Ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх техникийн архитектур: Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт ба BESS оновчлол

Ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх цогц техникийн архитектур: Дэвшилтэт хяналтын гогцоо, орон нутгийн үүлэн интеграцчлал, фотоэлектрик болон BESS ашиглан олон эрчим хүчний оновчлол, том хэмжээний урьдчилан таамаглах сүлжээний тогтвортой байдлын менежментээр дамжуулан динамик ачааллын тэнцвэрийг эзэмших.

Бүлэг 1: Ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх танилцуулга ба динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт (DLB)-ийн хэрэгцээ

Цахилгаан хөдөлгөөнд шилжих дэлхий нийтийн шилжилт нь захын чиг хандлага биш, харин тээврийн салбарын декабордингийн гол тулгуур болсон. Сая сая дотоод шаталтын хөдөлгүүртэй (ICE) тээврийн хэрэгслийг цахилгаан тээврийн хэрэгслээр (EV) сольж байгаа тул цахилгаан эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээ шингэн түлшнээс цахилгаан сүлжээнд шилжиж байна. Энэхүү парадигмын өөрчлөлт нь олон тохиолдолд хэдэн арван жилийн өмнө зохион бүтээгдсэн цахилгаан дэд бүтцийн хувьд асар том сорилт болж байна. EV цэнэглэлтийн завсарлагатай, өндөр хүчин чадал нь орон нутгийн сүлжээний түгжрэл, трансформаторын эвдрэл, эцэст нь нарийвчлалтайгаар удирдаагүй тохиолдолд сүйрлийн эвдрэлд хүргэж болзошгүй юм.

Ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх нь хөдөлгөөнт байдлын өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээ болон цахилгаан эрчим хүчний сүлжээний физик хязгаарлалтын хоорондох технологийн гүүрийг илэрхийлдэг. Үндсэндээ ухаалаг цэнэглэлт нь оюун ухаантай холбоотой бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгслийг хэзээ, ямар хурдаар, ямар тэргүүлэх чиглэлд цэнэглэх ёстойг мэдэх явдал юм. Гэсэн хэдий ч энэхүү оюун ухааны давхаргын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт (DLB) юм.

Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт гэдэг нь тухайн талбайн цахилгааны хүчин чадлыг тасралтгүй хянаж, уг эрчим хүчийг идэвхтэй цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгчдэд бодит цаг хугацаанд хуваарилах үйл явц юм. DLB байхгүй бол барилга эсвэл цэнэглэх станц нь оргил ачааллын "хамгийн муу тохиолдол"-оос шалтгаалан статик хязгаарт ажиллахаас өөр аргагүй болно. Энэ нь асар их үр ашиггүй байдалд хүргэдэг: талбай нь тоног төхөөрөмж дутмаг байгаа нь хэрэглэгчдийг удаан цэнэглэхэд хүргэдэг, эсвэл долоо хоногт хэдхэн цагийн турш тохиолддог онолын оргил ачааллыг зохицуулахын тулд маш үнэтэй дэд бүтцийн шинэчлэлт шаарддаг.

DLB-ийн хэрэгцээ нь гурван үндсэн хөдөлгөгч хүчнээс үүдэлтэй:

1. Дэд бүтцийн хадгалалт: Үндсэн хэлхээний таслуурууд эвдрэхээс сэргийлж, трансформаторуудыг хэт халалтаас хамгаална.
2. Эдийн засгийн үр ашигӨндөр эрэлтийн төлбөр болон үйлчилгээний самбар эсвэл орон нутгийн түгээлтийн сүлжээг шинэчлэхэд гарах өндөр зардлаас зайлсхийх.
3. Хэрэглэгчийн сэтгэл ханамж: Боломжит киловатт-цаг хүчин чадлыг ухаалгаар ашигласнаар бүх хэрэглэгчдийн цэнэглэх хурдыг хамгийн их байлгах.

Энэхүү гүнзгий техникийн судалгаанд бид цахилгаан электроникийг удирддаг миллисекундын түвшний хяналтын гогцооноос эхлээд мянга мянган цэнэглэх цэгүүдийн үүлэн дээр суурилсан зохион байгуулалт хүртэл DLB-ийн механикийг задлан шинжлэх болно. Бид DLB нь Фотовольтаик (PV) болон Батерейны Эрчим Хүч Хадгалах Систем (BESS) зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүдтэй нэгтгэгдсэн үед хэрхэн хөгжиж байгааг, мөн урьдчилан таамаглах загварчлал нь томоохон хэмжээний цэнэглэх төвүүдэд сүлжээний хэлбэлзлийг урьдчилан таамаглах боломжийг хэрхэн олгодогийг судлах болно. Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь зөвхөн хэрэглэгч биш, харин тархсан эрчим хүчний нөөц болох ирээдүй рүү шилжих тусам DLB-ийн нарийн ширийн зүйлийг ойлгох нь инженерүүд, хот төлөвлөгчид болон эрчим хүчний ханган нийлүүлэгчдийн хувьд хамгийн чухал юм.

Бүлэг 2: Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн үндсэн зарчмууд

DLB хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд эхлээд "Статик" хувилбарыг ойлгох хэрэгтэй. Статик ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн орчинд цэнэглэгч бүрт тогтмол хэмжээний гүйдэл хуваарилагддаг. Жишээлбэл, хэрэв байгууламж 100А хязгаартай, 5 цэнэглэгчтэй бол тус бүр нь 20А-аар хязгаарлагдаж болно. Хэрэв зөвхөн нэг машин цэнэглэж байвал ердөө 20А гүйдэл авч, боломжтой хүчин чадлын 80А-г үрэн таран хийдэг. Үүний эсрэгээр, хэрэв бүх 5 машин цэнэглэж байгаа бөгөөд хэн нэгэн барилга доторх өндөр хүчин чадалтай HVAC системийг асаавал нийт ачаалал 100А-аас хэтэрч, цахилгаан тасарч болзошгүй.

DLB нь энэхүү хатуу хуваарилалтыг шингэн, хариу үйлдэл үзүүлдэг системээр сольдог. Үндсэн зарчим нь "Нийт боломжтой багтаамж" болон "Идэвхтэй цэнэглэх эрэлт"-ийн хоорондох эргэх холбооны давталт юм.

Математикийн сан

Хамгийн энгийнээр хэлбэл DLB-г дараах тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.P_available_for_EVs(t) = P_нийт_хязгаар – P_non_EV_loads(t)

Хаана:

• Нийт_хязгаарлалтнь тухайн талбайн физик буюу гэрээний хязгаар юм.
• P_non_EV_loads(t)гэдэг нь ухаалаг тоолуураар хэмжигддэг гэрэл, машин механизм, цахилгаан шат гэх мэтийн бодит цагийн хэрэглээ юм.
• P_ашиглах_боломжтой_EV(t)нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хооронд аюулгүй хуваарилж болох үлдсэн хүч юм.

Систем хэрхэн хуваарилахаа шийдэх ёстой үед нарийн төвөгтэй байдал үүсдэгP_ашиглах_боломжтой_EV(t)дундNцэнэглэгч. Энэхүү түгээлтийг дараах алгоритмуудаар зохицуулдаг:

• Хариуцлагын муж (SoC)Бараг цэнэггүй болсон машинд илүү өндөр давуу эрх олгож магадгүй.
• Хөдлөх цагШөнөжин зогссон машиныг удаан цэнэглэж болох бол хурдан цэнэглэх шаардлагатай машиныг нэмэгдүүлнэ.
• Фазын тэнцвэржүүлэлтГурван фазын системд DLB нь нэг фаз хэт ачаалалгүй байхыг баталгаажуулах ёстой бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй шилжүүлэлтийн логик эсвэл фазыг мэдэрдэг тархалтыг шаарддаг даалгавар юм.

