Mikakati ya Usimamizi wa Nishati Mahiri kwa Vitovu vya Kisasa vya BESS

Jibu la Haraka

Kitovu cha kisasa cha kuchaji cha kuhifadhi nishati ya betri (BESS) hufanikiwa au hushindwa katika mkakati wake wa usimamizi wa nishati, si vifaa vyake. Usimamizi wa nishati mahiri hutumia mfumo wa usimamizi wa nishati wa kiwango cha tovuti (EMS) ili kuamua kila mara wakati wa kuchaji betri, jinsi ya kutenga nguvu miongoni mwa chaja, na wakati wa kutoa kwa ajili ya kunyoa kilele, kuhamisha mzigo, au mwitikio wa mahitaji. Mikakati mitatu yenye athari kubwa zaidi inayopimika ni utumaji wa kunyoa kilele, uwekaji wa nguvu wa chaja unaobadilika kupitia OCPP 2.0.1, na upangaji wa bei unaotumia upanuzi wa ushuru. Zikitekelezwa pamoja, hupunguza gharama ya nishati ya tovuti kwa 20–40%, hulinda chaja kutokana na mipaka ya gridi ya taifa, na huunda mapato mapya kutoka kwa programu za huduma. Makala haya yanaelezea uongozi wa EMS, mikakati ya msingi, na itifaki zinazofanya otomatiki kuwa ya kuaminika katika kiwango cha kitovu.

Mambo Muhimu ya Kuzingatia

• EMS ni ubongo wa udhibiti unaounganisha betri, chaja, PV, na ushuru wa gridi ya taifa katika tatizo moja la uboreshaji.
• Kunyoa kwa kiwango cha juu ni mkakati wenye thamani kubwa zaidi: kufikisha kikomo cha muda wa mahitaji wa dakika 15 kunapunguza bidhaa kubwa zaidi ya mstari wa ushuru.
• Usimamizi wa mzigo unaobadilika (DLM) huruhusu muunganisho mdogo wa gridi kuhudumia meli kubwa za chaja.
• Ratiba inayotegemea bei na mwitikio wa mahitaji hubadilisha hifadhi kuwa rasilimali ya mapato, si tu chombo cha kuepuka gharama.
• OCPP 2.0.1, ISO 15118, na IEC 61851 ushirikiano ni msingi usioweza kujadiliwa wa udhibiti otomatiki.

Kinachofanya Kitovu cha Kuchaji Kuwa "Kizuri" Leo

Miaka kumi iliyopita, kituo cha kuchaji cha EV kilikuwa mkusanyiko wa chaja zilizounganishwa na mita. Kila chaja ilijadili nguvu ya gari kwa kujitegemea, kituo kilichukua kilele chochote kilichohitajika, na mwendeshaji alirekebisha uharibifu mwishoni mwa mwezi. Kitovu mahiri cha BESS ni tofauti kimuundo: kila mtiririko wa nguvu hupimwa, kila uamuzi huboreshwa, na kituo hufanya kazi kama mali moja inayoweza kudhibitiwa.

Uwezo unaofafanua wa kitovu mahiri ni:

1. Kipimo cha wakati halisiya mzigo wa tovuti, hali ya chaji ya betri (SoC), nguvu ya chaja, na—inapohitajika—uzalishaji wa PV. 2.Utabirimahitaji ya magari, umeme unaotoka kwa nishati ya jua, na madirisha ya ushuru. 3.Uboreshajiambayo hutatua gharama ya chini kabisa au mapato ya juu zaidi ndani ya vikwazo vya kimwili na vya kimkataba.Utekelezajiambayo hutuma ishara za udhibiti kwa chaja, PCS za betri, na sehemu ya kuunganisha gridi. 5.Utiifupamoja na makubaliano ya muunganisho wa gridi ya taifa, sheria za upimaji, na mahitaji ya usalama wa mtandao.

Kitovu kisicho na uwezo huu ni shamba kubwa la chaja. Kwa hivyo, inakuwa rasilimali ya nishati ambayo mwendeshaji anaweza kuiahidi huduma hiyo wasifu wa mzigo usio na kikomo na kuiwasilisha.

