Паметни стратегии за управување со енергија за модерни BESS центри

Брз одговор

Современиот центар за полнење со складирање на енергија во батерии (BESS) успева или не успева во својата стратегија за управување со енергија, а не во својот хардвер. Паметното управување со енергија користи систем за управување со енергија (EMS) на ниво на локација за континуирано да одлучува кога да се полни батеријата, како да се распредели енергијата меѓу полначите и кога да се празне за намалување на врвните напојувања, префрлање на оптоварувањето или одговор на побарувачката. Трите стратегии со најголемо мерливо влијание се диспечерски систем со намалување на врвните напојувања, динамичко ограничување на моќноста на полначот преку OCPP 2.0.1 и распоред базиран на цени што ги користи тарифните распони. Имплементирани заедно, тие ги намалуваат трошоците за енергија на локацијата за 20-40%, ги заштитуваат полначите од ограничувањата на мрежата и создаваат нови приходи од комуналните програми. Оваа статија ја објаснува хиерархијата на EMS, основните стратегии и протоколите што ја прават автоматизацијата сигурна на ниво на центар.

Клучни заклучоци

• EMS е контролниот мозок што ги поврзува батериите, полначите, фотоволтаиците и мрежните тарифи во еден проблем за оптимизација.
• Намалувањето на максималната потрошувачка е стратегијата со највисока вредност: ограничувањето на 15-минутниот прозорец на побарувачката ја намалува најголемата тарифна ставка.
• Динамичкото управување со оптоварувањето (DLM) овозможува мала мрежна врска да опслужува преголеми флоти на полначи.
• Распоредот базиран на цена и одговорот на побарувачката го претвораат складирањето во приходна актива, а не само алатка за избегнување на трошоци.
• Интероперабилноста според OCPP 2.0.1, ISO 15118 и IEC 61851 се неспорна основа на автоматизираната контрола.

Што го прави центарот за полнење „паметен“ денес

Пред десет години, местото за полнење електрични возила беше збир на полначи поврзани со метар. Секој полнач самостојно договараше енергија со возилото, местото го достигнуваше својот врв, а операторот ја усогласуваше штетата на крајот од месецот. Паметниот BESS центар е структурно различен: секој проток на енергија се мери, секоја одлука е оптимизирана и местото се однесува како единствен контролиран ресурс.

Дефинитивните можности на еден паметен центар се:

1. Мерење во реално времеоптоварување на локацијата, состојба на полнење на батеријата (SoC), моќност на полначот и - каде што е применливо - производство на фотоволтаични панели. 2.Прогнозирањена побарувачката на возила, производството на сончева енергија и тарифните прозорци. 3.Оптимизацијашто решава за најниска цена или највисок приход во рамките на физичките и договорните ограничувања. 4.Извршувањешто испраќа контролни сигнали до полначите, PCS-от на батеријата и точката за меѓусебно поврзување со мрежата. 5.Усогласеностсо договори за поврзување со мрежата, правила за мерење и барања за сајбер безбедност.

Центар без овие можности е едноставно поголема фарма за полначи. Со нив, тој станува енергетски ресурс чиј оператор може да ѝ вети на компанијата рамен профил на оптоварување и да го испорача.

Хиерархија на EMS: Контролер на локација, мрежа за полначи, раб на мрежата

Паметното управување со енергија работи на три вгнездени слоеви, а најдобрите имплементации ги одржуваат сите три координирани:

Слој 1 — Контролер на локацијата (EMS).EMS е оној кој донесува одлуки. Тој внесува податоци за тарифите, параметрите за здравјето на батериите, состојбата на полначите и прогнозните влезни податоци, а потоа објавува план за диспечерски услуги: зададени точки за полнење/празнење на батериите, ограничувања на моќноста по полнач и цели за увоз на електрична мрежа. Комерцијалните EMS платформи го освежуваат овој план на секои 1–15 минути, во зависност од нестабилноста на пазарот.

Слој 2 — Мрежа на полначи.Полначите го извршуваат планот преку OCPP. Во OCPP 2.0.1, EMS може да постави динамички ограничувања на моќноста на секоја сесија за полнење во реално време, ограничувајќи ги поединечните сесии за да ја задржи локацијата во рамките на својот лимит. Ова е механизмот што ја претвора врската од 500 kVA во центар со капацитет од 960 kW: полначите работат со полн капацитет кога батеријата се празни, а се намалуваат кога не се празни.

Слој 3 — Раб на мрежата.Точката за интерконекција ги пријавува податоците од броилата и, во програмите за паметни мрежи, прима надворешни сигнали - настани за одговор на побарувачката, аукции на капацитет или пулсирања на цените во времето на користење. EMS ги третира овие како ограничувања или влезни податоци за цените во својата оптимизација.