Мэдрэх ба Хэмжилт

DLB-ийн нарийвчлал нь хүлээн авсан өгөгдлийн чанараас бүрэн хамаардаг. Үүнд ихэвчлэн гүйдлийн трансформаторууд (CTs) эсвэл нийтлэг холболтын цэгт (PCC) суурилуулсан тусгай ухаалаг тоолуурууд багтдаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь DLB хянагчийг барилгын ачааллын гэнэтийн огцом өсөлтөд (жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн мотор асах үед) хэдхэн секундын дотор хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд гол таслуур ажиллахаа болихын тулд ачааллын өгөгдлийг өндөр давтамжтай (ихэвчлэн 1Гц ба түүнээс дээш) мэдээлэх ёстой.

Шаталсан бүтэц

DLB нь ихэвчлэн шаталсан байдлаар ажилладаг. "Орон нутгийн" түвшинд хянагч нь цэнэглэгчдийн бөөгнөрлийг удирддаг. "Талбайн" түвшинд энэ нь барилгын удирдлагын системтэй зохицдог. "Сүлжээ" түвшинд энэ нь ашиглалтын компанийн Эрэлтийн Хариу (DR) дохионд хариу үйлдэл үзүүлж болно. Энэхүү олон давхаргат арга нь өргөн хүрээтэй эрчим хүчний зах зээлд оролцож байх үед орон нутгийн аюулгүй байдлыг хангах боломжийг олгодог.

Бүлэг 3: DLB алгоритмуудын хяналтын гогцооны дизайн: PID болон Загварын Урьдчилан Таамаглах Удирдлага (MPC)

Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн системийн үр ашгийг эцсийн дүнд түүний хоцрогдол болон нарийвчлалаар хэмждэг. Хэрэв барилгын ачаалал хэт ихэсч, DLB систем нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх гүйдлийг тохируулахад 30 секунд зарцуулбал залруулга хийхээс өмнө гол таслуур ажиллахгүй байх магадлалтай. Тиймээс хяналтын гогцооны загвар нь ухаалаг цэнэглэх станцын "тархи" юм. Энэ бүлэгт бид эдгээр хяналтын механизмын инженерийн үзүүлэлтүүдийг нарийвчлан авч үзэх бөгөөд Пропорциональ-Интеграл-Үрэвсэлт (PID) хянагч болон илүү дэвшилтэт Загварын Урьдчилан Төлөвлөх Хяналт (MPC) дээр анхаарлаа төвлөрүүлэх болно.

DLB дахь PID хяналтын хүрээ

PID хянагч нь үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын ажлын хэрэгсэл бөгөөд DLB-д байгалийн хэрэглээг олдог. PID давталтын зорилго нь EVSE (Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хангамжийн тоног төхөөрөмж) руу илгээсэн хамгийн их гүйдлийн хязгаар болох хяналтын хувьсагчийг тохируулах замаар нийт талбайн ачааллыг ($P_{total}$) тогтоосон цэгээс ($P_{limit}$) доош байлгах явдал юм.

• Пропорциональ (P): P-нөхцөл нь алдаанд шууд хариу үйлдэл үзүүлдэг ($P_{limit}$ ба $P_{total}$-ийн зөрүү). Хэрэв алдаа их байвал (жишээлбэл, барилгын ачааллын огцом бууралт) P-нөхцөл нь зөвшөөрөгдсөн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх гүйдлийг хурдан нэмэгдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч зөвхөн P-н хяналт нь систем хэзээ ч хязгаарт хүрдэггүй "тогтвортой төлөвийн алдаа"-д хүргэдэг.
• Интеграл (I)I-нөхцөл нь өнгөрсөн үеийн алдааны хуримтлалыг тооцдог. Энэ нь тогтвортой төлөвийн алдааг арилгахын тулд гүйдлийг аажмаар нэмэгдүүлж эсвэл бууруулж, систем цаг хугацааны явцад боломжтой бүх амперийг ашиглаж байгааг баталгаажуулдаг.
• Үүсмэл (D): D-нөхцөл нь өөрчлөлтийн хурдыг харснаар ирээдүйн алдааг урьдчилан таамагладаг. Энэ нь "хэт ачаалал"-аас урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой. Хэрэв ачаалал хурдацтай нэмэгдэж байвал D-нөхцөл нь хязгаарт хүрэхээс өмнө цахилгаан цэнэглэгчийг эрчимтэй шахах болно.

DLB орчинд PID гогцоог сайтар тохируулах шаардлагатай. Хэрэв хэт түрэмгий байвал EVSE нь гүйдлээ байнга тохируулдаг бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн суурилагдсан цэнэглэгч (OBC)-д элэгдэл үүсгэж, EV програм хангамжийг цочроож, цэнэглэхэд алдаа гарахад хүргэдэг. Хэрэв хэт удаан байвал сүлжээг хамгаалах үндсэн зорилгоо биелүүлэхгүй болно.

PID-ээс гадна: Загварын урьдчилсан хяналт (MPC)

PID нь энгийн хувилбаруудад үр дүнтэй байдаг ч орчин үеийн томоохон хэмжээний цэнэглэгч төвүүд Загварын Урьдчилан Төлөвлөх Хяналтыг (MPC) улам бүр ашиглаж байна. Реактив PID-ээс ялгаатай нь MPC нь урьдчилан таамаглах шинж чанартай байдаг. Энэ нь тодорхой "урьдчилан таамаглах хүрээ"-ний дагуу системийн ирээдүйн зан төлөвийг урьдчилан таамаглахын тулд системийн математик загварыг ашигладаг.

DLB-ийн хүрээнд MPC хянагч нь дараахь зүйлийг авч үздэг.

1. Системийн хязгаарлалтуудЦэнэглэгчийн физик хязгаар, трансформаторын багтаамж болон тээврийн хэрэгслийн хамгийн их хэрэглээний хурд.
2. Ирээдүйн урьдчилсан мэдээТүүхэн хэв маяг, цаг агаарын урьдчилсан мэдээ (HVAC ачаалалд нөлөөлөх) болон тээврийн хэрэгслийн ирэх төлөвт үндэслэн барилгын ачааллыг урьдчилан таамагласан.
3. Зорилтот функц: “Өглөөний 8 цаг гэхэд бүх машины SoC-ийн 80%-д хүрэхийг баталгаажуулахын зэрэгцээ нийт эрчим хүчний зардлыг багасгах” гэх мэт математикийн зорилго.

MPC алгоритм нь цагийн алхам бүрт (жишээлбэл, 5 минут тутамд) оновчлолын асуудлыг шийддэг. Энэ нь оновчтой хяналтын үйлдлийн дарааллыг тооцоолдог боловч зөвхөн эхнийхийг нь хэрэгжүүлж, дараа нь дараагийн алхамд дахин тооцоолдог. Энэ нь DLB системд цэнэглэх профайлыг "тэгшлэх" боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хэрэв систем 14:00 цагт барилгын ачааллын асар их огцом өсөлт гарч байгааг мэдэж байвал цахилгаан машинуудыг 13:30 цагт урьдчилан цэнэглээд дараа нь 14:00 цагт гүн шахаж болох бөгөөд энэ нь огцом өсөлт гарахад огцом хариу үйлдэл үзүүлэхийн оронд юм.

Хоцрогдол ба харилцаа холбооны протоколууд

Хяналтын гогцоо нь зөвхөн холбооны холбоос шигээ хурдан байдаг. Олон DLB тохиргоонд хянагч нь цэнэглэгчтэй Modbus TCP, RTU эсвэл Open Charge Point Protocol (OCPP)-ээр дамжуулан холбогддог.

• Модбус: Маш бага хоцрогдол (миллисекунд) санал болгодог тул орон нутгийн, аюулгүй байдлын чухал DLB-д тохиромжтой.
• OCPP 1.6/2.0.1Үүлэн технологиос цэнэглэгч рүү холбогдох салбарын стандарт. Илүү олон функцтэй (төлбөр тооцоо, баталгаажуулалт болон програм хангамжийн шинэчлэлтийг зохицуулах) боловч WebSockets-ээр дамжин JSON мессеж илгээх болон олон нийтийн интернетээр дамжин өнгөрөхөөс шалтгаалан ихээхэн саатал (ихэвчлэн 1-5 секунд) үүсгэдэг.

