Оптимизирање на одговорот на побарувачката во паметните BESS станици за полнење

Брз одговор:Одговорот на побарувачката кај [паметните BESS станици за полнење] (https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) значи користење на складирање на енергија од батерии на лице место плус интелигентно управување со енергија за поместување, намалување или извоз на енергија како одговор на сигналите за цените на мрежата, настаните за DR од комуналните услуги или повиците за регулирање на фреквенцијата. Правилно димензионирана локација за полнење електрични возила интегрирана во батерии може да ги намали трошоците за побарувачка за 20-40%, да ги отклучи приходите од регулирање на фреквенцијата и намалување на врвните вредности и да ги намали барањата за капацитет за поврзување на мрежата за 30-50% - додека искуството на возачите на електрични возила останува непроменето. Победничката формула комбинира четири контроли: намалување на врвните вредности, поместување на оптоварувањето, динамичко управување со оптоварувањето и двонасочно V2G празнење, сите оркестрирани од EMS кој зборува OCPP и ISO 15118. Операторите кои ги имплементираат сите четири слоеви обично ја надоместуваат премијата BESS во рок од 3-6 години преку избегнати трошоци за побарувачка, стимулации за DR и енергетска арбитража.

Клучни заклучоци:

• Таксите за побарувачката, а не трошоците за енергија, доминираат во сметките за комерцијално полнење на електрични возила; 30-минутен врвен скок може да избрише еден месец маржа.
• Паметните станици за полнење опремени со BESS се единствената архитектура на локацијата што може и да полни возила и да продава флексибилност назад кон мрежата.
• Намалувањето на врвните вредности, поместувањето на оптоварувањето, динамичкото управување со оптоварувањето и празнењето на V2G формираат стек за оптимизација од четири слоја што треба да се имплементира по ред.
• Слојот на контролниот протокол (OCPP 1.6J/2.0.1, ISO 15118, Modbus/DNP3) одредува дали станицата всушност може да учествува во програмите за DR на комуналните услуги.
• Банка на батерии од 200–500 kWh со големина од 0,5–1 пати поголема од моќноста на полнење обезбедува најдобар поврат на инвестицијата според побарувачката за типични комерцијални локации од 120–480 kW.

Можноста за одговор на побарувачката што се крие во вашата локација за полнење

Европски оператор на локација користи осум брзи полначи со еднонасочна струја од 120 kW на станица за одмор на автопат. Месечната потрошувачка на енергија е скромна, но сметките за комунални услуги покажуваат ставка за наплата на побарувачката што сочинува речиси 60% од трошоците за електрична енергија. Причината е еден единечен 15-минутен скок во февруари, кога осум електрични камиони пристигнаа истовремено за време на студен бран и повлекоа 900 kW од мрежен приклучок со големина од 800 kW.

Ова сценарио не е исклучок. Комерцијалните тарифи за електрична енергија низ Северна Америка, Европа и Австралија обично наплаќаат 5–20 американски долари по kW врвна побарувачка, мерена во интервали од 15 или 30 минути. За место за полнење електрични возила, врвното совпаѓање на повеќе возила - флота за достава што се враќа во 17 часот или автобуска станица што се полни преку ноќ - создава токму таков вид кратки, насилни скокови на оптоварување што ги казнуваат таксите за побарувачка. Паметната BESS станица за полнење постои токму за да ги апсорбира тие скокови. Батеријата се полни за време на периоди со ниска цена и мала побарувачка и се празни за време на интервалот со голема побарувачка, израмнувајќи го профилот на оптоварување на местото на броилото.

Одговорот на побарувачката ја проширува оваа логика од една локација на целата мрежа. Комуналните претпријатија и операторите на преносни системи (TSO) плаќаат средства што можат да ја намалат потрошувачката или да инјектираат енергија по команда - обично 50-300 американски долари по kW-годишно за обврски за капацитет, плус плаќања за енергија по MWh всушност испорачан за време на настаните. Станицата за полнење напојувана со батерии може да одговори на DR настан за помалку од една секунда и да одржи празнење 1-4 часа, што ја прави една од најодзивните дистрибуирани средства со кои може да склучи договор една комунална компанија. Истиот хардвер што им служи на возачите ѝ носи на локацијата втор приход.

Како станицата за полнење BESS учествува во одговорот на побарувачката

Станицата за полнење електрични возила интегрирана со батерии е фундаментално енергетски ресурс со три терминали: влез во мрежата, складирање во батеријата и излез на возилото. Системот за управување со енергијата (EMS) е во средината, одлучувајќи во реално време каде тече секој киловат. Архитектурата следи едноставна хиерархија.

