Скалабилни BESS решенија за моќни центри за полнење електрични возила

Брз одговор

Скалабилноста е дефинирачкиот инженерски предизвик на центрите за полнење електрични возила со голема моќност: денешната локација со четири полначи мора да стане утрешен центар со шеснаесет мегавати полначи без реконструкција со „ресетирање и замена“. Модуларните BESS решенија одговараат на ова со три фактори на форма што растат заедно - кабинетски единици (120–300 kWh), интегрирани BESS полначи (200–625 kWh со вградено полнење) и контејнерски системи (1–2 MWh+) - сите управувани од еден EMS кој ги третира складирањето, полначите и мрежното поврзување како еден ресурс. Бидејќи капацитетот на батеријата и модулите за напојување се додаваат постепено додека работи локацијата, операторите можат да ги фазираат капиталните трошоци со растот на сообраќајот, да ја одржат мрежната врска мала и да го користат преминот од 120 kW на 960 kW и повеќе до полнење со MCS мегавати. Правило на палецот: димензионирајте ја мрежната врска за денешниот сообраќај, димензионирајте ја BESS архитектурата за утрешниот.

Клучни заклучоци

• Модуларните форми — кабинет, интегриран, контејнер — им овозможуваат на хабовите да го скалираат капацитетот во зголемувања на kW и kWh без запирање на работењето.
• Фазното распоредување на BESS ги усогласува капиталните расходи со растот на сообраќајот и избегнува прекумерна изградба уште од првиот ден.
• Споделениот EMS е 'рбетот на скалабилност: една контролна рамнина за складирање, полначи и мрежни услуги на кое било ниво.
• Централите со висока моќност (480 kW–2 MW) имаат потреба од модули за напојување со течно ладење и термичко управување со батериите за да ја одржат номиналната излезна моќност.
• Локациите со ограничена мрежа користат BESS за да ја зголемат моќноста на полнење без да чекаат надградби на трансформаторите.

Проблемот со скалирање при полнење со голема моќност

Побарувачката за јавни полначи не расте линеарно - таа се движи чекор по чекор. Автопатски центар што се отвора со четири полначи од 120 kW може да доживее тројно зголемување на искористеноста во рок од 24 месеци, бидејќи соседните возни паркови се електрифицираат, принудувајќи проширување на дванаесет или шеснаесет пристаништа. Конвенционалниот одговор, поголем трансформатор и повеќе полначи, се судира со две реалности: надградбите на трансформаторите чинат 50.000–200.000 американски долари со рок на испорака од 12–18 месеци, а договорите за поврзување со комунални услуги се преговараат болно. Операторите кои градат за денешниот сообраќај го ограничуваат својот раст; операторите кои градат за утрешниот сообраќај трошат капитал на неактивен капацитет.

BESS ја одвојува енергијата за полнење од електричната мрежа. Центарот може веднаш да инсталира полначи со голема моќност, да ги вклучува од празнење на батериите за време на врвовите и да извлече ограничен, стабилен профил од мрежата. Кога сообраќајот расте, операторот додава батериски кабинети или контејнери и модули за напојување - не трансформатори. Ова е моделот на скалабилност кон кој се приближуваат центрите од класа мегавати во Европа и Северна Америка, и токму затоа производната линија на MIDA опфаќа кабинети, интегрирани станици и контејнери изградени околу заеднички модули за напојување.

Три форма фактори, една приказна за скалабилност

BESS решенијата за хабови со голема моќност се достапни во три компатибилни форм-фактори. Изборот меѓу нив не е одлука „или/или“ - зрелите хабови ги користат сите три:

Обединувачка идеја: секој форм-фактор зборува на истиот EMS јазик и користи исти градежни блокови - двонасочна AC-DC конверзија, течно-ладени батериски решетки и модуларни DC модули за напојување. Операторот може да започне со два [интегрирани BESS полначи](https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/), да додаде [BESS кабинет за полнење](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) кога ќе склучи договор за возен парк и да додаде [контејнер од 2 MWh](https://www.midapower.com/bess-charger-container/) кога центарот ќе достигне мегаватна скала, со единствена контролна платформа и единствен сет на вештини за одржување низ целата негова површина.