Инженерүүд ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн чухал байдалд үндэслэн зөв протоколыг сонгох ёстой. Орон сууцны байшингийн хувьд арай удаан үүлэн технологид суурилсан DLB хангалттай байж магадгүй юм. Аж үйлдвэрийн үйлдвэрийн хувьд таслуурын холболт хэдэн мянган долларын үнэтэй байдаг бол орон нутгийн Modbus дээр суурилсан давталт заавал байх ёстой.

Бүлэг 4: Орон нутгийн болон үүлэн суурьтай DLB архитектур: Харьцуулсан шинжилгээ

Ухаалаг цэнэглэх дэд бүтцийг зохион бүтээхдээ хамгийн үндсэн архитектурын шийдвэрүүдийн нэг бол "оюун ухаан" хаана байрладаг вэ гэдэг юм. Ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн логик нь тухайн газар дээрх техник хангамж дээр ажиллах ёстой юу (Local DLB), эсвэл алсын серверээр удирдах ёстой юу (Cloud DLB)? Хоёр арга хоёулаа найдвартай байдал, өртөг, өргөтгөх чадварын хувьд тодорхой давуу болон буулттай байдаг.

Орон нутгийн DLB: Ирмэгийн тооцооллын арга

Орон нутгийн DLB нь орон нутгийн сүлжээ (LAN) дээрх бусад цэнэглэгчтэй шууд холбогддог физик хянагч - ихэвчлэн PLC (Програмчлагдах логик хянагч), зориулалтын гарц эсвэл нэг "Мастер" цэнэглэгчийг агуулдаг.

Давуу талууд:

1. Найдвартай байдал ба офлайн чадавхиСистем нь интернет холболтоос хамааралгүй. Хэрэв шилэн кабелийн шугам тасарвал цэнэглэгч нь ачааллыг орон нутагтаа тэнцвэржүүлсээр байх бөгөөд энэ нь барилгын цахилгааны аюулгүй байдлыг хангана.
2. Бага хоцрогдол3-р бүлэгт дурдсанчлан, орон нутгийн харилцаа холбоо (Modbus эсвэл орон нутгийн OCPP) нь секундээс бага хурдаар явагддаг. Энэ нь үйлдвэр, эмнэлэг гэх мэт цахилгаан тээврийн хэрэгслийн бус тогтворгүй ачаалалтай газруудад зайлшгүй шаардлагатай.
3. Аюулгүй байдалХяналтын дохиог орон нутгийн сүлжээнд байлгах нь сүлжээний тогтвортой байдлыг өөрчлөхийг оролдож болзошгүй кибер аюулын халдлагын гадаргууг бууруулдаг.

Сул талууд:

1. Тоног төхөөрөмжийн өртөг: Нэмэлт тоног төхөөрөмж худалдан авах, суурилуулахыг шаарддаг.
2. Засвар үйлчилгээний нарийн төвөгтэй байдалDLB логикийг шинэчлэхэд газар дээр нь очиж үзэх эсвэл захын төхөөрөмжүүдийг нарийн төвөгтэй алсын удирдлага шаардагдаж магадгүй.
3. Хаалттай өгөгдөлОрон нутгийн хянагч нь үүлэн сүлжээний арын хэсэгтэй тусгайлан нэгтгэгдээгүй л бол илүү өргөн хүрээний сүлжээний нөхцөл байдал эсвэл хэрэгслийн эрчим хүчний үнийг хязгаарлагдмал хэмжээгээр харах боломжтой байдаг.

Үүлэн технологид суурилсан DLB: Хэмжээний найрал хөгжим

Үүлэн технологид суурилсан архитектурт ухаалаг тоолуур болон цэнэглэгч нь бүгд өгөгдлөө төв удирдлагын платформд мэдээлдэг. Үүлэн технологи нь цэнэглэгч бүрийн оновчтой хүчийг тооцоолж, илгээдэг.Ухаалаг Цэнэглэх. Цэнэглэх Профайлыг ТохируулахEVSE-үүд рүү буцаан тушаал өгөх.

Давуу талууд:

1. Өргөтгөх боломжтой байдалНэг үүлэн хяналтын самбараас 1000 сайтыг удирдах нь 1000 бие даасан орон нутгийн хянагчаас хамаагүй амархан юм.
2. Дэлхийн оновчлолҮүл нь Виртуал Цахилгаан Станц (VPP)-д оролцох эсвэл бүс нутгийн сүлжээний ачаалалд хариу үйлдэл үзүүлэхийн тулд олон сайтаас өгөгдлийг нэгтгэж чадна.
3. Дэвшилтэт хиймэл оюун ухааны интеграциУрьдчилан таамаглахад зориулсан нарийн төвөгтэй машин сургалтын загваруудыг ажиллуулах (бид үүнийг 8-р бүлэгт авч үзэх болно) нь хязгаарлагдмал захын техник хангамжаас илүү хүчирхэг үүлэн серверүүд дээр илүү боломжтой юм.
4. Урьдчилсан зардал багатай: Хэрэв цэнэглэгч нь үүлэн технологитой шууд холбогдож чадвал тусгай орон нутгийн хянагч шаардлагагүй.

Сул талууд:

1. Холболтын хамааралХэрэв интернет тасарвал систем нь ихэвчлэн "аюулгүй төлөв"-д (жишээлбэл, бүх машины хамгийн бага цэнэглэх гүйдэл) буцдаг бөгөөд энэ нь маш үр ашиггүй бөгөөд хэрэглэгчдийн гомдолд хүргэж болзошгүй юм.
2. Өндөр хоцрогдолТоолуур, үүл болон цэнэглэгчийн хоорондох эргэлтийн хугацаа хэдэн секунд байж болно. Энэ нь ачааллын "агшин зуурын" огцом өсөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэхэд хэцүү болгодог.
3. Нууцлалын асуудлуудЭрчим хүчний өгөгдлийг үүлэн технологи руу тасралтгүй дамжуулах нь зарим корпорацийн үйлчлүүлэгчдийн хувьд өгөгдлийн бүрэн эрх болон нууцлалын асуудлыг бий болгодог.

Хосолсон загвар: Хоёр ертөнцийн хамгийн шилдэг нь

Эдгээр тэнцвэрийг хүлээн зөвшөөрч, салбар нь эрлийз загвар руу шилжиж байна. Энэхүү тохиргоонд орон нутгийн гарц нь аюулгүй байдлын чухал ач холбогдолтой, миллисекундын түвшний ачааллын тэнцвэржүүлэлтийг хариуцдаг (таслагч хэзээ ч ажиллахгүй байхыг баталгаажуулдаг). Үүний зэрэгцээ, үүл нь эрчим хүчний үнэ, хэрэглэгчийн хуваарь, сүлжээний дохион дээр үндэслэн орон нутгийн хянагчийн "төсөв"-ийг тогтоох өндөр түвшний стратегийг хангадаг. Энэхүү "захын ачаалал ихтэй, үүлээр зохион байгуулагдсан" арга нь үүлэн менежментийн уян хатан байдлыг хадгалахын зэрэгцээ дэд бүтцийн хамгаалалтад шаардлагатай найдвартай байдлыг хангадаг.

5-р бүлэг: Бодит цагийн эрчим хүчний хуваарилалтын стратеги ба тэргүүлэх чиглэлүүд

Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн хамгийн төвөгтэй алгоритмын сорилт бол олон цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хооронд боломжтой хүчийг хэрхэн хуваарилах вэ гэдгийг тодорхойлох явдал юм. Энэ нь зүгээр л нийт киловаттыг машины тоонд хуваах асуудал биш юм. Нарийн төвөгтэй DLB систем нь тэгш байдал, үр ашиг, хэрэглэгчийн хувийн шаардлагыг тэнцвэржүүлэх ёстой. Энэ бүлэгт бид өнөөдөр энэ салбарт ашиглагдаж буй янз бүрийн эрчим хүчний хуваарилалтын стратегиудыг судлах болно.