Uongozi wa EMS: Kidhibiti cha Tovuti, Mtandao wa Chaja, Ukingo wa Gridi

Usimamizi wa nishati mahiri hufanya kazi katika tabaka tatu zilizowekwa, na utekelezaji bora huweka zote tatu zikiwa zimeratibiwa:

Safu ya 1 — Kidhibiti cha tovuti (EMS).EMS ndiyo inayofanya maamuzi. Inaingiza data ya ushuru, vigezo vya afya ya betri, hali ya chaja, na pembejeo za utabiri, kisha huchapisha mpango wa usafirishaji: sehemu za kuchaji/kutoa betri, mipaka ya nguvu ya kila chaja, na malengo ya uagizaji wa gridi. Mifumo ya kibiashara ya EMS husasisha mpango huu kila baada ya dakika 1-15, kulingana na tete ya soko.

Safu ya 2 — Mtandao wa chaja.Chaja hutekeleza mpango huo kupitia OCPP. Katika OCPP 2.0.1, EMS inaweza kuweka mipaka ya nguvu inayobadilika kwenye kila kipindi cha kuchaji kwa wakati halisi, ikipunguza vipindi vya mtu binafsi ili kuweka eneo ndani ya kikomo chake. Huu ndio utaratibu unaobadilisha muunganisho wa kVA 500 kuwa kitovu chenye uwezo wa kW 960: chaja huendesha kwa nguvu kamili betri inapotoka, na hupungua inapoacha kutoa.

Safu ya 3 — Ukingo wa gridi.Sehemu ya muunganisho huripoti data ya mita na, katika programu za gridi mahiri, hupokea ishara za nje—matukio ya mwitikio wa mahitaji, minada ya uwezo, au mapigo ya bei ya wakati wa matumizi. EMS huchukulia haya kama vikwazo au pembejeo za bei katika uboreshaji wake.

Hali ya kushindwa kuepuka ni udhibiti wa mbali: ikiwa betri inasimamiwa na muuzaji mmoja, chaja na mwingine, na PV na theluthi moja, hakuna kiboreshaji kimoja kilichopo. Ndiyo maana majukwaa yaliyounganishwa ya [kituo cha kuchaji cha BESS](https://www.midapower.com/bess-charging-station/)—ambapo EMS husafirisha betri na chaja—hutoa matokeo bora zaidi kuliko mirundiko bora zaidi iliyounganishwa pamoja kwenye eneo la kazi.

Usimamizi wa Mzigo: Kunyoa kwa Kilele na Kubadilisha Mzigo

Mikakati miwili migumu ya usimamizi wa nishati ya kitovu cha BESS ni kunyoa kilele na kuhamisha mzigo. Mara nyingi huchanganyikiwa, lakini hulenga vipengele tofauti vya ushuru.

Kunyoa kwa kileleInakamilisha kiwango cha juu cha mahitaji ya gridi ya dakika 15 katika eneo hilo. EMS huangalia dirisha la mahitaji linaloendelea; wakati kilele kinachotarajiwa kinakaribia kifuniko, hutoa betri kwa nguvu inayohitajika. Faida ni kuepuka gharama ya mahitaji—kwa kawaida gharama kubwa zaidi inayoweza kudhibitiwa kwenye bili ya eneo la kuchaji. Katika kitovu chenye kilele cha MW 1.2 na ushuru wa $15/kW, kunyoa kW 300 huokoa $54,000 kwa mwaka.

Kuhamisha mzigoHuhamisha matumizi ya nishati kwa muda. Betri huchaji wakati wa saa ambazo hazijafikia kilele (wakati nishati ni $0.03–$0.06/kWh) na huchaji chaja wakati wa saa ambazo zinakuja kilele (wakati nishati ni $0.15–$0.30/kWh). Faida ni kupunguza gharama ya nishati pamoja na, katika baadhi ya masoko, mapato ya arbitrage.

Jedwali lililo hapa chini linalinganisha mikakati kwa lengo, kichocheo cha udhibiti, na uhifadhi wa kawaida:

EMS iliyorekebishwa vizuri huendesha kadhaa ya haya kwa wakati mmoja: kupunguza kiwango cha juu cha huduma, kuhamisha mzigo kwenye madirisha ya ushuru, na kujibu matukio ya DR wakati bei ni sahihi.

Jibu la Mahitaji na V2G: Hifadhi kama Mali ya Gridi

Zaidi ya mita, kitovu cha BESS kinaweza kushiriki katika huduma za gridi ya taifa zinazolipa unyumbulifu. Programu za mwitikio wa mahitaji (DR) hulipa maeneo ili kupunguza matumizi—au umeme wa kusafirisha nje—wakati gridi ya taifa inaposhinikizwa. BESS yenye uwezo wa kW 240 ambayo inaweza kupunguza mzigo kwa saa nne inawakilisha karibu MWh 1 ya unyumbulifu unaoweza kusambazwa, yenye thamani ya $12,000–$36,000 kwa mwaka katika masoko ya DR yanayofanya kazi.

