V2G specialioji serija (II): išsami „deterministinės“ V2G sistemos architektūros analizė

Ankstesnėje V2G temų serijoje (1) „Komercinimo metais Kinija ir Europa pasirinko skirtingus technologinius kelius“ nagrinėjome V2G skirtumus Kinijoje ir Europoje, taip pat transporto priemonių tinklo sąveikos makro kontekstą ir komercinį potencialą. Kai pramonė patenka į „giliojo vandens zoną“, technologijų diegimo nuoseklumas tampa pagrindine didelio masto komercializavimo kliūtimi.

V2G esmė yra ne įkrovimas ir iškrovimas, o automobilių pavertimas tinklo ištekliais – šiame numeryje nagrinėsime pagrindinius technologinius elementus, kuriuos turėtų turėti brandus V2G sprendimas Europoje.

V2G (Vehicle to Grid) taikymuose ryšio protokolai yra labai svarbūs, nes jie leidžia patikimai, saugiai ir standartizuotai keistis duomenimis tarp elektromobilių, įkrovimo stotelių, tinklo operatorių ir elektromobilių suinteresuotųjų šalių. Šie protokolai veikia visoje ryšio grandinėje ir yra naudojami pažangiam ryšiui tarp elektromobilių ir įkrovimo stotelių užtikrinti, kad būtų galima perduoti energiją dviem kryptimis.

2022 m. išleistas standartas ISO 15118-20, kuriuo buvo pakloti dvikrypčio įkrovimo pagrindai, bus privalomas visoms naujai statomoms viešosioms ir privačioms (3 režimo) įkrovimo stotims nuo 2027 m. sausio mėn. ISO 15118-20 standarte pateikiamas išsamus elektromobilių ir įkrovimo stotelių derybų mechanizmas, įskaitant dinaminį kainodarą ir signalus, susijusius su tinklo perkrova.

ISO 15118-20 yra vienintelis teisinis V2G funkcionalumo įgyvendinimo evoliucijos kelias. Palyginti su tradiciniu ISO 15118-2, naujajam standartui suteikta pagrindinė pozicija, o jo technologiniai proveržiai daugiausia atsispindi:

• ◉ Dvikryptis energijos srauto valdymas (dinaminis valdymas):Pasiekia tikslesnį P (aktyvųjį) ir Q (reaktyvųjį) reguliavimą, palaikydamas tinklo dažnio atsaką.
• ◉ Daugiapakopis saugumo šifravimas:pristato griežtesnį TLS 1.3 protokolą ir abipusį sertifikatų autentifikavimą, siekiant užtikrinti transporto priemonių tinklo saugumą, kai jos prijungtos prie viešojo elektros tinklo.
• ◉ Prijunkite ir įkraukite:V2G scenarijuose tapatybės autentifikavimas naudojamas ne tik sąskaitų išrašymui, bet ir transporto priemonės, kaip „mobiliojo energijos kaupimo įrenginio“, patikimo šaknies nustatymui.

Trijų pakopų architektūros inžinerinis restruktūrizavimas

V2G esmė – ne „transporto priemonės + krūvos“ aparatinės įrangos rinkinys, o paskirstytųjų generavimo sistemų rekonstrukcija pagal tinklo prieigos sistemą. Tinkamai prie tinklo prijungta V2G sistema turi turėti tris bendradarbiavimo galimybių sluoksnius: elektrinį sluoksnį (energijos mainus): didelio efektyvumo ir mažo harmoninio iškraipymo (THD < 3 %) AC/DC dvikrypčių keitiklių įpurškimo sprendimą. Valdymo sluoksnį (algoritmo atsaką): dėmesys sutelkiamas į lokalizuotą dažnio kritimo valdymo ir gedimų įveikimo (FRT) algoritmo įgyvendinimą. Sistemos sluoksnį (atitikties sertifikavimą): bendro „transporto priemonės kabelio krūvos“ derinio nuoseklumo sertifikavimo, kuris yra „privalomas bilietas“ norint patekti į pasaulinę rinką Europoje, sprendimas.

„Deterministinio“ valdymo kūrimas: trys pagrindiniai algoritmai

3. Sprendimo lygio taikymas: V2G agregavimo platformos architektūros projektavimas

V2G sprendimas, apimantis visas pramonės šakas, nėra tiesiog „krūva + transporto priemonė“ sprendimas, o uždaros kilpos EV-EVSE-CPO-EMS ekosistemos kūrimas.

4. Deterministinė V2G sistemos architektūra

Pirmasis inžinerinis sprendimas yra toks: kur turėtų būti įrengtas keitiklis? Tai lemia sertifikavimo procesą ir techninės atsakomybės ribas.

5. Sertifikavimas ir prieiga

Sprendimus priimantiems asmenims produkto tinkamumas vertinimui priklauso nuo jų standartų sistemos supratimo, įskaitantReikalavimų gairės (ES 2016/631), EN 50549-1irEN 50549-10.

6. Pramonės įžvalga: 2026 m. lūžio taškas atėjo

V2G konkurencija yra ne galios, o valdymo tikslumo ir atitikties gylio konkurencija. Tikrasis technologinis iššūkis yra teikti pirmenybę aparatinės įrangos platformoms, kurios palaiko ISO 15118-20, ir taikyti sistemų inžinerijos metodą.