Түрүүлж ирсэн нь түрүүлж үйлчилнэ (FCFS)

Хамгийн энгийн хуваарилалтын стратеги бол FCFS юм. Эхний залгасан тээврийн хэрэгсэл хүссэн хамгийн их чадлаа авдаг. Дараагийн тээврийн хэрэгсэл үлдсэн чадлыг авдаг.

Давуу талууд:

• Хэрэгжүүлэхэд хялбар.
• Анхны хэрэглэгчдэд ойлгомжтой, ил тод.

Сул талууд:

• Маш тэгш бус. Ирсэн 5 дахь хэрэглэгч яаралтай ажилтай байсан ч цэнэггүй болж магадгүй бол эхний хэрэглэгч аль хэдийн 90% цэнэглэгдсэн тул амархан хүлээж магадгүй.
• Энэ нь машин сүүлийн хэдэн хувийг маш удаан хурдаар цэнэглэж байх үед өндөр хүчин чадлын үүрийг хэдэн цагийн турш эзэлдэг “цахилгаан нөөцлөх” үйл явцад хүргэдэг.

Тэгш хуваалцах

Энэ загварт боломжтой эрчим хүчийг бүх идэвхтэй горимд тэнцүү хуваарилдаг. Хэрэв 100 кВт чадалтай бөгөөд 4 машин цэнэглэж байвал тус бүр 25 кВт болно. Хэрэв 5 дахь машин нэгдвэл хүн бүр 20 кВт хүртэл буурна.

Давуу талууд:

• Үндсэн утгаараа "шударга".
• Ядаж л тодорхой хэмжээний төлбөр авдаг машинуудын тоог хамгийн ихээр нэмэгдүүлдэг.

Сул талууд:

• Бага зайтай эсвэл бүрэн цэнэглэх дөхөж буй машинуудад үр ашиггүй. Зөвхөн 7 кВт чадалтай машинд 20 кВт “хуваарилж”, 50 кВт чадалтай машинд зарцуулж болох 13 кВт-ыг үрэн таран хийдэг.

Тэргүүлэх чиглэлд суурилсан хуваарилалт (SoC болон батерейны багтаамж)

Орчин үеийн DLB системүүд нь илүү ухаалаг, олон хувьсагчтай оновчлолыг ашигладаг. Тэд машинуудыг Цэнэглэх төлөв (SoC)-д үндэслэн эрэмбэлдэг. 10% SoC-тэй машиныг 80%-тай машинаас илүү эрэмбэлдэг, учир нь 10% машин нь зайг илүү яаралтай авах шаардлагатай бөгөөд лити-ионы цэнэглэх муруй (тогтмол гүйдлийн фаз)-аас шалтгаалан илүү өндөр цэнэглэх хурдыг хүлээн авах боломжтой.

Цаашилбал, систем нь дараах зүйлсийг авч үздэгхамгийн их хүлээн авах түвшинтээврийн хэрэгслийн. ашигланХамгийн их гүйдэлТээврийн хэрэгслийн мэдээлсэнээр (AC цэнэглэлтэд PWM эсвэл DC цэнэглэлтэд дижитал холбоогоор дамжуулан) DLB хянагч нь машины бодит ашиглаж чадахаас илүү их эрчим хүчийг хэзээ ч хуваарилахгүй байхыг баталгаажуулж, улмаар "илүүдэл"-ийг бусад тээврийн хэрэгсэлд дахин хуваарилдаг.

Хэрэглэгчийн тодорхойлсон тэргүүлэх чиглэлүүд болон "Дээд зэрэглэлийн" төлбөр

Арилжааны орчинд DLB-г төлбөр тооцооны системтэй холбож болно. Хэрэглэгч бусад ачааллаас үл хамааран үргэлж хамгийн их чадлыг авах боломжийг олгодог "Хурдан цэнэглэлт"-ийн төлбөрийг төлж болно. Үүний эсрэгээр, флотын тээврийн хэрэгсэлд хуваарьт хөдлөх цаг дээр үндэслэн өөр өөр давуу эрх олгож болно. Өглөөний 5 цагт хөдөлж буй хүргэлтийн фургон нь өглөөний 9 цагт хөдөлж буй фургоноос өглөөний 3 цагт давуу эрх авдаг.

Пропорциональ шударга ёсны алгоритм

Цахилгаан холбоо (LTE/5G хуваарь)-аас гаралтай энэхүү алгоритм нь системийн нийт "ашиг тусыг" хамгийн их байлгахыг оролддог. Энэ нь өндөр эрчим хүчний шууд хэрэгцээг (үр ашиг) нэг ч машиныг цэнэглээгүй үлдээхгүй байх урт хугацааны хэрэгцээтэй (шударга) тэнцвэржүүлдэг. Энэ нь машин бүрийн эрэмбийн оноог тооцоолдог:Оноо = (Хүссэн чадал / Одоогоор хүлээн авсан дундаж чадал)Хамгийн өндөр оноо авсан машинууд дараагийн боломжтой хүчний хуваарилалтыг авна.

Бүлэг 6: Сүлжээний тогтвортой байдал ба хэт ачааллаас урьдчилан сэргийлэх механизмууд

Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт нь зөвхөн хэрэглэгчийн тав тухыг хангах функц биш; энэ нь сүлжээний тогтвортой байдлыг хангах чухал аюулгүй байдлын систем юм. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн нэвтрэлт нэмэгдэхийн хэрээр түгээлтийн сүлжээ нь эрэлтийн огцом хэлбэлзэл, гармоник гажуудал зэрэг шинэ төрлийн стресстэй тулгардаг. Энэ бүлэгт DLB нь сүлжээг хамгаалах, гамшгийн хэт ачааллаас урьдчилан сэргийлэхэд ашигладаг механизмуудыг авч үзнэ.

"Аяллын муруй"-ын хамгаалалтын логик

Цахилгаан таслуурууд нь "алдах муруй"-тай байдаг - тэд хэдэн минутын турш бага зэрэг хэт ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай боловч их хэмжээний хүчдэл нэмэгдэх тохиолдолд шууд л алхдаг. Бат бөх DLB хянагч нь энэхүү алхах муруйг загварчлах ёстой. Энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгчийг шаардлагагүйгээр огцом дарахаас зайлсхийхийн тулд маш богино хугацааны огцом өсөлтийг (жишээлбэл, цахилгаан шат асах) зөвшөөрөх ёстой боловч хэт ачаалал үргэлжилсээр байвал шийдэмгий арга хэмжээ авах ёстой.

Дэвшилтэт хянагчууд "хос босго" аргыг ашигладаг:

1. Анхааруулгын босго (жишээ нь, хязгаарын 90%): Хязгаарт хүрэхээс сэргийлэхийн тулд хянагч нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгчийг "зөөлөн тохируулагч" болгож эхэлдэг.
2. Чухал босго (жишээ нь, хязгаарын 98%)Хянагч нь гол гал хамгаалагчийг хамгаалахын тулд "яаралтай зогсоох" буюу зөвшөөрөгдөх хамгийн бага гүйдэл (ихэвчлэн хувьсах гүйдлийн цэнэглэлтэд 6А) хүртэл эрчимтэй бууруулах функцийг хэрэгжүүлдэг.

Фазын тэнцвэргүй байдлын менежмент

Гурван фазын цахилгаан системд (Европ болон үйлдвэрлэлийн газруудад түгээмэл байдаг) нийт гурван фазын чадал хязгаарт байсан ч нэг фазыг хэт ачаалах боломжтой. Хэрэв талбай дээрх ихэнх цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нэг фазын цэнэглэгч бөгөөд тэдгээр нь ижил фазтай холбогдсон бол энэ нь тохиолддог (жишээлбэл, L1 фаз).

