Оптимизација одговора на потражњу у паметним BESS пуњачким станицама

Брзи одговор:Одговор на потражњу у [паметним BESS пуњачким станицама](https://www.midapower.com/energy-storage-charging-station) значи коришћење складиштења енергије у батеријама на лицу места плус интелигентно управљање енергијом за преусмеравање, ограничавање или извоз енергије као одговор на сигнале цена мреже, догађаје у вези са порастом оптерећења од стране комуналних предузећа или позиве за регулацију фреквенције. Пуњач за електрична возила са интегрисаном батеријом одговарајуће величине може смањити трошкове потражње за 20–40%, откључати приходе од регулације фреквенције и смањења вршних оптерећења, и смањити захтеве за капацитетом прикључка на мрежу за 30–50% — уз очување непромењеног искуства возача електричних возила. Победничка формула комбинује четири контроле: смањење вршних оптерећења, преусмеравање оптерећења, динамичко управљање оптерећењем и двосмерно V2G пражњење, све оркестрирано помоћу EMS-а који је у складу са OCPP и ISO 15118 стандардима. Оператори који имплементирају сва четири слоја обично надокнађују премију BESS-а у року од 3–6 година кроз избегнуте трошкове потражње, подстицаје за пораст оптерећења и енергетску арбитражу.

Кључне закључке:

• Трошкови потражње, а не трошкови енергије, доминирају рачунима за пуњење комерцијалних електричних возила; вршни скок од 30 минута може избрисати месец марже.
• Паметне пуњачке станице опремљене BESS-ом су једина архитектура локације која може и да пуни возила и да продаје флексибилност назад мрежи.
• Смањење пикова, померање оптерећења, динамичко управљање оптерећењем и V2G пражњење чине четворослојни оптимизациони стек који треба имплементирати редом.
• Слој контролног протокола (OCPP 1.6J/2.0.1, ISO 15118, Modbus/DNP3) одређује да ли станица заправо може да учествује у програмима за одбрану од непотребних фактора (DR).
• Батеријски блок од 200–500 kWh величине 0,5–1× снаге пуњења пружа најбољи повраћај улагања у зависности од потражње за типичним комерцијалним локацијама од 120–480 kW.

Прилика за одговор на потражњу скривена у вашем месту за пуњење

Европски оператер локације користи осам брзих пуњача једносмерне струје од 120 kW на одморишту на аутопуту. Месечна потрошња енергије је скромна, али рачуни за комуналне услуге показују да наплата по потражњи чини скоро 60% трошкова електричне енергије. Разлог је један скок од 15 минута у фебруару, када је осам електричних камиона стигло истовремено током хладног таласа и извукло 900 kW из мрежног прикључка димензија 800 kW.

Овај сценарио није изузетан. Комерцијалне тарифе за електричну енергију широм Северне Америке, Европе и Аустралије обично наплаћују 5–20 америчких долара по kW вршне потражње, мерено у интервалима од 15 или 30 минута. За место за пуњење електричних возила, подударање вршних оптерећења више возила – возни парк за доставу који се враћа у 17 часова или аутобуска станица која се пуни преко ноћи – ствара управо ону врсту кратких, наглих скокова оптерећења које накнаде за потражњу кажњавају. Паметна BESS станица за пуњење постоји управо да би апсорбовала те скокове. Батерија се пуни током прозора са ниским ценама и ниском потражњом, а празни се током интервала велике потражње, изравнавајући профил оптерећења места на бројилу.

Одговор на потражњу проширује ову логику са једне локације на целу мрежу. Комунална предузећа и оператери преносних система (TSO) плаћају средства која могу смањити потрошњу или убризгати снагу по команди — обично 50–300 УСД по kW годишње за обавезе капацитета, плус плаћања за енергију по MWh стварно испорученом током догађаја. Пуњачка станица са батеријским подршком може да одговори на догађај DR за мање од једне секунде и да одржи пражњење 1–4 сата, што је чини једном од најодзивнијих дистрибуираних средстава са којима комунално предузеће може да склопи уговор. Исти хардвер који опслужује возаче доноси локацији други извор прихода.

Како BESS пуњачка станица учествује у одговору на потражњу

Пуњач за електрична возила интегрисан са батеријама је у основи енергетска имовина са три терминала: улаз у мрежу, складиштење батерија и излаз возила. Систем за управљање енергијом (EMS) се налази у средини, одлучујући у реалном времену куда тече сваки киловат. Архитектура прати једноставну хијерархију.