Gari-hadi-gridi (V2G) hupanua mantiki hiyo hiyo kwa lori au kundi la mabasi lenyewe. Kwa chaja za pande mbili na magari yanayowezeshwa na ISO 15118, kituo kinaweza kukusanya betri za magari yaliyoegeshwa kama mtambo wa umeme pepe. Hii ni ngumu zaidi kufanya kazi—vikwazo vya upatikanaji wa kundi lazima viheshimiwe—lakini hubadilisha mali kubwa zaidi isiyotumika kikamilifu (betri za kundi zilizoegeshwa) kuwa mapato. Waendeshaji wengi huanzisha V2G baada ya kunyoa kwa kasi na DR imethibitishwa, kwani hizo hazihitaji ushirikiano wa upande wa gari.

Upangaji Ratiba na Udhibiti wa Utabiri unaozingatia AI

EMS inayotegemea sheria tuli—"kutolewa kuanzia saa 4 jioni hadi saa 3 usiku"—huacha pesa mezani kwa sababu mizigo na bei halisi hutofautiana siku hadi siku. Udhibiti wa utabiri huongeza utabiri: EMS inatabiri mahitaji ya kuchaji ya kesho kutoka kwa telematiki ya meli, utoaji wa nishati ya jua kutoka kwa data ya hali ya hewa, na bei kutoka kwa kalenda za ushuru, kisha huboresha mpango wa betri katika upeo wa macho.

Uboreshaji wa kujifunza kwa mashine huenda mbali zaidi, kujifunza mifumo ya kila wiki ya tovuti na kurekebisha sera ya utumaji kiotomatiki. Matokeo yanayopimika katika vituo vya uendeshaji ni pamoja na:

• Punguzo la gharama la ziada la 10–20%utumaji unaotegemea sheria, kutokana na muda bora wa mizunguko ya betri;
• Mizunguko michache ya betri kwa kila kilowati kwa saa inayohudumiwa, kupanua maisha ya mzunguko kwa kulinganisha nguvu ya kutokwa na mzigo halisi;
• Utekelezaji ulioboreshwa wa kilele cha kikomowakati wa siku zisizo za kawaida (likizo, mawimbi ya joto, matukio) ambazo sheria hazifanyi.

Kwa [kituo cha kuchaji cha BESS chenye megawati 960 kW cha [2 MWh] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/), ambapo mzunguko mmoja usio na wakati mzuri unaweza kugharimu mamia ya dola katika uharibifu pamoja na kuongezeka kwa mahitaji, udhibiti wa utabiri si anasa—ni kiwango cha uendeshaji.

Ushirikiano wa Itifaki: OCPP 2.0.1 na ISO 15118

Kila mkakati mahiri ulioelezwa hapo juu unategemea EMS kuzungumza lugha ya kawaida na chaja na magari. Itifaki tatu hufafanua lugha hiyo:

• OCPP 2.0.1— kiwango cha chaja kutoka nyuma hadi nyuma. Utendaji wake wa SmartCharging huruhusu EMS kuweka mipaka ya nguvu ya kila kipindi, vidhibiti vya miamala, na usimamizi wa kifaa kwa mbali. Inachukua nafasi ya OCPP 1.6J kwa vitovu vipya kwa sababu ya usalama bora (TLS), utunzaji bora wa hitilafu, na chaji asilia mahiri.
• ISO 15118— kiwango cha gari kutoka chaji hadi chaji. Plug & Charge huthibitisha gari, na itifaki hubeba hali ya betri ya gari na vikwazo vya kuchaji kwa EMS, kuwezesha vipindi vilivyoboreshwa kweli badala ya kuchaji kwa kiwango kisichobadilika.
• IEC 61851— kiwango cha msingi cha kuashiria cha EVSE ambacho kila chaja ya kisasa hutekeleza, na ambacho OCPP na ISO 15118 hupanua.