Фазыг мэдэрдэг DLB систем нь фаз бүрийг бие даан хянадаг. Хэрэв L1 фаз хязгаартаа хүрч, L2 болон L3 нь дутуу ашиглагдвал хянагч нь зөвхөн L1-тэй холбогдсон машинуудыг л хурдасгана. Зарим дэвшилтэт EVSE нь фазуудыг динамикаар сольж (Фазын шилжилт), цэнэглэх сессийг тасалдуулахгүйгээр машиныг ачаалал ихтэй фазаас нээлттэй фаз руу шилжүүлж чаддаг.

Гармоник гажуудал ба чадлын чанар

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч нь цахилгаан электроник (шулуутгагч) ашигладаг шугаман бус ачаалал юм. Эдгээр нь сүлжээнд гармоникуудыг оруулж, улмаар төвийг сахисан дамжуулагчийн хэт халалт, мэдрэмтгий электрон тоног төхөөрөмжид саад учруулж болзошгүй. DLB нь голчлон "Бодит чадал" (кВт)-ыг удирддаг бол нарийн төвөгтэй системүүд нь "Нийт гармоник гажуудал" (THD) болон "Чадлын хүчин зүйл" (PF)-ийг хянадаг. Хэрэв THD нь зохицуулалтын хязгаараас давсан бол (жишээ нь, IEEE 519), DLB систем нь цахилгаан чанарт үзүүлэх нөлөөллийг бууруулахын тулд цэнэглэх хурдыг бууруулж болно.

Эрэлтийн хариу үйлдэл ба давтамжийн зохицуулалт

Макро түвшинд DLB системүүд нь Эрэлтийн Хариу (DR) хөтөлбөрт оролцож болно. Сүлжээний давтамж буурахад (нийлүүлэлтийн хомсдол байгааг илтгэнэ) уг хэрэгсэл дохио илгээдэг. DLB хянагч нь миллисекундын дотор хариу үйлдэл үзүүлж, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн ачааллыг хэдэн зуун цэнэглэгч дээр нэгэн зэрэг унагаж чаддаг. Энэ нь оргил үеийн хийн станцыг асаахаас хамаагүй хурдан бөгөөд илүү зардал багатай "Виртуал Батерей" эффектийг бий болгодог. "Идэвхгүй ачаалал" байхаас "идэвхтэй сүлжээний хөрөнгө" болох энэхүү шилжилт нь ухаалаг цэнэглэлтийн ирээдүй юм.

Нөөц мужуудын үүрэг

Хэт ачааллаас урьдчилан сэргийлэх чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол "Аюулгүй төлөв" эсвэл "Нөөц гүйдэл" юм. Хянагч болон тоолуур (эсвэл үүлэн) хооронд холбоо тасарсан тохиолдолд DLB систем нь урьдчилан тодорхойлсон аюулгүй гүйдлийн хязгаарт анхдагчаар тохируулах ёстой. Ихэвчлэн үүнийг маш бага утга (жишээ нь, цэнэглэгч тутамд 6А) эсвэл тэг болгож тохируулдаг бөгөөд энэ нь системийн бүрэн доголдол гарсан ч барилгын дэд бүтэц хамгаалагдсан хэвээр байхыг баталгаажуулдаг.

Бүлэг 7: Олон эрчим хүчний системийг нэгтгэх нь: PV болон BESS ашиглан DLB оновчлол

Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүд, ялангуяа Фотовольтаик (PV) болон Батерейны Эрчим Хүчний Хадгалах Систем (BESS) зэрэг орон нутгийн хадгалалтын нэгдэл нь Динамик Ачааллын Тэнцвэржүүлэлтэд шинэ нарийн төвөгтэй байдлыг нэмж өгдөг. Уламжлалт DLB тохиргоонд зорилго нь сүлжээний хязгаараас доогуур байх явдал юм. Олон эрчим хүчний системд зорилго нь эдгээр өөр өөр хөрөнгийг өөрийн хэрэглээг хамгийн их байлгах, сүлжээний зардлыг багасгах, найдвартай байдлыг хангахын тулд зохион байгуулах явдал юм.

Олон эх үүсвэрийн чадлын тэнцвэрийн тэгшитгэл

PV болон BESS бүхий газарт цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх боломжтой эрчим хүч нь зөвхөн "Сүлжээний хязгаарыг хасах барилгын ачаалал" биш болсон. Энэ нь:P_ev(t) = P_grid_limit – P_building(t) + P_pv(t) + P_bess_discharge(t) – P_bess_charge(t)

Энэ тэгшитгэл нь хэд хэдэн шинэ хяналтын хувьсагчийг нэвтрүүлж байна. DLB хянагч одоо зөвхөн цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд хүчийг хэрхэн хуваарилахаас гадна BESS-ийг хэзээ цэнэглэх эсвэл цэнэггүй болгохоо шийдэх ёстой.

Нарны эрчим хүчээр оновчтой цэнэглэх (нарны хаалтаас урьдчилан сэргийлэх)

Олон эрчим хүчний DLB-ийн үндсэн хэрэглээний нэг бол "Нарны хяналт" юм. Нар тусах үед нарны эрчим хүчний систем нь барилга хэрэглэж чадахаас илүү их эрчим хүч үйлдвэрлэж болзошгүй. Хэрэв сүлжээ нь шахах боломжийг олгохгүй (тэг экспорт) эсвэл тэжээлийн тариф бага байвал энэ эрчим хүчийг үр ашиггүй зарцуулдаг (багасгадаг). Ухаалаг DLB систем нь нарны эрчим хүчний гаралтыг хянаж, нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэлтэй тохируулан цахилгаан эрчим хүчний цэнэглэх хурдыг автоматаар нэмэгдүүлдэг. Энэхүү "Ногоон цэнэглэлт" горим нь орон сууц, корпорацийн орчинд маш их алдартай бөгөөд энэ нь сүлжээнд тэг нөлөө үзүүлэхгүйгээр 100% сэргээгдэх хөдөлгөөнийг зөвшөөрдөг.

BESS-тэй хамт үсээ хусах оргил үе

BESS нь буфер үүрэг гүйцэтгэдэг. Эрэлтийн оргил үед, тухайлбал олон өндөр хүчин чадалтай DC хурдан цэнэглэгч нэгэн зэрэг идэвхтэй байх үед BESS нь сүлжээний хангамжийг нөхөхийн тулд цэнэггүйжүүлж болно. Энэ нь тухайн газарт сүлжээний холболтоос ердийнхөөс илүү олон цэнэглэгчийг дэмжих боломжийг олгодог. DLB хянагч нь BESS-ийн "Эрчим хүчний төлөв" (SoE)-ийг удирддаг. Энэ нь батерей нь дараагийн хүлээгдэж буй оргил үеийг даван туулах хангалттай хүчин чадалтай эсэхийг баталгаажуулахын зэрэгцээ эрэлт багатай эсвэл нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэл өндөр үед дахин цэнэглэх хуваарийг гаргах ёстой.

Зохицуулалттай Олон Хөрөнгийн Оновчлол

Хамгийн дэвшилтэт системүүд нь "Хамтран оновчлол" аргыг ашигладаг. PV, BESS, EV-г тусдаа нэгж гэж үзэхийн оронд тэдгээрийг нэгдсэн микро сүлжээ болгон удирддаг. Хянагч нь эрчим хүчний балансын асуудлыг хэдэн секунд тутамд шийдвэрлэхийн тулд шугаман програмчлал эсвэл хувьслын алгоритмуудыг ашигладаг. Жишээлбэл, хэрэв машин 1 цагийн дараа явах шаардлагатай бөгөөд үүлэн дундаас болж PV үйлдвэрлэл буурч байвал хянагч дараах шийдвэрийг гаргах ёстой: Энэ нь сүлжээнээс илүү ихийг авах (үнэтэй), BESS-ийг цэнэггүй болгох (дугуйн зардал), эсвэл машиныг шахах (хэрэглэгчийн сэтгэл ханамжгүй байдал) уу? "Эдийн засгийн диспетчер" логик (9-р бүлэгт дурдсан) нь эдгээр шийдвэрийн хүрээг бүрдүүлдэг.

