Орчин үеийн BESS төвүүдэд зориулсан ухаалаг эрчим хүчний менежментийн стратегиуд

Түргэн хариулт

Орчин үеийн батерейны эрчим хүчний хадгалалт (BESS) цэнэглэх төв нь техник хангамжаараа бус, харин эрчим хүчний менежментийн стратеги дээрээ амжилттай эсвэл бүтэлгүйтдэг. Ухаалаг эрчим хүчний менежмент нь батерейг хэзээ цэнэглэх, цэнэглэгчдийн хооронд хэрхэн хуваарилах, оргил ачааллын үед цэнэглэх, ачааллыг шилжүүлэх эсвэл эрэлтийн хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд хэзээ цэнэггүй болгохоо тасралтгүй шийдэхийн тулд талбайн түвшний эрчим хүчний менежментийн системийг (EMS) ашигладаг. Хамгийн өндөр хэмжигдэхүйц нөлөөтэй гурван стратеги нь оргил ачааллын диспетчер, OCPP 2.0.1-ээр дамжуулан цэнэглэгчийн эрчим хүчний динамик хязгаарлалт, тарифын зөрүүг ашигладаг үнэд суурилсан хуваарь юм. Хамтдаа хэрэгжүүлснээр эдгээр нь талбайн эрчим хүчний зардлыг 20-40% бууруулж, цэнэглэгчийг сүлжээний хязгаарлалтаас хамгаалж, ашиглалтын хөтөлбөрүүдээс шинэ орлого бий болгодог. Энэ нийтлэлд EMS-ийн шатлал, гол стратеги, төвийн хэмжээнд автоматжуулалтыг найдвартай болгодог протоколуудыг тайлбарласан болно.

Гол дүгнэлтүүд

• EMS нь батерей, цэнэглэгч, гэрэл цахилгаан болон сүлжээний тарифыг нэг оновчлолын асуудалд холбодог удирдлагын тархи юм.
• Оргил үедээ хусах нь хамгийн өндөр үнэ цэнэтэй стратеги юм: 15 минутын эрэлтийн цонхыг хязгаарлах нь хамгийн том тарифын шугамын зүйлийг бууруулдаг.
• Динамик ачааллын удирдлага (DLM) нь жижиг сүлжээний холболт нь хэт том цэнэглэгч паркуудад үйлчлэх боломжийг олгодог.
• Үнэд суурилсан хуваарь болон эрэлтийн хариу үйлдэл нь хадгалалтыг зөвхөн зардлаас зайлсхийх хэрэгсэл биш харин орлогын хөрөнгө болгон хувиргадаг.
• OCPP 2.0.1, ISO 15118, болон IEC 61851 стандартуудын харилцан ажиллах чадвар нь автоматжуулсан удирдлагын хэлэлцээргүй үндэс суурь юм.

Өнөөдөр цэнэглэх төвийг юу "ухаалаг" болгож байна вэ

Арван жилийн өмнө цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх цэг нь тоолуурт холбогдсон цэнэглэгчдийн цуглуулга байв. Цэнэглэгч бүр тээврийн хэрэгсэлтэй бие даан цахилгааны талаар ярилцаж, цэг нь оргил үедээ хүрсэн оргил үедээ хүрч, оператор сарын эцэст хохирлыг барагдуулдаг байв. Ухаалаг BESS төв нь бүтцийн хувьд өөр: цахилгааны урсгал бүрийг хэмжиж, шийдвэр бүрийг оновчтой болгож, цэг нь нэг хяналттай хөрөнгө шиг ажилладаг.

Ухаалаг төвийн гол онцлогууд нь:

1. Бодит цагийн хэмжилтталбайн ачаалал, батерейны цэнэгийн төлөв (SoC), цэнэглэгчийн хүч, болон - шаардлагатай бол - фотоэлектрик үүсгүүр. 2.Урьдчилан таамаглахтээврийн хэрэгслийн эрэлт, нарны эрчим хүчний гаралт болон тарифын цонх. 3.Оновчлолбиет болон гэрээний хязгаарлалтын хүрээнд хамгийн бага зардал эсвэл хамгийн өндөр орлогыг шийддэг. 4.Гүйцэтгэлцэнэглэгч, батерейны PCS болон сүлжээний холболтын цэг рүү хяналтын дохио илгээдэг. 5.Дагаж мөрдөхсүлжээний холболтын гэрээ, тоолуурын дүрэм, кибер аюулгүй байдлын шаардлагуудтай холбоотой.