Режимот на дефект што треба да се избегне е контрола во изолација: ако батеријата ја управува еден добавувач, полначите од друг, а PV од трет, не постои единствен оптимизатор. Затоа интегрираните платформи [BESS станица за полнење](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) - каде што EMS се испорачува со батеријата и полначите - постојано испорачуваат подобри резултати од најдобрите полначи поврзани на лице место.

Управување со оптоварување: Намалување на врвовите и поместување на оптоварувањето

Двете стратегии за управување со енергијата во центарот на BESS се намалување на врвните вредности и префрлање на оптоварувањето. Тие често се мешаат, но се насочени кон различни компоненти на тарифата.

Врвно бричењего ограничува максималното 15-минутно побарување на мрежата на локацијата. EMS го следи променливиот прозорец на побарувачката; кога проектираниот врв се приближува до ограничувањето, ја празни батеријата со потребната моќност. Придобивката е избегнување на полнење на побарувачката - обично најголемиот контролиран трошок на сметката на локацијата за полнење. Во центар со врв од 1,2 MW и тарифа од 15 долари/kW, намалувањето на 300 kW заштедува 54.000 долари годишно.

Префрлање на товарја менува потрошувачката на енергија низ времето. Батеријата се полни вон шпиц часовите (кога енергијата е 0,03–0,06 долари/kWh) и ги напојува полначите во шпиц часовите (кога енергијата е 0,15–0,30 долари/kWh). Придобивката е намалување на трошоците за енергија плус, на некои пазари, приходи од арбитража.

Табелата подолу ги споредува стратегиите според целта, контролниот тригер и типичното штедење:

Добро подесен EMS извршува неколку од овие системи истовремено: намалување на врвот на оптоварувањето, префрлање на оптоварувањето низ тарифните прозорци и реагирање на DR настани кога цената е соодветна.

Одговор на побарувачката и V2G: Складирање како мрежен ресурс

Освен броилото, BESS центарот може да учествува во мрежни услуги кои плаќаат за флексибилност. Програмите за одговор на побарувачката (DR) им плаќаат на локациите за да ја намалат потрошувачката - или да извезат енергија - кога мрежата е оптоварена. BESS систем со капацитет од 240 kW што може да го намали оптоварувањето четири часа претставува речиси 1 MWh флексибилност за диспечење, во вредност од 12.000 до 36.000 долари годишно на активните DR пазари.

Поврзувањето возило-до-мрежа (V2G) ја проширува истата логика на самиот возен парк на камиони или автобуси. Со двонасочни полначи и возила овозможени со ISO 15118, депото може да ги агрегира батериите на паркираните возила како виртуелна електрана. Ова е посложено за работа - мора да се почитуваат ограничувањата за достапност на возен парк - но го претвора најголемиот недоволно искористен имот (батерии на паркирана возна флота) во приход. Повеќето оператори го вклучуваат V2G по бришењето на врвните вредности и докажаните DR, бидејќи тие не бараат соработка од страна на возилото.

Закажување базирано на вештачка интелигенција и предикативна контрола

Статичкиот EMS базиран на правила - „празнење од 16:00 до 21:00 часот“ - остава пари на маса бидејќи реалните оптоварувања и цени варираат од ден на ден. Предвидливата контрола додава прогноза: EMS ја предвидува утрешната побарувачка за полнење од телематиката на флотата, производството на сончева енергија од временските податоци и цените од тарифните календари, а потоа го оптимизира планот за батерии низ целиот хоризонт.

Подобрувањата на машинското учење одат понатаму, учејќи ги неделните шеми на локацијата и автоматски прилагодувајќи ја политиката за диспечирање. Мерливите резултати во оперативните центри вклучуваат:

• Дополнително намалување на трошоците од 10–20%преку испраќање базирано на правила, од подобро темпирање на циклусите на батеријата;
• Помалку циклуси на батеријата по киловат-час што се користи, продолжување на животниот циклус со усогласување на моќноста на празнење со реалното оптоварување;
• Подобрена усогласеност со максималниот лимитза време на абнормални денови (празници, топлотни бранови, настани) што правилата ги пропуштаат.

За [станица за полнење BESS од 2 MWh и 960 kW мегават] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/), каде што еден лошо темпиран циклус може да чини стотици долари во деградација плус пречекорување на побарувачката, предикативната контрола не е луксуз - таа е оперативен стандард.