Методологија за одредување на големината: од четири полначи до дваесет и четири

Практичното прашање што го поставува секој оператор е „колку батерија и кога?“ Методологијата за одредување на големината подолу се покажа робусна низ депоата на возниот парк, автопатските центри и одредишните локации:

1. Моделирајте ја кривата на оптоварување.Профил 12 месеци очекувани сесии: сесии дневно, просечна енергија по сесија и групирање на пристигнувања. Периодот за врв (обично 16:00–20:00 или пладне за флоти) го дефинира прозорецот за празнење. 2.Големината на мрежната врска за денес.Договорете само 60–70% од побарувачката за полнење од врвното оптоварување како капацитет на мрежата. Батеријата ја снабдува разликата за време на врвните оптоварувања. 3.Одредете ја големината на батеријата за чекорот на раст.Секое зголемување на капацитетот (на пр., +200 kWh) треба да ги покрие следните 18–24 месеци раст на оптоварувањето. Ова е идеалната точка помеѓу капиталната ефикасност и фреквенцијата на повторно тендерирање. 4.Додадете моќност во зголемувања на модулот.Модулите за напојување (стандардни 30–60 kW, 40–125 kW со течно ладење) го скалираат излезот на полначот. Бидејќи модулите се заменливи со топла струја во MIDA кабинетите, надградбите на напојувањето не бараат нови куќишта за полнач. 5.Повторно евалуирајте квартално.Податоците за сообраќајот се засноваат на ротирачки план; контејнерите можат да се додадат во рамките на нормалниот циклус на набавка кога искористеноста ќе го надмине прагот.

Табелата подолу ги мапира репрезентативните нивоа на центри со BESS конфигурациите:

Границата на мегаватите: од 960 kW до 2 MWh и повеќе

Електрификацијата за тешки услови ги турка центрите над границата од 1 MW, каде што две динамики го менуваат инженерството: нивоата на моќност на полначите сега достигнуваат 600 kW–1,5 MW по приклучок (MCS за камиони), а термичкото управување станува ограничување на отворањето. На овие нивоа на моќност, каблите со течно ладење од 500 A+ и модулите за напојување со течно ладење се задолжителни - воздушното ладење едноставно не може да ја отфрли густината на топлина. Архитектурите со широк напон на MIDA [модулите за напојување со течно ладење] (https://www.midapower.com/liquid-cooled-power-module/) (40–125 kW) и 1.000 V поддржуваат конфигурации од мегаватна класа, со комплетни [BESS станици за полнење] (https://www.midapower.com/bess-charging-station/) како што се единицата од 960 kW/2 MWh и системите од 480 kW/1 MWh дизајнирани токму за оваа намена.

За операторите на центри, транзицијата на мегавати го зајакнува принципот на скалабилност: контејнер од 2 MWh не е поголем кабинет, туку е различна класа на енергетски ресурс што ја напојува целата DC шина на центарот. EMS арбитражира помеѓу контејнерот, кабинетите и поврзаните возила, осигурувајќи дека маргиналниот трошок за додавање на уште еден приклучок од 600 kW е модул за напојување и кабел - а не трафостаница.

Ограничувања на мрежата: Кога BESS е единствениот пат за проширување

Многу од локациите на центрите со највисока вредност - густо населени урбани области, индустриски паркови, области за услуги на автопатишта - се наоѓаат на заситени доводи каде што комуналната компанија не може да гарантира дополнителен капацитет со години. На овие локации, BESS не е економска оптимизација; тоа е технологија што овозможува. Локацијата континуирано го користи својот договорен капацитет, складира енергија за време на периоди со низок сообраќај (вклучително и преку ноќ) и испорачува енергија за полнење далеку над номиналната вредност за поврзување за одржливи прозорци. Операторите ефикасно создаваат приватна микромрежа покрај ограничената мрежна услуга.

Овој начин на работа го менува профилот на ризик во корист на операторот: нема чекање за интерконекција, нема прекини на полнењето поради побарувачката и гарантиран проток за клиентите дури и за време на врвните оптоварувања на мрежата. Сепак, дизајнот мора да вклучува робусна заштита од островско поврзување и инвертори што се во согласност со мрежните кодови, така што центарот ќе се исклучува чисто за време на настани поврзани со комуналните услуги и ќе се поврзува повторно автоматски - усогласеност што ја потврдува регионалната сертификација (CE, UL, локални мрежни кодови).