8-р бүлэг: Том хэмжээний цэнэглэх станцуудын эрчим хүчний урьдчилсан тооцооны дэвшилтэт загварууд

Хурдны замын үйлчилгээний станцууд эсвэл хотын автобусны депо гэх мэт томоохон хэмжээний цэнэглэх төвүүдийн хувьд реактив DLB хангалтгүй. Цахилгаан сүлжээний тогтворгүй байдлаас урьдчилан сэргийлэх, эрчим хүчний зардлыг оновчтой болгохын тулд эдгээр газрууд эрэлтийг урьдчилан таамаглахын тулд урьдчилан таамаглах загваруудыг ашиглах ёстой. Энэ бүлэгт ухаалаг цэнэглэлтэд эрчим хүчний урьдчилсан тооцоонд ашигладаг өгөгдлийн шинжлэх ухаан болон загварчлалын аргуудыг авч үзнэ.

Эрэлтийн урьдчилсан тооцоо: Тээврийн хэрэгслийн ирэлтийг урьдчилан таамаглах

Урьдчилан таамаглах эхний алхам бол хэзээ, хэдэн цахилгаан машин ирэхийг урьдчилан таамаглах явдал юм. Арилжааны төвийн хувьд үүнд дараахь зүйлийг шинжлэх орно.

1. Түүхэн ирэлтийн хэв маяг: Өдрийн цаг, долоо хоногийн өдөр, улирлын чиг хандлага.
2. Гадаад өгөгдөлЗамын хөдөлгөөний нөхцөл байдал, цаг агаар (цахилгаан машины хүрээ болон халаалт/хөргөлтийн ачаалалд нөлөөлдөг) болон орон нутгийн үйл явдлууд.
3. Дарааллын онолБүх цэнэглэгч ачаалалтай байх магадлалыг тооцоолохын тулд M/M/s дараалал гэх мэт стохастик загваруудыг ашиглах.

Дэвшилтэт загварууд нь дараагийн 24 цагийн “Нийт эрэлтийн профайл”-ыг өндөр нарийвчлалтайгаар урьдчилан таамаглахын тулд Урт Богино Хугацааны Санах ой (LSTM) мэдрэлийн сүлжээ эсвэл Градиент Боловсруулсан Мод (XGBoost) ашигладаг.

Барилгын ачааллын урьдчилсан тооцоо

DLB ажиллахын тулд энэ нь мөн урьдчилан таамаглах ёстойцахилгаан бус ачаалалОффисын барилгад энэ нь маш урьдчилан таамаглах боломжтой (ажлын цагаар оргил үедээ хүрдэг). Аж үйлдвэрийн талбайд энэ нь хэлбэлзэлтэй байж болно. Барилгын ачааллыг урьдчилан таамаглах загварууд нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг ашигладаг.

• Авто-Регрессив Интегралчилсан Хөдөлгөөнт Дундаж (ARIMA)Тогтвортой, улирлын чанартай мэдээллийн хувьд.
• Зөнч (Meta-аар)Цагийн цувааны энергийн өгөгдөл дэх дутуу өгөгдөл болон гажуудлыг зохицуулахад маш сайн.
• Физик дээр суурилсан загваруудБарилгын дулааны масс болон урьдчилсан гадаа температурыг харгалзан HVAC ачааллыг урьдчилан таамаглах.

PV үүсэлтийн урьдчилсан мэдээ

Нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг урьдчилан таамаглах нь олон эрчим хүчний DLB-д чухал ач холбогдолтой. Энэ нь өндөр нягтралтай цаг агаарын API (Нарны цацрагийн өгөгдөл) болон газар дээрх мэдрэгчтэй нэгтгэхийг шаарддаг. Богино хугацааны урьдчилсан мэдээ (0-15 минут) нь ихэвчлэн үүлний хөдөлгөөнийг хянадаг "Тэнгэрийн дүрслэл" камерыг ашигладаг бөгөөд энэ нь DLB системд цэнэглэгчийг урьдчилан тохируулах эсвэл BESS-ийг цэнэггүй болгоход бэлтгэх боломжийг олгодог.

Урьдчилан таамаглах-хянах интерфэйс

Эдгээр урьдчилсан мэдээний гаралтыг 3-р бүлэгт тайлбарласан Загвар Урьдчилан таамаглах хяналтын (MPC) гогцоонд оруулдаг. Урьдчилсан мэдээ нь "Урьдчилсан мэдээний хүрээ"-г хангаж, хянагч нь хоёр цагийн дараа хүлээгдэж буй нөхцөл байдлыг харгалзан өнөөдөр шийдвэр гаргах боломжийг олгодог. Энэхүү "Урьдчилан харах" чадвар нь энгийн ухаалаг цэнэглэгчийг сүлжээнд нэгдсэн эрчим хүчний удирдлагын системээс ялгаж салгадаг зүйл юм.

9-р бүлэг: Ухаалаг цэнэглэлтийн зардлыг оновчтой болгох ба эдийн засгийн хуваарилалт

DLB-ийн үндсэн зорилго нь техникийн (хэт ачааллаас урьдчилан сэргийлэх) боловч хоёрдогч бөгөөд улам бүр чухал болж буй зорилго нь эдийн засгийн юм. Энэ бүлэгт бид DLB системүүд эрчим хүчний хамгийн бага өртгийг хэрхэн оновчтой болгодог талаар авч үзэх болно.

Хэрэглэх хугацааны (ToU) арбитраж

Одоо ихэнх нийтийн аж ахуйн нэгжүүд динамик үнийг санал болгож байна. Цахилгаан 17:00 цагт кВт.цаг тутамд 0.30 долларын үнэтэй байж болох ч үүрийн 2 цагт ердөө 0.05 долларын үнэтэй байж болно. Ухаалаг DLB систем нь эдгээр үнийн дохиог оролт болгон авдаг. "Зардлын оновчтой хуваарь" нь аль болох их цахилгаан тээврийн хэрэгслийн ачааллыг хямд үнийн үе рүү шилжүүлэх болно. Гэсэн хэдий ч энэ нь үүнийг хэрэглэгчийн шаардлагатай тэнцвэржүүлэх ёстой. Хэрэв хэрэглэгч машинаа 20:00 цагт авах шаардлагатай бол систем цэнэглэж эхлэхийн тулд үүрийн 2 цаг хүртэл хүлээж чадахгүй. Алгоритм нь сесс бүрийг хойшлуулах "Боломжийн зардал"-ыг тооцоолдог.

Эрэлтийн төлбөрийн менежмент

Арилжааны хэрэглэгчдийн хувьд хэрэглээний төлбөрийг ихэвчлэн хоёр хэсэгт хуваадаг: Эрчим хүчний хэрэглээ (кВт.ц) болон Оргил эрэлт (кВт). Оргил эрэлтийн төлбөрийг сарын хамгийн өндөр 15 минутын интервалд үндэслэн тооцдог. Нэг удаагийн удирдлагагүй оргил үе нь хэдэн мянган долларын өртөгтэй байж болно. DLB систем нь "Оргил үе хайчлагч" үүрэг гүйцэтгэдэг. Талбайн нийт ачаалалд хатуу хязгаарлалт тогтоож, BESS эсвэл тохируулагчийг ашиглан систем нь оргил үеийн эрэлтийн төлбөрийг төсөвлөсөн хязгаарт байлгахыг баталгаажуулдаг.