Эдгээр чадваргүй төв нь зүгээр л илүү том цэнэглэгч ферм юм. Тэдгээрийн тусламжтайгаар энэ нь оператор нь байгууламжид жигд ачааллын профайл амлаж, түүнийгээ хүргэж чадах эрчим хүчний хөрөнгө болж хувирдаг.

Түргэн тусламжийн үйлчилгээний шатлал: Талбайн хянагч, Цэнэглэгчийн сүлжээ, Торны ирмэг

Ухаалаг эрчим хүчний менежмент нь гурван давхаргад ажилладаг бөгөөд хамгийн сайн хэрэгжилт нь гурвууланг нь зохицуулсан байлгадаг:

1-р давхарга — Талбайн хянагч (EMS).Яаралтай тусламжийн алба (ЯБХ) нь шийдвэр гаргагч юм. Энэ нь тарифын мэдээлэл, батерейны эрүүл мэндийн параметрүүд, цэнэглэгчийн төлөв байдал, урьдчилсан оролтыг хүлээн авч, дараа нь диспетчерийн төлөвлөгөөг нийтэлдэг: батерейны цэнэг/цэнэггүйдлийн тохируулсан цэгүүд, цэнэглэгч тус бүрийн эрчим хүчний хязгаар, сүлжээнд импортлох зорилтууд. Арилжааны ЯБХ-ны платформууд зах зээлийн хэлбэлзлээс хамааран энэ төлөвлөгөөг 1-15 минут тутамд шинэчилдэг.

2-р давхарга — Цэнэглэгчийн сүлжээ.Цэнэглэгч нь төлөвлөгөөг OCPP-ээр дамжуулан гүйцэтгэдэг. OCPP 2.0.1 хувилбарт EMS нь цэнэглэх сесс бүрт бодит цаг хугацаанд динамик тэжээлийн хязгаарыг тогтоож, сайтыг хязгаартаа байлгахын тулд бие даасан сессүүдийг хязгаарлаж чаддаг. Энэ нь 500 кВА холболтыг 960 кВт-ын хүчин чадалтай төв болгон хувиргадаг механизм юм: цэнэглэгч нь батерей цэнэггүй болоход бүрэн хүчин чадлаар ажилладаг бөгөөд цэнэггүй болоход нарийсдаг.

3-р давхарга — Торны ирмэг.Холболтын цэг нь тоолуурын өгөгдлийг мэдээлдэг бөгөөд ухаалаг сүлжээний хөтөлбөрүүдэд эрэлтийн хариу арга хэмжээ, хүчин чадлын дуудлага худалдаа эсвэл ашиглалтын хугацааны үнийн импульс гэх мэт гадаад дохиог хүлээн авдаг. БОМС нь эдгээрийг оновчлолдоо хязгаарлалт эсвэл үнийн оролт гэж үздэг.

Зайлсхийх ёстой алдааны горим бол чимээгүй удирдлага юм: хэрэв батерейг нэг үйлдвэрлэгч, цэнэглэгчийг нөгөө нь, фотоэлектрик цэнэглэгчийг гуравдагч нь удирддаг бол ганц оновчлогч байхгүй. Тийм ч учраас яаралтай тусламжийн машиныг батерей болон цэнэглэгчтэй хамт илгээдэг нэгдсэн [BESS цэнэглэх станц](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) платформууд нь газар дээр нь бэхэлсэн хамгийн сайн чанарын стекүүдээс илүү сайн үр дүнг өгдөг.

Ачааллын менежмент: Оргил үед сахал хусах болон ачааллыг шилжүүлэх

BESS төвийн эрчим хүчний менежментийн хоёр ажлын стратеги нь оргил ачааллыг бууруулах болон ачааллыг шилжүүлэх явдал юм. Эдгээр нь ихэвчлэн төөрөлддөг боловч тарифын өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг чиглүүлдэг.