Kubainisha zote tatu wakati wa ununuzi ni sera ya bima ya bei nafuu zaidi ambayo mmiliki wa kituo anaweza kununua. Inahakikisha kwamba [BESS for EV infrastructure](https://www.midapower.com/news/bess-for-ev-infrastructure-fast-flexible-and-grid-friendly-ultra-fast-charging-solutions/) inaweza kuendeshwa na EMS yoyote ya kisasa, inaweza kujiunga na programu za DR za siku zijazo, na inaweza kukubali magari kutoka kwa OEM yoyote bila suluhisho za adapta.

Hitimisho

Usimamizi wa nishati mahiri ndio unaotenganisha kitovu cha BESS kutoka kwa rundo la betri. EMS—ikiwa na mantiki ya kunyoa kilele, usimamizi wa mzigo unaobadilika, ratiba inayozingatia ushuru, na itifaki wazi—hubadilisha hifadhi kuwa mashine ya kupunguza gharama na mapato huku ikiweka kila chaja kwenye hali ya kawaida. Waendeshaji wanapaswa kuweka kipaumbele kwenye jukwaa lililojumuishwa badala ya ununuzi wa vipengele, kusawazisha kwenye OCPP 2.0.1 na ISO 15118, na kuanza na kunyoa kilele kabla ya kuweka katika arbitrage, DR, na hatimaye V2G. Mkusanyiko wa mkakati umethibitishwa, unapimika, na unazidi kuwa tofauti kati ya tovuti ya kuchaji ambayo inastahimili mazingira yake ya ushuru na ile inayostawi ndani yake.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

1. EMS hufanya nini hasa katika kitovu cha kuchaji cha BESS?EMS huamua kila mara wakati wa kuchaji betri, ni nguvu ngapi kila chaja inaweza kutumia, na wakati wa kutoa umeme—ikiboresha dhidi ya madirisha ya ushuru, vifuniko vya gridi ya taifa, na mahitaji ya gari. Ni ubongo wa programu wa kitovu.

2. Usimamizi wa nishati mahiri unaweza kuokoa kiasi gani kwenye tovuti ya kuchaji?Matokeo ya kawaida ni kupunguza gharama ya jumla ya nishati kwa 20–40%, huku kukiwa na punguzo la mahitaji ya 30–50% na punguzo la gharama ya nishati kwa 10–25% kutokana na kuhama kwa mzigo. Kiwango cha akiba kikiwa na ukali wa ushuru.

3. Kuna tofauti gani kati ya kunyoa kileleni na kuhamisha mzigo?Kunyoa kwa kiwango cha juu hufunika gridi ya juu zaidi ya dakika 15 ili kupunguza gharama za mahitaji; kuhamisha mzigo husogeza matumizi ya nishati kwenye madirisha ya ushuru ya bei nafuu ili kupunguza gharama za nishati. Zote mbili hutumia betri, lakini hutatua vipengele tofauti vya bili.

4. Je, ninahitaji OCPP 2.0.1, au 1.6J inatosha?OCPP 2.0.1 inapendekezwa sana kwa vitovu vipya: inaongeza usalama wa TLS, kuchaji kwa njia mahiri, na usimamizi bora wa kifaa. OCPP 1.6J inabaki kuwa sawa kwa ajili ya urekebishaji lakini inapunguza uotomatiki wa siku zijazo na ushiriki wa DR.

5. Usimamizi wa mzigo unaobadilika unaniruhusuje kuongeza ukubwa wa chaja?EMS huweka kikomo cha nguvu ya eneo kwenye kikomo cha muunganisho wa gridi ya taifa na huweka kipaumbele vipindi, kwa hivyo muunganisho wa kVA 500 unaweza kuhifadhi kW 960 za chaja—kila moja ikifanya kazi kwa nguvu kamili mradi tu jumla inabaki chini ya kifuniko.

6. Je, kitovu cha BESS kinaweza kupata pesa kutokana na mwitikio wa mahitaji?Ndiyo, ambapo mkusanyiko unapatikana. Betri ya kW 240 inaweza kutoa ~MWh 1 kwa kipindi cha saa nne, na kupata $50–150 kwa kW kwa mwaka katika masoko ya DR yanayofanya kazi.

7. Je, gari hadi gridi ya taifa ni muhimu katika vituo vya meli leo?Inaongezeka, kwa chaja za pande mbili na magari ya ISO 15118, lakini inaongeza ugumu wa uendeshaji. Waendeshaji wengi hutumia V2G baada ya kunyoa kwa kasi na DR huanzishwa, wakichukulia betri za magari yaliyoegeshwa kama nyongeza ya eneo la BESS.