Намрежен мераче поентата на вистината. Секоја оптимизација на побарувачката-одговор е насочена кон измерениот увоз: целта никогаш не е да се максимизира наплатата, туку да се минимизираат трошоците за агрегатниот профил.BESS инвертер(обично 100–250 kW по кабинет, во форма на двонасочни AC-DC или DC-DC конвертори) конвертира помеѓу AC мрежа и DC батерија.полнач за напојување— за MIDA, модуларна станица на подот од 60–480 kW (https://www.midapower.com/dc-fast-charger-station) или сплит систем од 360–1680 kW — црпи од DC шината. Кај дизајните со DC поврзување, батеријата го напојува полначот директно без двојна конверзија, што ја зголемува ефикасноста на полначот на приближно 92–95%.

EMS ја извршува DR стратегијата користејќи контролен стек од четири слоја:

1. Локално предвидување на оптоварување: EMS ги учи шемите на полнење по час од денот, ден од неделата и сезона, проектирајќи ги следните 24–48 часа оптоварување. 2.Цена и внесување сигналитарифните распореди, известувањата за настани поврзани со комунални услуги и пазарните цени во реално време пристигнуваат преку протоколи како што се OpenADR, Modbus или DNP3. 3.Оптимизациски мотор: рутина за оптимизација со мешан цел број решава распоред за полнење/празнење на батеријата што ги минимизира вкупните трошоци, почитувајќи го приоритетот на полначот, ограничувањата на SOC на батеријата и ограничувањата за поврзување со мрежата. 4.Извршувањераспоредот се испраќа до инверторот BESS и се пренесува на полначите преку OCPP, со што се намалува или зголемува моќноста по сесија по потреба.

Добро подесен EMS ќе ја одржува мерената побарувачка во рамките на мек плафон (на пр., 80% од капацитетот на поврзување) во секое време, резервирајќи простор за DR настани каде што претпријатието бара строго ограничување.

Стратегии за основна оптимизација што овозможуваат мерливи заштеди

Четири стратегии го сочинуваат прирачникот за одговор на побарувачката за паметни BESS станици за полнење. Тие се комплементарни, а зрелите оператори ги користат сите четири истовремено.

Намалувањето на врховни полначи е почетната точка бидејќи не бара надворешни договори и овозможува заштеди од првиот ден. Динамичкото управување со оптоварувањето е надградбата со највисока ефикасност: [паметните полначи за електрични возила] на MIDA (https://www.midapower.com/smart-ev-dc-charger-150kw-180kw-200kw-240kw-300kw-360kw-420kw-fast-charging-station-floor-standing-dc-pile-product/) во опсегот од 150–420 kW ја намалуваат излезната моќност по сесија преку OCPP, така што операторот може да инсталира два полначи на 120 kW капацитет на мрежата наместо еден. Регулацијата на фреквенцијата е премиум услуга; таа ја монетизира брзината на батеријата, но бара станицата да има договор со TSO или агрегатор.

Контролниот стек што овозможува одговор на побарувачката

Физичката батерија и полначите се само половина од системот. Одговорот на побарувачката е игра на податоци, а протоколниот стек одредува на кои програми може да се придружи станицата.

Операторите треба да инсистираат на поддршка за OCPP 2.0.1 во новата опрема: додава безбедност (TLS, потпишани ажурирања на фирмверот) и природни примитиви за паметно полнење што му недостасуваат на OCPP 1.6J. ISO 15118-20 е стандардот од страна на возилото што го претвора V2G од лабораториска демонстрација во мрежна услуга; се справува со двонасочен пренос на енергија, автентикација базирана на сертификат и распоред на енергија во реално време помеѓу полначот и автомобилот. За интерфејсот за комунални услуги, OpenADR 2.0b е де факто стандард за DR настани, додека DNP3/IEC 61850 е важен за локациите што сакаат директно да продадат регулација на фреквенцијата на TSO.

Интеграцијата на [V2G модул за полнење](https://www.midapower.com/30kw-40kw-v2g-charging-module-bidirectional-ac-dc-converter-product/) во локација го претвора самиот возен парк во дистрибуирана батерија. Двонасочните модули на MIDA од 30 kW/40 kW и DC-DC V2G модулите од 15 kW/20 kW му овозможуваат на депото да агрегира десетици возила во виртуелен базен за складирање од 1–2 MW - капацитет што учествува во DR без дополнителен хардвер за батерии.

План за имплементација: Од проблеми со фактурите до намалување на приходите

Петчекорна секвенца ја преместува локацијата од пасивно фактурирање до активно учество во мрежата:

1. Ревидирајте го профилот на оптоварување.Извлечете податоци од 12 месеци за 15-минутни интервали од броилото за комунални услуги. Идентификувајте ги 10-те најголеми настани со најголем интензитет, нивното времетраење и нивниот двигател (пристигнување на флота, студено време, настани). 2.Батеријата е со соодветна големина.За место за полнење од 120–480 kW, батерија од 200–500 kWh (приближно 0,5–1× моќност на полнење во kWh) покрива 90% од потребите за намалување на врвниот напон. Модуларните BESS станици на MIDA — од конфигурации од 120 kWh/60 kW до [конфигурации од 482 kWh/320 kW] (https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) — овозможуваат додавање капацитет во стандардни блокови. 3.Распоредете го EMS и поврзете ги полначите преку OCPP.Конфигурирајте го управувањето со динамичкото оптоварување пред да ги допрете DR програмите; само тоа може да го удвои искористувањето на капацитетот на локацијата. 4.Приклучете се на програмите за намалување на капацитетот и енергијата.Започнете со настани за управување со комунални услуги (OpenADR), а потоа преминете на помошни пазари на TSO доколку локалните правила дозволуваат учество во складирање. 5.Додај V2G и агрегација.Договор со агрегатор за спојување на локацијата со други средства, отклучување на регулацијата на фреквенцијата и плаќањата на пазарот на капацитет.