Оргил үедээ сахлаа хусахТус газрын сүлжээний хамгийн ихдээ 15 минутын эрэлтийг хязгаарладаг. Яаралтай тусламжийн систем нь эргэлдэх эрэлтийн цонхыг хянадаг; төлөвлөсөн оргил цэг хязгаарт хүрэхэд шаардлагатай хүчээр батерейг цэнэггүй болгодог. Үүний давуу тал нь эрэлтийн цэнэгээс зайлсхийх явдал бөгөөд энэ нь ихэвчлэн цэнэглэх талбайн төлбөрийн хамгийн том хянаж болох зардал юм. 1.2 МВт-ын оргил цэг болон 15 ам.долларын/кВт тарифтай төв дээр 300 кВт-ыг багасгах нь жилд 54,000 ам.доллар хэмнэдэг.

Ачааллын шилжилтэрчим хүчний хэрэглээг цаг хугацааны явцад шилжүүлдэг. Батерей нь оргил ачааллын бус цагаар (эрчим хүч $0.03–$0.06/кВт.ц байх үед) цэнэглэгдэж, оргил ачааллын үед (эрчим хүч $0.15–$0.30/кВт.ц байх үед) цэнэглэгчийг тэжээдэг. Үүний давуу тал нь эрчим хүчний зардлыг бууруулахаас гадна зарим зах зээл дээр арбитрын орлого олох явдал юм.

Доорх хүснэгтэд стратегийг зорилго, хяналтын өдөөгч болон ердийн хэмнэлтээр нь харьцуулсан болно.

Сайн тохируулсан Яаралтай тусламжийн алба нь эдгээрийн хэд хэдэнийг нэгэн зэрэг ажиллуулдаг: оргил үеийг бууруулах, тарифын цонхоор ачааллыг шилжүүлэх, үнэ тохиромжтой үед DR үйл явдлуудад хариу үйлдэл үзүүлэх.

Эрэлтийн хариу үйлдэл ба V2G: Сүлжээний хөрөнгө болгон хадгалах сан

Тоолуураас гадна BESS төв нь уян хатан байдлын төлбөрийг төлдөг сүлжээний үйлчилгээнд оролцож болно. Эрэлтийн хариу арга хэмжээ (DR) хөтөлбөрүүд нь сүлжээнд ачаалал ихтэй үед хэрэглээг багасгах эсвэл эрчим хүч экспортлохын тулд сайтуудад төлбөр төлдөг. Дөрвөн цагийн турш ачааллыг бууруулж чаддаг 240 кВт-ын хүчин чадалтай BESS нь бараг 1 МВт.ц диспетчерийн уян хатан байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд идэвхтэй DR зах зээл дээр жилд 12,000-36,000 ам.долларын үнэтэй юм.

Тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд (V2G) холболт нь ачааны машин эсвэл автобусны паркт өөрт нь ижил логикийг өргөжүүлдэг. Хоёр чиглэлтэй цэнэглэгч болон ISO 15118 стандартыг дэмждэг тээврийн хэрэгслийн тусламжтайгаар депо нь зогсоол дээрх тээврийн хэрэгслийн батерейг виртуал цахилгаан станц болгон нэгтгэж болно. Үүнийг ажиллуулахад илүү төвөгтэй - паркийн бэлэн байдлын хязгаарлалтыг хүндэтгэх ёстой - гэхдээ энэ нь хамгийн их ашиглагдаагүй хөрөнгийг (зогсоол дээрх паркийн батерей) орлого болгон хувиргадаг. Ихэнх операторууд оргил ачааллын дараа V2G-г ашигладаг бөгөөд DR нь тээврийн хэрэгслийн талын хамтын ажиллагаа шаарддаггүй тул батлагдсан.

Хиймэл оюун ухаанд суурилсан хуваарь ба урьдчилан таамаглах хяналт

Статик дүрэмд суурилсан яаралтай тусламжийн систем буюу "16:00-21:00 цагийн хооронд цэнэглэх" нь бодит ачаалал болон үнэ өдрөөс өдөрт өөрчлөгдөж байдаг тул мөнгөө үрэхгүй орхидог. Урьдчилан таамаглах хяналт нь урьдчилсан мэдээг нэмдэг: яаралтай тусламжийн систем нь маргаашийн флотын телематикийн цэнэглэх эрэлт, цаг агаарын мэдээллээс нарны эрчим хүчний гарц, тарифын хуанлиас үнийг урьдчилан таамаглаж, дараа нь батерейны төлөвлөгөөг бүхэл бүтэн давхрагад оновчтой болгодог.