Давтамжийн хариу үйлдлийн зах зээлд оролцох

Сүлжээний операторууд (TSO/DSO) "Уян хатан байдлын" төлбөрийг төлдөг. Хэрэв цэнэглэх сүлжээ нь тушаал дээрх ачааллаа бууруулж чадна гэдгээ нотолж чадвал FFR (Firm Frequency Response) эсвэл DSR (Demand Side Response) зэрэг зах зээлд оролцож болно. DLB хянагч нь интерфэйсийн үүрэг гүйцэтгэдэг. "Уян хатан байдлын хүсэлт" ирэхэд хянагч нь хэрэглэгчдийн хамгийн бага SoC шаардлагыг зөрчихгүйгээр ачааллыг хэр аюулгүй бууруулж чадахаа тооцоолж, зах зээлд үнийн санал тавьдаг. Эдгээр үйлчилгээнээс олсон орлого нь цэнэглэх дэд бүтцийн зардлыг мэдэгдэхүйц нөхөж чадна.

Эдийн засгийн түгээлтийн объектив үүрэг

Энэхүү оновчлолын цаад математик нь ихэвчлэн олон зорилготой функц байдаг:Хамгийн бага болгох: (Сүлжээний эрчим хүчний зардал) + (Батерейны элэгдлийн зардал) + (Хожим цэнэглэх торгууль) Дараах зүйлсээс хамаарна: (Сүлжээний багтаамж) болон (Хэрэглэгчийн хугацаа)

Үүнийг хэдэн минут тутамд шийдснээр DLB систем нь станцыг өртөг ба гүйцэтгэлийн төгс тэнцвэр болох "Үр ашгийн хил хязгаар"-т ажиллуулахыг баталгаажуулдаг.

Бүлэг 10: Ирээдүйн чиг хандлага: V2G, хиймэл оюун ухаанаар удирдуулсан DLB болон Стандартчилал (OCPP 2.0.1)

Ухаалаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийн салбар асар хурдацтай хөгжиж байна. Технологи хөгжихийн хэрээр бид энгийн ачааллын менежментээс хальж, сүлжээнд бүрэн нэгтгэх, бие даасан оновчлол руу шилжиж байна. Энэ бүлэгт Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлтийн ирээдүйг бүрдүүлж буй хамгийн чухал гурван чиг хандлагыг авч үзэх болно: Тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд (V2G), Хиймэл оюун ухаан, дараагийн үеийн харилцаа холбооны стандартыг нэвтрүүлэх.

Тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд (V2G) болон хоёр чиглэлтэй DLB

V2G бол ухаалаг цэнэглэлтийн эцсийн хувьсал юм. Цахилгаан машин зүгээр л ачаалал байхын оронд сүлжээнд буцааж цахилгаан оруулах боломжтой хөдөлгөөнт батерей болж хувирдаг. DLB-ийн хувьд энэ нь тэгшитгэл дэх боломжтой чадал нь үнэндээ сөрөг байж болно гэсэн үг юм. V2G-ийг идэвхжүүлсэн газарт DLB хянагч нь "Хоёр чиглэлийн ачааллын тэнцвэржүүлэлт"-ийг удирдах ёстой. Хэрэв барилгын ачаалал сүлжээний хязгаараас хэтэрсэн бол хянагч нь цахилгаан машинуудад барилгыг дэмжихийн тулд батерейгаа цэнэггүй болгохыг тушааж болно. Энэ нь цэнэггүйжүүлэлт нь тээврийн хэрэгслийн батерейг хэт их доройтуулахгүй байх, хэрэглэгч дараагийн аялалдаа хангалттай зайтай байхын тулд маш нарийн "Циклийн менежмент" шаарддаг. V2G нь мөн тоног төхөөрөмжийн шинэчлэлтийг шаарддаг - ялангуяа ISO 15118-20 стандартыг дэмждэг хоёр чиглэлийн тогтмол гүйдлийн цэнэглэгч эсвэл хувьсах гүйдлийн цэнэглэгч.

Хиймэл оюун ухаанаар удирддаг бие даасан ачааллын тэнцвэржүүлэлт

Өнөөгийн DLB системүүд нь урьдчилан тодорхойлсон алгоритм болон дүрмүүд дээр тулгуурладаг бол дараагийн үе нь "Өөрөө суралцах" хиймэл оюун ухааныг ашиглах болно. Арматурын сургалт (RL)-ийг ашиглан DLB хянагч нь байршуулахаасаа өмнө симуляци орчинд туршилт, алдаагаар дамжуулан оновчтой цэнэглэх стратегийг сурч чадна. Хиймэл оюун ухаанаар удирддаг хянагч нь хүний ​​инженерийн алдаж магадгүй нарийн хэв маягийг тодорхойлж чаддаг - жишээлбэл, Мягмар гарагийн өглөөний 10 цагт тодорхой үйлдвэрлэлийн машин 15 минут ажиллаж, ачааллын огцом өсөлтийг үүсгэдэг. Хиймэл оюун ухаан нь тухайн цонхонд цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгчийг урьдчилан тохируулан хурдасгаж сурах боломжтой бөгөөд тэр ч байтугай машинаас бодит цагийн дохио ирээгүй ч гэсэн.

OCPP 2.0.1 болон ISO 15118-ийн нөлөө

Стандартчилал нь өргөтгөх боломжийн үндэс суурь юм. Салбар нь уламжлалт OCPP 1.6-аас илүү бат бөх OCPP 2.0.1 руу хурдацтай шилжиж байна.

• OCPP 2.0.1: "Төхөөрөмжийн Удирдлага"-ыг нэвтрүүлж, үүлэн технологид цэнэглэгчийн эрүүл мэнд болон тохиргоог илүү нарийвчлан хянах боломжийг олгодог. DLB-ийн хувьд хамгийн чухал нь илүү төвөгтэй цэнэглэх профайл болон гурван фазын системийг илүү сайн зохицуулах боломжийг олгодог сайжруулсан ухаалаг цэнэглэх функцуудыг багтаасан болно.
• ISO 15118 (Залгаад цэнэглэх)Энэхүү тээврийн хэрэгсэл хоорондын харилцаа холбооны стандарт нь машинд бодит SoC болон батерейны багтаамжаа цэнэглэгчтэй хуваалцах боломжийг олгодог. Өнөөдөр ихэнх AC цэнэглэгч нь SoC-г "таах" эсвэл хэрэглэгчээс аппликейшнд оруулахыг хүсдэг. ISO 15118 стандартын тусламжтайгаар DLB хянагч нь машины Батерейны Удирдлагын Системээс (BMS) "Газрын Үнэн" өгөгдлийг шууд авдаг бөгөөд энэ нь илүү нарийвчлалтай эрчим хүчний хуваарилалтыг хийх боломжийг олгодог.

Бүлэг 11: Кейс судалгаа ба хэрэгжилтийн бэрхшээлүүд

Онолын шилдэг байдал нь практик хэрэгжилтгүйгээр юу ч биш юм. Энэ бүлэгт бид DLB-ийн бодит ертөнцийн байршуулалт болон инженерүүдийн хэрэгжүүлэх явцад тулгардаг техникийн саад бэрхшээлүүдийг авч үзэх болно.

Тохиолдлын судалгаа 1: Арилжааны оффисын цогцолбор

Лондон дахь томоохон корпорацийн төв байр нь 50 цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч суурилуулахыг хүссэн боловч барилгын HVAC болон гэрэлтүүлэгт аль хэдийн 70%-ийг ашигласан 200 кВт-ын сүлжээнд холбогдсоноор хязгаарлагдсан.Шийдэл: Холимог DLB системийг хэрэгжүүлсэн. CT хавчаараар дамжуулан гол трансформаторыг хянахын тулд орон нутгийн захын хянагч суурилуулсан. Системийг 180кВт-ын “Зөөлөн хязгаар” болон 195кВт-ын “Хатуу хязгаар”-аар тохируулсан.Үр дүнТус газар нь нэг ч удаа тасалдалгүйгээр 50 цэнэглэгчийг амжилттай удирдсан. SoC дээр суурилсан эрэмбэлэлтийг ашигласнаар тэд урт хугацааны ажилдаа явдаг ажилтнуудыг өдрийн төгсгөлд бүрэн цэнэглэсэн байхыг баталгаажуулсан.