Што значи ова за вашиот бизнис случај

Економијата на одговорот на побарувачката е разликата помеѓу место за полнење кое едвај паѓа на рамномерност и место кое генерира принос на ниво на инфраструктура. Да разгледаме станица за полнење BESS од 320 kW со складирање од 482 kWh што служи за автопатска јазла. Надоместоците за побарувачката се намалуваат за приближно 30%, заштедувајќи 18.000–30.000 американски долари годишно по типични комерцијални тарифи. Арбитражата TOU додава уште 8.000–15.000 американски долари годишно. Договорот за DR капацитет придонесува 6.000–12.000 американски долари годишно, а регулирањето на фреквенцијата додава 10.000–25.000 американски долари ако пазарот на TSO е отворен. Комбинираните годишни придобивки од 40.000–80.000 американски долари наспроти премија BESS од приближно 150.000–250.000 американски долари го ставаат времето на отплата на 3–6 години - пред да се земат предвид избегнатите трошоци за надградби на поврзување со мрежата, кои за многу локации на автопатишта целосно ги надминуваат трошоците за батерии.

Локациите што победуваат во играта на одговор на побарувачката се оние што ја третираат батеријата како мрежен ресурс, а не како додаток за полнење. Секој киловат складирање треба да има распоред за испраќање, договор за приходи и мерен резултат. Со модуларните архитектури и контролата базирана на OCPP/ISO 15118 што се достапни денес, не останува никаква техничка бариера помеѓу локацијата за полнење и пазарите на флексибилност.

Најчесто поставувани прашања

1. Што е одговор на побарувачката во BESS станица за полнење?Одговорот на побарувачката е практика на намалување или поместување на потрошувачката на електрична енергија на локацијата — или инјектирање на складирана енергија — како одговор на ценовните сигнали, настаните за намалување на побарувачката од страна на комуналните претпријатија или повиците за регулирање на фреквенцијата на мрежата, користејќи ги батериите на станицата и паметните системи за контрола.

2. Колку одговорот на побарувачката може да ја намали сметката за електрична енергија на мојата локација за полнење?Операторите обично ги намалуваат трошоците за побарувачка за 20-40% и трошоците за енергија за 10-30% преку префрлање на оптоварувањето, со комбинирани заштеди од 40.000-80.000 американски долари годишно што може да се постигнат на локации од класата 300 kW.

3. Дали возачите забележуваат кога станицата учествува во одговор на побарувачката?Не. EMS го намалува или засилува полнењето во рамките на договорените ограничувања на моќноста за секоја сесија, а празнењето на батеријата го покрива јазот. Возачите гледаат исти брзини на полнење и време на сесијата.

4. Која е разликата помеѓу намалување на врвните вредности и поместување на оптоварувањето?Врвното намалување на оптоварувањето ја ограничува максималната мерена побарувачка на локацијата со празнење на батеријата за време на врвниот интервал, додека префрлањето на оптоварувањето ја поместува потрошувачката на енергија од скапите часови во шпиц кон евтини часови надвор од шпицот. Врвното намалување на оптоварувањето ја таргетира цената на побарувачката; префрлањето на оптоварувањето ја таргетира енергетската стапка.

5. Дали на мојата BESS станица ѝ се потребни посебни протоколи за да се приклучи на програмите за управување со отпад на комуналните услуги?Да. OpenADR 2.0b за настани за комунални услуги, OCPP 2.0.1 за контрола на полначи и ISO 15118 за V2G се стандардите што се важни. Постарата опрема OCPP 1.6J сè уште може да учествува преку EMS, но со помалку функции.

6. Дали батериите на возилата можат да го заменат BESS системот на лице место за одговор на побарувачката?Делумно. Возилата способни за V2G можат да придонесат со 50–150 kW флексибилен капацитет по мала флота, но BESS системот на лице место останува неопходен за гарантиран, секогаш достапен одговор - возилата се паркираат непредвидливо, а батериите не.

7. Кој е периодот на поврат на инвестицијата за BESS на локација за полнење електрични возила со DR оптимизација?Со активни сите четири слоеви на оптимизација, отплатата обично паѓа во опсег од 3 до 6 години; локациите што избегнуваат надградби на поврзување со мрежата можат да видат отплата во рок од 3 години.