Strategji të Mençura të Menaxhimit të Energjisë për Qendrat Moderne BESS

Përgjigje e shpejtë

Një qendër moderne e karikimit të ruajtjes së energjisë së baterisë (BESS) ka sukses ose dështim në strategjinë e saj të menaxhimit të energjisë, jo në harduerin e saj. Menaxhimi inteligjent i energjisë përdor një sistem të menaxhimit të energjisë (EMS) në nivel vendi për të vendosur vazhdimisht se kur duhet të karikohet bateria, si të ndahet energjia midis karikuesve dhe kur duhet të shkarkohet për shuarjen e pikut, zhvendosjen e ngarkesës ose përgjigjen e kërkesës. Tre strategjitë me ndikimin më të lartë të matshëm janë shpërndarja e shuarjes së pikut, kufizimi dinamik i energjisë së karikuesit nëpërmjet OCPP 2.0.1 dhe planifikimi i bazuar në çmim që shfrytëzon përhapjen e tarifave. Të zbatuara së bashku, ato zvogëlojnë koston e energjisë në vend me 20-40%, mbrojnë karikuesit nga kufizimet e rrjetit dhe krijojnë të ardhura të reja nga programet e shërbimeve. Ky artikull shpjegon hierarkinë EMS, strategjitë kryesore dhe protokollet që e bëjnë automatizimin të besueshëm në shkallë qendre.

Përmbledhjet kryesore

• EMS është truri i kontrollit që lidh bateritë, karikuesit, energjinë fotovoltaike dhe tarifat e rrjetit në një problem të vetëm optimizimi.
• Ulja e konsumit maksimal është strategjia me vlerën më të lartë: kufizimi i dritares së kërkesës prej 15 minutash shkurton artikullin më të madh tarifor.
• Menaxhimi dinamik i ngarkesës (DLM) lejon që një lidhje rrjeti e vogël t'u shërbejë flotave të karikuesve të mëdhenj.
• Planifikimi i bazuar në çmim dhe përgjigjja ndaj kërkesës e shndërrojnë ruajtjen në një aset të ardhurash, jo vetëm në një mjet për shmangien e kostove.
• Ndërveprimi i OCPP 2.0.1, ISO 15118 dhe IEC 61851 janë themeli i panegociueshëm i kontrollit të automatizuar.

Çfarë e bën një qendër karikimi “të zgjuar” sot

Dhjetë vjet më parë, një pikë karikimi për automjete elektrike ishte një koleksion karikuesish të lidhur me një matës. Çdo karikues negocionte energjinë me automjetin në mënyrë të pavarur, pika arrinte kulmin që arrinte dhe operatori barazonte dëmin në fund të muajit. Një qendër inteligjente BESS është strukturalisht e ndryshme: çdo rrjedhë energjie matet, çdo vendim optimizohet dhe pika sillet si një aset i vetëm i kontrollueshëm.

Aftësitë përcaktuese të një qendre inteligjente janë:

1. Matje në kohë realetë ngarkesës së vendndodhjes, gjendjes së karikimit të baterisë (SoC), fuqisë së karikuesit dhe—kur është e aplikueshme—gjenerimit fotovoltaik. 2.Parashikimitë kërkesës për automjete, prodhimit të energjisë diellore dhe dritareve të tarifave. 3.Optimizimiqë zgjidh koston më të ulët ose të ardhurat më të larta brenda kufizimeve fizike dhe kontraktuale. 4.Ekzekutimqë dërgon sinjale kontrolli te karikuesit, PCS-ja e baterisë dhe pika e ndërlidhjes në rrjet. 5.Pajtueshmëriame marrëveshjet e lidhjes në rrjet, rregullat e matjes dhe kërkesat e sigurisë kibernetike.

Një qendër pa këto aftësi është thjesht një fermë më e madhe karikuesish. Me to, ajo bëhet një aset energjitik, operatori i të cilit mund t'i premtojë kompanisë një profil të sheshtë ngarkese dhe ta ofrojë atë.