Тохиолдлын судалгаа 2: Цахилгаан автобусны депо

Шэньжэнь хотын нэгэн автобусны оператор 100 цахилгаан автобусыг нэг шөнийн дотор цэнэглэх шаардлагатай болсон. Бүх автобус 23 цагт депо руу буцаж ирэхэд нэгэн зэрэг ачаалал үүссэн нь бэрхшээлтэй асуудал байв.Шийдэл: Хиймэл оюун ухаанд суурилсан урьдчилсан загварыг ашиглан автобус бүрийн маршрутын өгөгдөлд үндэслэн ирэх үеийн SoC-г урьдчилан таамагласан. Дараа нь DLB систем нь цэнэглэлтийг "долгион" хэлбэрээр хуваарилж, нийт ачаалал депогийн дэд станцын хүчин чадлаас хэзээ ч хэтрэхгүй байхаар төлөвлөж, өглөөний 5 цаг гэхэд автобус бүр 100% цэнэглэгдсэн байхыг баталгаажуулсан.

Хэрэгжүүлэлтийн нийтлэг бэрхшээлүүд

1. Харилцаа холбоо ба интеграцийн нарийн төвөгтэй байдал:Цэнэглэгч бүр тухайн газрын хэлээр ярих ёстой - төв удирдлагын системд OCPP, тээврийн хэрэгсэлд ISO 15118, мөн барилгын эрчим хүчний удирдлагын системд Modbus эсвэл BACnet ихэвчлэн хэрэглэгддэг. Гурван давхаргыг найдвартай харилцан ажиллуулах, ялангуяа өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн цэнэглэгчүүдийн хоорондын харилцаа холбоо нь үнэндээ протоколын зөрүүтэй "хий үзэгдэл" алдааны хамгийн түгээмэл эх үүсвэрүүдийн нэг юм.
2. Сүлжээний холболт болон эрэлтийн төлбөр:DLB систем нь хязгаарлагдмал хүчин чадлын техникийн асуудлыг шийддэг боловч арилжааны асуудал болох эрэлтийн төлбөр болон нийтийн холболтын төлбөр хэвээр байна. Сайтууд ачааллын профайл нь эрэлтийн оргил үеийг өдөөх эсэх, мөн BESS нь илүү том сүлжээний холболтоос илүү зардал багатай эсэхийг загварчлах ёстой.
3. Өгөгдлийн чанар ба SoC тооцоолол:DLB оновчлол нь зөвхөн оролтуудаараа л сайн байдаг. Тээврийн хэрэгслүүд цэнэглэх явцад цэнэгийн төлөвийг мэдээлдэг боловч утга нь хуучин загварууд дээр хуучирсан, тогтворгүй эсвэл зүгээр л байхгүй байж болно. Телеметрийн найдваргүй үед системүүд алга болсон өгөгдөлд тэсвэртэй байх ёстой бөгөөд консерватив хуваарьт анхдагч байх ёстой.
4. Хяналтын давхаргын өргөтгөх чадвар:50 цэнэглэгчийг дэгжин удирддаг систем 500 цэнэглэгчтэй тэмцэж магадгүй юм. Захын хянагч, үүлэн хяналтын самбар, ослын горимын зан төлөвийг эхний өдрөөс эхлэн өргөжүүлэхээр зохион бүтээсэн байх ёстой бөгөөд хяналтын логикийг зөвхөн дундаж нөхцөл байдал биш, харин бодит хамгийн муу ачааллын огцом өсөлттэй харьцуулан туршиж үзэх ёстой.

Эдгээр бэрхшээлийг даван туулах нь

Эдгээр бэрхшээлүүдийн аль нь ч саад тотгор биш; тус бүр нь дизайны салбар юм. OCPP 1.6J эсвэл 2.0.1 дээр ганц CMS нийлүүлэгчээр стандартчилал хийснээр протоколын ихэнх үрэлтийг арилгадаг. Анхны бизнесийн тохиолдолд эрэлтийн төлбөрийг загварчлах, тоо баримтууд давуу талтай үед BESS нэмэх нь ашигт ажиллагааг хамгаалдаг. Зөвхөн лабораторийн хэмжээний демо хувилбартай биш харин батлагдсан том флотын байршуулалттай DLB нийлүүлэгчийг сонгох нь төслийг бүхэлд нь эрсдэлээс ангижруулдаг.

Эдгээр бэрхшээлүүдэд хүний ​​​​хэмжээ бас бий. DLB системийг ашиглалтад оруулж буй инженерүүд цахилгаан систем болон програм хангамжийг хоёуланг нь ойлгох ёстой бөгөөд энэ нь ховор тохиолддог хослол юм. Операторууд бүтэцлэгдсэн сургалт болон баримтжуулсан гүйлтийн бүртгэлд зориулж төсөв гаргах ёстой бөгөөд ингэснээр захын хянагч шөнийн 2 цагт дохиолол дуугарахад ээлжийн техникч аль хяналтын самбарыг шалгаж, ямар журмыг дагаж мөрдөхийг яг таг мэддэг. Насанд хүрсэн борлуулагчид эдгээр гүйлтийн бүртгэлийг стандарт хүргэлт болгон өгдөг бөгөөд тэдгээр нь байхгүй байгаа нь борлуулагч сонгох үед анхааруулах тэмдэг болдог.

Дүгнэлт

Динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт болон BESS оновчлол нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийг сүлжээний өр төлбөрөөс сүлжээний хөрөнгө болгон хувиргадаг. Эдгээр нь трансформаторыг шинэчлэхгүйгээр сайтуудад цэнэглэгчийн тоогоо гурав дахин нэмэгдүүлэх боломжийг олгож, операторуудыг шийтгэлийн эрэлтийн төлбөрөөс хамгаалж, гэнэн суурилуулалт хэзээ ч хүрч чадахгүй орлогын урсгалууд болох оргил ачааллын бууралт, эрчим хүчний арбитраж, тэр ч байтугай сүлжээний үйлчилгээ зэрэгт хүрэх боломжийг нээж өгдөг. Технологи нь боловсорсон; сахилга бат нь интеграци, өгөгдлийн чанар, шударга хүчин чадлын загварчлалд оршино.

Гол дүгнэлтүүд

• DLB нь сүлжээний холболтын киловатт тутамд илүү олон цэнэглэгчийг нээж өгдөг бөгөөд ихэвчлэн зургаан оронтой трансформаторын шинэчлэлтийг хойшлуулах эсвэл бүрмөсөн хасдаг.
• BESS + цэнэглэлт нь эрэлтийн төлбөрийн асуудлыг эрэлтийн төлбөрийн ашгийн төв болгон хувиргадаг.
• SoC дээр суурилсан эрэмбэлэлт болон хиймэл оюун ухааны урьдчилсан тооцоо нь чухал хэрэглэгчдийг (зорчигчид, автобуснууд) ачааллаас чөлөөлж, сайтын ачааллын муруйг тэгшитгэдэг.
• Бодит байршуулалтад харилцан ажиллах чадвар (OCPP, ISO 15118), өгөгдлийн чанар, нийлүүлэгчийн цар хүрээ нь ашиг олох эсвэл алдах гурван хүчин зүйл юм.

MIDA Power-тэй холбоо барина уу

MIDA Power-ийн цэнэглэх системүүд нь нэгдсэн динамик ачааллын тэнцвэржүүлэлт болон нэмэлт BESS интеграцчилалтай бөгөөд бүгдийг нь OCPP-тэй нийцсэн нэг платформоор удирддаг. Оффисын цогцолборуудаас эхлээд автобусны депо хүртэл бид таны ачааг загварчлах, системийг зөв хэмжээтэй болгох, гэнэтийн зүйлгүйгээр ашиглалтад оруулах инженерийн дэмжлэг үзүүлдэг. Ачааллын шинжилгээний зөвлөгөө, төслийн үнийн санал авахын тулд бидэнтэй холбогдоно уу.