Интероперабилност на протоколот: OCPP 2.0.1 и ISO 15118

Секоја паметна стратегија опишана погоре зависи од тоа што EMS зборува заеднички јазик со полначите и возилата. Три протоколи го дефинираат тој јазик:

• OCPP 2.0.1— стандардот од полнач до бекенд. Неговата функционалност SmartCharging му овозможува на EMS да поставува ограничувања на моќноста по сесија, контроли на трансакции и управување со уреди од далечина. Го заменува OCPP 1.6J за нови хабови поради подобра безбедност (TLS), подобро справување со грешки и природно паметно полнење.
• ISO 15118— стандардот „возило-полнач“. „Вклучи и наполни“ го автентицира возилото, а протоколот ги пренесува состојбата на батеријата на возилото и ограничувањата за полнење до EMS, овозможувајќи навистина оптимизирани сесии наместо полнење со фиксна стапка.
• IEC 61851— основниот стандард за сигнализација EVSE што го имплементира секој современ полнач, а кој го прошируваат OCPP и ISO 15118.

Специфицирањето на сите три при набавката е најевтината полиса за осигурување што сопственикот на центар може да ја купи. Таа гарантира дека [BESS за инфраструктура за електрични возила](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) може да се управува од кој било современ EMS, може да се приклучи на идните програми за управување со возила (DR) и може да прифати возила од кој било производител на оригинална опрема (OEM) без заобиколување на адаптери.

Заклучок

Паметното управување со енергијата е она што го разликува BESS центарот од куп батерии. EMS - вооружен со логика за намалување на врховни потроби, динамичко управување со оптоварувањето, распоред свесен за тарифите и отворени протоколи - го претвора складирањето во машина за намалување на трошоците и приходи, а воедно ги одржува напојувани сите полначи. Операторите треба да ја дадат приоритет на интегрираната платформа пред купувањето компоненти, да стандардизираат на OCPP 2.0.1 и ISO 15118 и да започнат со намалување на врховни потроби пред да вметнат арбитража, DR и на крајот V2G. Стратешкиот стек е докажан, мерлив и сè повеќе претставува разлика помеѓу место за полнење кое преживува во својата тарифна средина и место кое напредува во неа.

Најчесто поставувани прашања

1. Што всушност прави EMS во BESS центар за полнење?EMS континуирано одлучува кога да ја полни батеријата, колку енергија може да троши секој полнач и кога да ја празни - оптимизирајќи според тарифните прозорци, ограничувањата на мрежата и побарувачката на возила. Тоа е софтверскиот мозок на центарот.

2. Колку може да заштеди паметното управување со енергија на место за полнење?Типични резултати се 20–40% пониски вкупни трошоци за енергија, со намалување на трошоците за побарувачка од 30–50% и намалување на трошоците за енергија од 10–25% поради префрлање на оптоварувањето. Заштедите се зголемуваат со агресивност на тарифите.

3. Која е разликата помеѓу намалување на врвните вредности и поместување на оптоварувањето?Peak bripping го ограничува највисокото 15-минутно трошење на електричната мрежа за да се намалат трошоците за побарувачка; префрлањето на оптоварувањето ја поместува потрошувачката на енергија кон поевтини тарифни прозорци за да се намалат трошоците за енергија. И двата користат батерија, но решаваат различни компоненти на сметките.

4. Дали ми е потребен OCPP 2.0.1 или ми е доволно 1.6J?OCPP 2.0.1 се препорачува за нови хабови: додава TLS безбедност, вградено паметно полнење и подобро управување со уреди. OCPP 1.6J останува во ред за ретрофитирање, но ја ограничува идната автоматизација и учеството во DR.

5. Како динамичкото управување со оптоварувањето ми овозможува да ги преголемам полначите?EMS ја ограничува вкупната моќност на локацијата на ограничувањето за поврзување со мрежата и ги дава приоритет на сесиите, така што поврзувањето од 500 kVA може да прими 960 kW полначи - секој од нив работи со полна моќност сè додека вкупната моќност останува под ограничувањето.

6. Може ли еден BESS центар да заработи пари од одговор на побарувачката?Да, каде што е достапно агрегирање. Батерија од 240 kW може да изгуби ~1 MWh за време на четиричасовен настан, заработувајќи 50–150 долари по kW-годишно на активните пазари за DR.

7. Дали поврзувањето возило-мрежа е практично во депоата на возниот парк денес?Сè повеќе, со двонасочни полначи и возила ISO 15118, но тоа додава оперативна сложеност. Повеќето оператори распоредуваат V2G по бришењето на врвното истекување и воспоставувањето на DR, третирајќи ги паркираните батерии на возен парк како продолжение на локацијата BESS.