Машин сургалтын сайжруулалтууд цаашлаад сайтын долоо хоногийн хэв маягийг сурч, диспетчерийн бодлогыг автоматаар өөрчлөх замаар явагддаг. Үйл ажиллагааны төвүүдийн хэмжигдэхүйц үр дүнд дараахь зүйлс орно.

• 10–20% нэмэлт зардлыг бууруулахбатерейны мөчлөгийн илүү сайн цаг хугацаанаас эхлээд дүрэмд суурилсан диспетчерийн дээгүүр;
• Киловатт-цагийн ашиглалт тутамд батерейны цикл цөөн байна, цэнэг алдалтын чадлыг бодит ачаалалтай тохируулснаар мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг уртасгах;
• Оргил ачааллын дээд хязгаарын шаардлагыг сайжруулсанхэвийн бус өдрүүдэд (баяр ёслол, халуун өдөр, үйл явдал) дүрэм зөрчигддөг.

Цаг хугацаа муутай нэг мөчлөг нь хэдэн зуун долларын алдагдал, эрэлтийн хэтрэлтээс үүдэлтэй [2 МВт.цаг 960 кВт мегаватт BESS цэнэглэх станц](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/)-ийн хувьд урьдчилан таамаглах хяналт нь тансаглал биш, харин үйл ажиллагааны стандарт юм.

Протоколын харилцан үйлчлэл: OCPP 2.0.1 болон ISO 15118

Дээр дурдсан ухаалаг стратеги бүр яаралтай тусламжийн алба цэнэглэгч болон тээврийн хэрэгсэлтэй нийтлэг хэлээр ярихаас хамаарна. Энэ хэлийг гурван протокол тодорхойлдог:

• OCPP 2.0.1— цэнэглэгчээс арын төгсгөл хүртэлх стандарт. Үүний SmartCharging функц нь EMS-д сесс бүрийн тэжээлийн хязгаар, гүйлгээний хяналт, төхөөрөмжийн удирдлагыг алсаас тохируулах боломжийг олгодог. Илүү сайн аюулгүй байдал (TLS), алдааг илүү сайн зохицуулах, ухаалаг цэнэглэх чадварын ачаар шинэ төвүүдийн хувьд OCPP 1.6J-ийг орлодог.
• ISO 15118— тээврийн хэрэгслээс цэнэглэгч рүү холбох стандарт. Plug & Charge нь тээврийн хэрэгслийг баталгаажуулдаг бөгөөд уг протокол нь тээврийн хэрэгслийн батерейны төлөв байдал болон цэнэглэх хязгаарлалтыг яаралтай тусламжийн системд дамжуулдаг бөгөөд тогтмол тарифаар цэнэглэхээс илүүтэй үнэхээр оновчтой сессүүдийг идэвхжүүлдэг.
• IEC 61851— орчин үеийн цэнэглэгч бүр хэрэгжүүлдэг, OCPP болон ISO 15118 стандартуудаар өргөждөг EVSE дохиоллын үндсэн стандарт.

Худалдан авалтын үеэр гурвыг нь зааж өгөх нь төвийн эзэмшигчийн худалдаж авах боломжтой хамгийн хямд даатгалын бодлого юм. Энэ нь [Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дэд бүтцийн BESS](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/)-ийг орчин үеийн ямар ч яаралтай тусламжийн систем ажиллуулж, ирээдүйн DR хөтөлбөрт нэгдэж, адаптерийн тойрон гарах арга замгүйгээр ямар ч OEM-ээс тээврийн хэрэгслийг хүлээн авах боломжтой гэдгийг баталгаажуулдаг.