Hierarkia EMS: Kontrolluesi i Vendndodhjes, Rrjeti i Karikuesve, Skaji i Rrjetit

Menaxhimi inteligjent i energjisë funksionon në tre shtresa të ndërthurura, dhe implementimet më të mira i mbajnë të treja të koordinuara:

Shtresa 1 — Kontrolluesi i vendndodhjes (EMS).EMS është vendimmarrësi. Ai përthith të dhënat e tarifave, parametrat e shëndetit të baterisë, gjendjet e karikuesit dhe të dhënat e parashikuara, pastaj publikon një plan shpërndarjeje: pikat e caktuara të karikimit/shkarkimit të baterisë, kufijtë e fuqisë për karikues dhe objektivat e importit në rrjet. Platformat komerciale EMS e rifreskojnë këtë plan çdo 1–15 minuta, varësisht nga paqëndrueshmëria e tregut.

Shtresa 2 — Rrjeti i karikuesve.Karikuesit e ekzekutojnë planin përmes OCPP. Në OCPP 2.0.1, EMS mund të vendosë kufizime dinamike të energjisë në çdo seancë karikimi në kohë reale, duke i kufizuar seancat individuale për ta mbajtur vendndodhjen brenda limitit të saj. Ky është mekanizmi që e kthen një lidhje 500 kVA në një qendër me kapacitet 960 kW: karikuesit funksionojnë me prodhim të plotë kur bateria shkarkohet dhe zvogëlohen kur nuk shkarkohet.

Shtresa 3 — Skaji i rrjetës.Pika e ndërlidhjes raporton të dhënat e matësit dhe, në programet e rrjetit inteligjent, merr sinjale të jashtme - ngjarje të përgjigjes ndaj kërkesës, ankandet e kapacitetit ose pulset e çmimeve në kohën e përdorimit. EMS i trajton këto si kufizime ose të dhëna çmimesh në optimizimin e tij.

Mënyra e dështimit që duhet shmangur është kontrolli i izoluar: nëse bateria menaxhohet nga një shitës, karikuesit nga një tjetër dhe energjia fotovoltaike nga një i tretë, nuk ekziston asnjë optimizues i vetëm. Kjo është arsyeja pse platformat e integruara [stacioni i karikimit BESS](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) - ku EMS dërgohet me baterinë dhe karikuesit - japin vazhdimisht rezultate më të mira sesa pirgjet më të mira të lidhura së bashku në vend.

Menaxhimi i Ngarkesës: Shkurtimi i Majës dhe Zhvendosja e Ngarkesës

Dy strategjitë kryesore të menaxhimit të energjisë në qendrën BESS janë shkurtimi i ngarkesës maksimale dhe zhvendosja e ngarkesës. Ato shpesh ngatërrohen, por synojnë komponentë të ndryshëm të tarifave.

Rruajtje e majëskufizon kërkesën maksimale 15-minutëshe të rrjetit të vendndodhjes. EMS vëzhgon dritaren e kërkesës në lëvizje; kur kulmi i projektuar i afrohet kulmit, ai shkarkon baterinë me fuqinë e nevojshme. Përfitimi është shmangia e kërkesës-ngarkesës - zakonisht kostoja më e madhe e kontrollueshme në një faturë të vendndodhjes së ngarkimit. Në një qendër me një kulm prej 1.2 MW dhe një tarifë prej 15 dollarësh/kW, shkurtimi i 300 kW kursen 54,000 dollarë në vit.

Zhvendosja e ngarkesëslëviz konsumin e energjisë me kalimin e kohës. Bateria karikohet gjatë orëve jashtë orarit të pikut (kur energjia është 0.03–0.06 dollarë/kWh) dhe furnizon me energji karikuesit gjatë orëve të pikut (kur energjia është 0.15–0.30 dollarë/kWh). Përfitimi është ulja e kostos së energjisë plus, në disa tregje, të ardhura nga arbitrazhi.

Tabela më poshtë krahason strategjitë sipas objektivit, shkaktarit të kontrollit dhe kursimit tipik:

Një EMS i akorduar mirë ekzekuton disa nga këto njëkohësisht: shkurtimin e ngarkesës maksimale, zhvendosjen e ngarkesës nëpër dritaret e tarifave dhe reagimin ndaj ngjarjeve DR kur çmimi është i duhuri.