Оперативни размислувања на ниво

Скалирањето на хардверот без скалирање на операциите е начинот на кој профитабилноста на центарот се намалува. Четири оперативни столба го одржуваат здрав еден центар во развој:

1. Еден ЕМС, една вистина.Една единствена платформа за управување со енергија ги агрегира BESS состојбата на полнење, оптоварувањето на полначот, измерената побарувачка и сигналите на мрежата. Фрагментираната контрола меѓу добавувачите е најчестиот начин на дефект на скалираните центри. 2.OCPP 2.0.1 и отворени протоколи.Полначите и складирањето мора да ги изложат контролните и телеметриските интерфејси што му се потребни на EMS. Спецификации за полнење и управување со уреди на OCPP 2.0.1 се практична основа за координација на повеќе средства. 3.Термичко управување како систем од прва класа.Течното ладење и за батериските рамки и за модулите со голема моќност мора да биде дизајнирано во архитектурата, а не прицврстено со завртки. На скала од 960 kW, термичкото намалување на вредноста од дури 10% се претвора во шестцифрени загуби на приходи во текот на една година. 4.Вишок за приходи.На ниво на хаб, еден дефектен полнач е настан што влијае на корисничкото искуство, но дефектниот EMS е прекин на приходите. Распоредете редундантни контролери, поделете ја DC шината низ контејнерите и чувајте резервни модули за напојување на лице место - модулите што може да се заменат со топла вода овозможуваат поправка од дефект од 3 дена за 15 минути.

Најчесто поставувани прашања

1. Како BESS го прави скалабилниот центар за полнење?BESS ја одвојува енергијата за полнење од енергијата за поврзување со мрежата. Операторите додаваат полначи и капацитет на батерии во интервали додека цртаат ограничен профил на мрежата, избегнувајќи надградби на трансформаторите и доцнења во меѓусебното поврзување што нормално го блокираат проширувањето.

2. Кои BESS големини се достапни за главчини со голема моќност?Практичниот спектар се протега од кабинетски единици од 120–300 kWh, преку интегрирани BESS полначи од 200–625 kWh, до контејнерски системи од 800 kWh–2 MWh. Линијата на MIDA ги опфаќа сите три форми на вообичаени платформи со модули за напојување.

3. Може ли да проширам BESS центар без да го прекинам работењето?Да. Модуларните кабинети, контејнерите и модулите за напојување со топла замена овозможуваат додавање капацитет додека локацијата продолжува да се полни. Проширувањето е настан за набавка, а не градежен проект.

4. Колкава големина на мрежен приклучок ми е потребна за центар од 480 kW со BESS?Центар од 480 kW со BESS од 625 kWh–1 MWh обично работи на конекција од 250–400 kVA. Батеријата го снабдува врвниот побарувачки, додека мрежата го покрива просечниот профил.

5. Зошто е неопходно течното ладење на мегаватно ниво?Со моќност од 600 kW–1,5 MW по приклучок, воздушното ладење не може да ја отфрли густината на топлината на електрониката за напојување и батериските рамки. Модулите и каблите што се ладат со течност ја одржуваат номиналната моќност и долготрајноста во услови на висока амбиентална температура - задолжително над моќност на главината од приближно 480 kW.

6. Како да изберам помеѓу кабинети, интегрирани станици и контејнери?Усогласете го факторот на форма со фазата на раст: интегрирани BESS полначи за фазно распоредување во стил на под-системи, кабинети за зголемен капацитет покрај постојните полначи и контејнери за енергетски резерви на ниво на центар и мрежни услуги на ниво од 1 MWh+.

7. Каква улога игра EMS во скалиран центар?EMS е контролната рамнина што ги координира празнењето на батеријата, оптоварувањето на полначот, измерената побарувачка и сигналите на мрежата низ сите средства. Тоа е она што ги прави центрите со повеќе контејнери и повеќе полначи да се однесуваат како еден сигурен систем оптимизиран за приходи, а не како збир од делови.