Дүгнэлт

Ухаалаг эрчим хүчний менежмент нь BESS төвийг батерейны овоолгоос ялгаж салгадаг зүйл юм. Оргил ачааллын менежментийн логик, динамик ачааллын менежмент, тарифын мэдлэгтэй хуваарь, нээлттэй протоколоор зэвсэглэсэн EMS нь цэнэглэгч бүрийг тэжээж байхын зэрэгцээ хадгалах санг зардлыг бууруулж, орлогын машин болгон хувиргадаг. Операторууд бүрэлдэхүүн хэсгийн худалдан авалтаас илүү нэгдсэн платформыг нэн тэргүүнд тавьж, OCPP 2.0.1 болон ISO 15118 дээр стандартчилж, арбитраж, DR, эцэст нь V2G-д давхарлахаасаа өмнө оргил ачааллаас эхлэх хэрэгтэй. Стратегийн стек нь батлагдсан, хэмжигдэхүйц бөгөөд тарифын орчиндоо амьд үлддэг цэнэглэгч болон түүндээ цэцэглэн хөгжиж буй цэнэглэгчийн хоорондох ялгаа улам бүр нэмэгдэж байна.

Түгээмэл асуултууд

1. BESS цэнэглэх төвд яаралтай тусламжийн машин үнэндээ юу хийдэг вэ?Яаралтай тусламжийн систем нь батерейг хэзээ цэнэглэх, цэнэглэгч бүр хэр их цэнэг авах, хэзээ цэнэггүй болгохоо тасралтгүй шийддэг бөгөөд тарифын цонх, сүлжээний хязгаарлалт, тээврийн хэрэгслийн эрэлт хэрэгцээнд тохируулан оновчтой болгодог. Энэ нь төвийн програм хангамжийн тархи юм.

2. Ухаалаг эрчим хүчний менежмент нь цэнэглэх цэг дээр хэр их хэмнэлт гаргах вэ?Ердийн үр дүн нь нийт эрчим хүчний зардал 20-40% буурч, эрэлтийн төлбөр 30-50%, ачааллын шилжилтээс эрчим хүчний зардал 10-25% буурдаг. Тарифын түрэмгий байдлаас шалтгаалан хэмнэлт нэмэгддэг.

3. Оргил үед хусах болон ачааллын шилжилтийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?Сахлын оргил үе нь эрэлтийн төлбөрийг бууруулахын тулд хамгийн өндөр 15 минутын торны таталтыг хязгаарладаг; ачааллын шилжилт нь эрчим хүчний төлбөрийг бууруулахын тулд эрчим хүчний хэрэглээг хямд тарифын цонх руу шилжүүлдэг. Хоёулаа батерей ашигладаг боловч төлбөрийн өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шийддэг.

4. Надад OCPP 2.0.1 хэрэгтэй юу, эсвэл 1.6J хангалттай юу?OCPP 2.0.1 хувилбарыг шинэ төвүүдэд маш их зөвлөж байна: энэ нь TLS аюулгүй байдал, ухаалаг цэнэглэлт болон төхөөрөмжийн илүү сайн менежментийг нэмдэг. OCPP 1.6J нь шинэчлэлтүүдэд тохиромжтой хэвээр байгаа ч ирээдүйн автоматжуулалт болон DR оролцоог хязгаарладаг.

5. Динамик ачааллын удирдлага нь цэнэглэгчийг хэрхэн томруулах боломжийг олгодог вэ?Яаралтай тусламжийн систем нь сүлжээний холболтын хязгаарт талбайн нийт чадлыг хязгаарлаж, сессүүдийг эрэмбэлдэг тул 500 кВА холболт нь 960 кВт цэнэглэгчийг багтаах боломжтой бөгөөд нийт цэнэглэгч хязгаараас хэтрэхгүй л бол тус бүр нь бүрэн хүчин чадлаараа ажилладаг.

6. BESS төв нь эрэлтийн хариу урвалаас мөнгө олж чадах уу?Тийм ээ, нэгтгэх боломжтой үед. 240 кВт-ын батерей нь дөрвөн цагийн хугацаанд ~1 МВт.ц эрчим хүч алдаж, идэвхтэй DR зах зээл дээр жилд нэг кВт тутамд 50-150 долларын ашиг олох боломжтой.

7. Өнөөдөр автопаркийн депоуудад тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд холбогдох нь практик уу?Хоёр чиглэлтэй цэнэглэгч болон ISO 15118 стандартын шаардлага хангасан тээврийн хэрэгслийн хэрэглээ нэмэгдэж байгаа ч энэ нь үйл ажиллагааны нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Ихэнх операторууд оргил ачааллын дараа V2G-г байрлуулж, зогсоолд байгаа паркийн батерейг BESS-ийн өргөтгөл гэж үздэг.