Përgjigja e Kërkesës dhe V2G: Magazinimi si një Aset i Rrjetit

Përtej matësit, një qendër BESS mund të marrë pjesë në shërbimet e rrjetit që paguajnë për fleksibilitet. Programet e përgjigjes ndaj kërkesës (DR) paguajnë vendet për të ulur konsumin - ose për të eksportuar energji - kur rrjeti është i stresuar. Një BESS me kapacitet 240 kW që mund të ndërpresë ngarkesën për katër orë përfaqëson pothuajse 1 MWh fleksibilitet të shpërndarshëm, me vlerë 12,000-36,000 dollarë në vit në tregjet aktive të DR.

Lidhja automjet-në-rrjet (V2G) e zgjeron të njëjtën logjikë edhe për vetë flotën e kamionëve ose autobusëve. Me karikues dypalësh dhe automjete të aktivizuara nga ISO 15118, një depo mund të grumbullojë bateritë e automjeteve të parkuara si një termocentral virtual. Kjo është më komplekse për t'u operuar - kufizimet e disponueshmërisë së flotës duhet të respektohen - por e shndërron asetin më të madh të nën-shfrytëzuar (bateritë e flotës së parkuar) në të ardhura. Shumica e operatorëve e përfshijnë V2G-në pas reduktimit të ngarkesës në maksimum dhe DR janë të provuara, pasi këto nuk kërkojnë bashkëpunim nga ana e automjetit.

Planifikimi i Bazuar në IA dhe Kontrolli Parashikues

Sistemi EMS i bazuar në rregulla statike - "shkarkimi nga ora 16:00 deri në 21:00" - lë para në tavolinë sepse ngarkesat dhe çmimet reale ndryshojnë nga dita në ditë. Kontrolli parashikues shton parashikimin: EMS parashikon kërkesën për karikim të nesërm nga telematika e flotës, prodhimin diellor nga të dhënat e motit dhe çmimin nga kalendarët e tarifave, pastaj optimizon planin e baterisë në të gjithë horizontin.

Përmirësimet e të mësuarit automatik shkojnë më tej, duke mësuar modelet javore të një siti dhe duke përshtatur automatikisht politikën e shpërndarjes. Rezultatet e matshme në qendrat operative përfshijnë:

• Ulje shtesë e kostos prej 10–20%mbi shpërndarjen e bazuar në rregulla, nga një kohë më e mirë e cikleve të baterisë;
• Më pak cikle baterie për kilovat-orë të shërbyera, duke zgjatur jetëgjatësinë e ciklit duke përputhur fuqinë e shkarkimit me ngarkesën aktuale;
• Përmirësim i përputhshmërisë me kufijtë maksimalëgjatë ditëve jonormale (festa, valë të nxehta, ngjarje) që rregullat humbasin.

Për një [stacion karikimi BESS me kapacitet 2 MWh 960 kW megavat] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/), ku një cikël i keqkohëzuar mund të kushtojë qindra dollarë në degradim plus tejkalime të kërkesës, kontrolli parashikues nuk është luks - është standardi operativ.

Ndërveprimi i Protokollit: OCPP 2.0.1 dhe ISO 15118

Çdo strategji e zgjuar e përshkruar më sipër varet nga EMS që flet një gjuhë të përbashkët me karikuesit dhe automjetet. Tre protokolle e përcaktojnë këtë gjuhë:

• OCPP 2.0.1— standardi ngarkues-në-backend. Funksionaliteti i tij SmartCharging i lejon EMS të vendosë kufij energjie për seancë, kontrolle transaksionesh dhe menaxhim të pajisjeve nga distanca. Ai zëvendëson OCPP 1.6J për qendrat e reja për shkak të sigurisë më të mirë (TLS), trajtimit më të mirë të defekteve dhe ngarkimit inteligjent vendas.
• ISO 15118— standardi automjet-karikues. Plug & Charge autentifikon automjetin dhe protokolli ia përcjell EMS-së gjendjen e baterisë së automjetit dhe kufizimet e karikimit, duke mundësuar seanca vërtet të optimizuara në vend të karikimit me normë fikse.
• IEC 61851— standardi bazë i sinjalizimit EVSE që zbaton çdo karikues modern dhe të cilin e zgjerojnë OCPP dhe ISO 15118.