Theмрежни мерачје поента истине. Сва оптимизација одговора на потражњу циља на мерени увоз: циљ никада није максимизирање наплате, већ минимизирање трошкова агрегатног профила.BESS инвертор(обично 100–250 kW по ормару, у облику двосмерних AC-DC или DC-DC конвертора) конвертује између AC мреже и DC батерије.пуњач— за MIDA, модуларни подни пуњач снаге 60–480 kW [подна станица](https://www.midapower.com/dc-fast-charger-station) или сплит систем снаге 360–1680 kW — напаја се из једносмерне магистрале. Код једносмерно спрегнутих дизајна, батерија директно напаја пуњач без двоструке конверзије, што повећава ефикасност пуњења на отприлике 92–95%.

EMS извршава DR стратегију користећи четворослојни контролни стек:

1. Прогноза локалног оптерећења: EMS учи обрасце пуњења по сату дана, дану у недељи и годишњем добу, пројектујући наредних 24–48 сати оптерећења. 2.Цена и унос сигналаТарифни распореди, обавештења о догађајима у вези са отказивањем комуналних услуга и тржишне цене у реалном времену стижу путем протокола као што су OpenADR, Modbus или DNP3. 3.Оптимизациони механизам: рутина оптимизације мешовитих целих бројева решава распоред пуњења/пражњења батерије који минимизира укупне трошкове, уз поштовање приоритета пуњача, ограничења напуњености батерије и ограничења мрежне везе. 4.ИзвршењеРаспоред се шаље BESS инвертору и преноси пуњачима путем OCPP-а, ограничавајући или појачавајући снагу по сесији по потреби.

Добро подешен EMS ће стално одржавати мерену потражњу унутар меког ограничења (нпр. 80% капацитета прикључка), резервишући простор за догађаје DR где електропривредно предузеће захтева тврдо ограничење.

Основне стратегије оптимизације које доносе мерљиве уштеде

Четири стратегије чине приручник за реаговање на потражњу за паметним BESS пуњачким станицама. Оне су комплементарне, а зрели оператери користе све четири истовремено.

Смањење вршних оптерећења је почетна тачка јер не захтева спољне уговоре и доноси уштеде од првог дана. Динамичко управљање оптерећењем је највећа надоградња: MIDA-ини [паметни EV DC пуњачи](https://www.midapower.com/smart-ev-dc-charger-150kw-180kw-200kw-240kw-300kw-360kw-420kw-fast-charging-station-floor-standing-dc-pile-product/) у опсегу од 150–420 kW пригушују излаз по сесији путем OCPP-а, тако да оператер може да инсталира два пуњача на 120 kW капацитета мреже уместо једног. Регулација фреквенције је премијум услуга; она монетизује брзину батерије, али захтева да станица буде уговорена са TSO-ом или агрегатором.

Контролни стек који омогућава одговор на потражњу

Физичка батерија и пуњачи су само половина система. Одговор на потражњу је игра података, а стек протокола одређује којим програмима станица може да се придружи.

Оператори би требало да инсистирају на подршци за OCPP 2.0.1 у новој опреми: он додаје безбедност (TLS, потписана ажурирања фирмвера) и изворне примитиве паметног пуњења које недостају OCPP 1.6J. ISO 15118-20 је стандард на страни возила који V2G претвара из лабораторијске демонстрације у мрежну услугу; он се бави двосмерним преносом енергије, аутентификацијом заснованом на сертификатима и заказивањем напајања у реалном времену између пуњача и аутомобила. За интерфејс комуналног предузећа, OpenADR 2.0b је де факто стандард за DR догађаје, док је DNP3/IEC 61850 важан за локације које желе да продају регулацију фреквенције директно оператору преносног система.

Интеграција [V2G модул за пуњење](хттпс://ввв.мидаповер.цом/30кw-40кw-в2г-цхаргинг-модуле-бидирекционал-ац-дц-цонвертер-продуцт/) у локацију претвара сам возни парк у дистрибуирану батерију. МИДА-ини двосмерни модули од 30 кW/40 кW и 15 кW/20 кW DC-DC V2G модули омогућавају депоу да агрегира десетине возила у виртуелни базен за складиштење од 1–2 MW — капацитет који учествује у DR без икаквог додатног хардвера за батерије.

План имплементације: Од проблема са фактурама до прихода од DR-а

Секвенца од пет корака пребацује локацију са пасивног наплаћивања на активно учешће у мрежи:

1. Ревидирајте профил оптерећења.Преузмите податке из 12 месеци у интервалима од 15 минута са бројила потрошње комуналних услуга. Идентификујте 10 најзначајнијих догађаја, њихово трајање и њихов узрок (долазак возног парка, хладно време, догађаји). 2.Одаберите одговарајућу величину батерије.За место за пуњење од 120–480 kW, батерија од 200–500 kWh (отприлике 0,5–1× снага пуњења у kWh) покрива 90% потреба за смањењем вршног оптерећења. MIDA-ине модуларне BESS станице — од конфигурација од 120 kWh/60 kW до [конфигурација од 482 kWh/320 kW](https://www.midapower.com/320kw-482kwh-bess-charger-mobile-ev-charging-station-energy-storage-system-product/) — омогућавају додавање капацитета у стандардним блоковима. 3.Распоредите EMS и повежите пуњаче преко OCPP-а.Конфигуришите динамичко управљање оптерећењем пре него што се дотакнете DR програма; само то може удвостручити искоришћеност капацитета локације. 4.Придружите се програмима за управљање капацитетом и енергијом.Почните са догађајима у вези са управљањем комуналним услугама (OpenADR), а затим пређите на помоћна тржишта оператора преносног система ако локална правила дозвољавају учешће у складиштењу.Додајте V2G и агрегацију.Уговорите са агрегатором да бисте објединили локацију са другом имовином, откључавајући регулацију фреквенције и плаћања на тржишту капацитета.

Шта ово значи за ваш пословни случај

Економија одговора на потражњу је разлика између места за пуњење које једва да доноси поврат новца и оног које генерише приносе на нивоу инфраструктуре. Размотрите BESS пуњачку станицу од 320 kW са 482 kWh складиштења која опслужује чвориште аутопута. Накнаде за потражњу се смањују за отприлике 30%, штедећи 18.000–30.000 америчких долара годишње по типичним комерцијалним тарифама. TOU арбитража додаје додатних 8.000–15.000 америчких долара годишње. Уговор о одређивању капацитета доприноси 6.000–12.000 америчких долара годишње, а регулација фреквенције додаје 10.000–25.000 америчких долара ако је тржиште TSO отворено. Комбиноване годишње користи од 40.000–80.000 америчких долара у односу на BESS премију од отприлике 150.000–250.000 америчких долара дају повраћај улагања на 3–6 година — пре него што се урачунају избегнути трошкови надоградње мрежне везе, који за многа места на аутопуту у потпуности превазилазе трошкове батерије.

Локације које побеђују у игри одговора на потражњу су оне које третирају батерију као имовину мреже, а не као додатак за пуњење. Сваки киловат складиштења требало би да има распоред отпреме, уговор о приходима и мерени исход. Са модуларним архитектурама и OCPP/ISO 15118-нативном контролом доступном данас, не постоји техничка баријера између локације за пуњење и тржишта флексибилности.

Честа питања

1. Шта је одговор на потражњу у BESS пуњачкој станици?Одговор на потражњу је пракса смањења или промене потрошње енергије на мрежном систему на локацији — или убризгавања ускладиштене енергије — као одговор на ценовне сигнале, догађаје услед поремећаја потражње у комуналним услугама или позиве за регулацију фреквенције мреже, користећи батерију станице и паметне контролне системе.

2. Колико одговор на потражњу може смањити рачун за струју на мојој станици за пуњење?Оператори обично смањују трошкове потражње за 20–40% и трошкове енергије за 10–30% преусмеравањем оптерећења, са комбинованим уштедама од 40.000–80.000 америчких долара годишње које се могу постићи на локацијама класе 300 kW.

3. Да ли возачи примећују када станица учествује у одговору на потражњу?Не. EMS смањује или појачава пуњење у оквиру уговорених ограничења снаге сваке сесије, а пражњење батерије покрива празнину. Возачи виде исте брзине пуњења и времена сесије.

4. Која је разлика између смањења пикова и померања оптерећења?Смањење вршне потрошње ограничава максималну измерену потражњу локације пражњењем батерије током вршног интервала, док преусмеравање оптерећења помера потрошњу енергије са скупих сати у вршним сатима на јефтине сате ван вршних. Смањење вршне потрошње циља накнаду за потражњу; преусмеравање оптерећења циља на тарифу енергије.

5. Да ли су мојој BESS станици потребни посебни протоколи за придруживање програмима за управљање отпадом од комуналних услуга?Да. OpenADR 2.0b за догађаје DR од стране комуналних предузећа, OCPP 2.0.1 за контролу пуњача и ISO 15118 за V2G су стандарди који су важни. Старија OCPP 1.6J опрема и даље може да учествује путем EMS-а, али са мање функција.

6. Да ли батерије возила могу да замене локални BESS за одговор на потражњу?Делимично. Возила која подржавају V2G могу допринети са 50–150 kW флексибилног капацитета по малом возном парку, али BESS на лицу места остаје неопходан за гарантовани, увек доступан одговор — возила су паркирана непредвидиво, батерије нису.

7. Који је период поврата инвестиције за BESS на пуњачу електричних возила са DR оптимизацијом?Са активним сва четири слоја оптимизације, исплату обично пада у распону од 3 до 6 година; локације које избегавају надоградње мрежне везе могу видети исплату у року од 3 године.