prieinamumas pasiekiamas naudojant atsarginius valdiklius, nuotolinį stebėjimą, iš anksto paruoštas atsargines dalis ir sezoninę priežiūrą. Likęs prastovos laikas daugiausia susijęs su logistika, kurią modulinė konstrukcija sumažina iki minimumo.

6. Kaip aikštelė įkraunama nutrūkus elektros tiekimui?EMS perjungia objektą į izoliacijos režimą: keitikliai atsijungia nuo tinklo, o objektas veikia tik iš akumuliatoriaus (ir saulės energijos, jei ji įrengta). Numatytasis įkrovimo lygis leidžia objektui tiekti dalinį įkrovimą net ir po ilgesnių elektros energijos tiekimo sutrikimų.

7. Ar nuotolinėms vietoms reikalingi technikai?Ne. Veikimo modelis pagrįstas nuotoliniu stebėjimu ir regioninio aptarnavimo partnerio, apmokyto keisti modulius, paslaugomis. Suplanuoti sezoniniai apsilankymai (prieš vasarą ir prieš žiemą) padeda išvengti daugumos gedimų; nuotolinė telemetrija aptinka likusius anksti.