Specifikimi i të trejave në kohën e prokurimit është polica e vetme më e lirë e sigurimit që një pronar qendre mund të blejë. Ajo garanton që [BESS për infrastrukturën EV](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) mund të operohet nga çdo EMS moderne, mund t'i bashkohet programeve të ardhshme DR dhe mund të pranojë automjete nga çdo OEM pa zgjidhje alternative të përshtatësit.

Përfundim

Menaxhimi inteligjent i energjisë është ajo që e dallon një qendër BESS nga një grumbull baterish. EMS - i pajisur me logjikë të reduktimit të ngarkesës maksimale, menaxhim dinamik të ngarkesës, planifikim të vetëdijshëm për tarifat dhe protokolle të hapura - e shndërron ruajtjen në një makinë për uljen e kostove dhe të ardhurave, duke mbajtur të furnizuar çdo karikues. Operatorët duhet t'i japin përparësi platformës së integruar mbi blerjen e komponentëve, të standardizohen në OCPP 2.0.1 dhe ISO 15118, dhe të fillojnë me reduktimin e ngarkesës maksimale përpara se të shtresohen në arbitrazh, DR dhe në fund V2G. Grumbulli i strategjisë është i provuar, i matshëm dhe gjithnjë e më shumë ndryshimi midis një vendi karikimi që mbijeton në mjedisin e tij tarifor dhe një që lulëzon në të.

Pyetje të shpeshta

1. Çfarë bën në të vërtetë një EMS në një qendër karikimi BESS?EMS vendos vazhdimisht se kur duhet të karikojë baterinë, sa energji mund të konsumojë secili karikues dhe kur duhet të shkarkojë - duke optimizuar kundrejt dritareve të tarifave, kufizimeve të rrjetit dhe kërkesës së automjeteve. Është truri i softuerit të qendrës.

2. Sa mund të kursejë menaxhimi inteligjent i energjisë në një vend karikimi?Rezultatet tipike janë një kosto totale e energjisë 20-40% më e ulët, me ulje të tarifës së kërkesës prej 30-50% dhe ulje të kostos së energjisë prej 10-25% nga zhvendosja e ngarkesës. Kursimet shkallëzohen me agresivitetin e tarifave.

3. Cili është ndryshimi midis rruarjes së kulmit dhe zhvendosjes së ngarkesës?Shkurtimi i ngarkesës kufizon konsumin më të lartë prej 15 minutash të rrjetit për të ulur tarifat e kërkesës; zhvendosja e ngarkesës e zhvendos konsumin e energjisë në dritare me tarifa më të lira për të ulur tarifat e energjisë. Të dyja përdorin baterinë, por zgjidhin komponentë të ndryshëm të faturës.

4. A më duhet OCPP 2.0.1, apo mjafton 1.6J?OCPP 2.0.1 rekomandohet fuqimisht për qendrat e reja: shton sigurinë TLS, karikimin inteligjent vendas dhe menaxhim më të mirë të pajisjeve. OCPP 1.6J mbetet i mirë për modifikime, por kufizon automatizimin e ardhshëm dhe pjesëmarrjen në DR.

5. Si më lejon menaxhimi dinamik i ngarkesës të mbingarkoj karikuesit?EMS e kufizon fuqinë totale të vendndodhjes në limitin e lidhjes në rrjet dhe i jep përparësi seancave, kështu që një lidhje 500 kVA mund të strehojë 960 kW karikues - secili duke punuar me fuqi të plotë për sa kohë që totali mbetet nën limitin.

6. A mund të fitojë para një qendër BESS nga përgjigjja ndaj kërkesës?Po, aty ku është i disponueshëm grumbullimi. Një bateri 240 kW mund të humbasë ~1 MWh gjatë një ngjarjeje katër-orëshe, duke fituar 50–150 dollarë për kW-vit në tregjet aktive të DR.

7. A është praktike lidhja automjet-rrjet në depot e flotës sot?Gjithnjë e më shumë, me karikues dypalësh dhe automjete ISO 15118, por kjo shton kompleksitetin operacional. Shumica e operatorëve vendosin V2G pas ndërprerjes së ngarkesës maksimale dhe vendosjes së DR, duke i trajtuar bateritë e parkuara të flotës si një zgjatim të sitit BESS.