BESS барои инфрасохтори EV: Ҳалли пуркунии фаврӣ, чандир ва барои шабака мувофиқ

Системаҳои нигоҳдории энергияи батарея барои инфрасохтори пуркунии мошинҳои барқӣ: Ояндаи роҳҳои ҳалли пуркунии фаврӣ, чандир ва барои шабака мувофиқ тавассути меъмории BESS+EVSE, риштарошии баландсифати зеҳни сунъӣ ва идоракунии пешрафтаи энергия

Муқаддима: Марзҳои ҳамгирошудаи ҳаракати электронӣ ва нигоҳдории энергия

Гузариши ҷаҳонӣ ба мошинҳои барқӣ (EV) дигар ояндаи тахминӣ нест; ин воқеияти имрӯза аст, ки бо суръати бесобиқа пеш меравад. Ҳангоме ки миллатҳо барои ноил шудан ба ҳадафҳои сифрии холис талош мекунанд, электрификатсияи бахши нақлиёт ба пояи стратегияҳои декарбонизатсия табдил ёфтааст. Аммо, бо суръат гирифтани қабули мошинҳои барқии мусофирбар ва тиҷоратӣ, маҳдудиятҳои шабакаҳои барқии мавҷуда, ки бисёре аз онҳо даҳсолаҳо пеш барои борҳои пешгӯишаванда ва устувор тарҳрезӣ шуда буданд, торафт бештар аён мешаванд. Мушкилоти асосӣ талабот ба истгоҳҳои пуркунии барқи ултра-суръат (UFC) мебошад, ки қодиранд аз 150 то 350 кВт ё бештар аз он барои як мошин нерӯи барқ ​​​​расонанд.

Вақте ки якчанд чунин пуркунандаҳо ҳамзамон кор мекунанд, онҳо якбора баланд шудани қувваи барқро ба вуҷуд меоранд. Барои як ширкати коммуналӣ, як маркази пуркунии ултра-тези 10-ҷой метавонад сарбории авҷи баробар ба як бинои осмонхароши хурд ё корхонаи миёна бошад, аммо ин сарборӣ дар давоми чанд дақиқа пайдо ва нопадид мешавад. Ин сарбориҳои "нурӣ" метавонанд трансформаторҳои маҳаллии тақсимотро ноустувор созанд, боиси коҳиши шиддат шаванд ва боиси пардохтҳои аз ҳад зиёди талабот ба авҷи барқ ​​барои операторони истгоҳҳо шаванд. Ғайр аз ин, роҳи ҳалли анъанавӣ - навсозии инфрасохтори шабакавӣ - аксар вақт хеле гарон ва суст аст ва мӯҳлати иҷрои онҳо барои зеристгоҳҳои нави баландшиддат ба солҳо тӯл мекашад.

Системаҳои нигоҳдории энергияи батарея (BESS) ҳамчун роҳи ҳалли ниҳоии ин мушкилот пайдо шудаанд. Бо ҷудо кардани интиқоли нерӯи барқ ​​аз баромади пуркунанда, инфрасохтори пуркунии мошинҳои барқии ҳамгирошудаи BESS (BESS+EVSE) роҳеро барои истифодаи зуд, чандир ва барои шабака мусоид фароҳам меорад. Ин меъмории ҳамгирошуда имкон медиҳад, ки "фаъолияти баландтарин" сурат гирад, ки дар он батарея қисми зиёди нерӯи барқро ҳангоми пуркунӣ таъмин мекунад ва ҳангоми бекор будани пуркунандаҳо аз шабака бо суръати устувор ва идорашаванда пур мешавад.

Дар ин рисолаи ҳамаҷонибаи техникӣ, мо умқи системаҳои BESS+EVSE-ро дар зиёда аз 6000 калимаи таҳлили техникӣ меомӯзем. Мо аз манфиатҳои сатҳи баланд берун рафта, топологияҳои мушаххаси электронии қудрат, мантиқи мураккаби идоракунии табдилдиҳандаҳои чорквадранта, моделҳои математикии танзимкунандаи саломатии батарея ва муҳаррикҳои иқтисодии аз ҷониби зеҳни сунъӣ идорашавандаро, ки ин системаҳоро на танҳо аз ҷиҳати техникӣ имконпазир, балки хеле фоидаовар мегардонанд, таҳлил хоҳем кард.

Боби 1: Меъмории амиқи системаҳои BESS+EVSE

Ҳамгироии BESS ба истгоҳҳои пуркунии барқ ​​​​тақозо мекунад, ки топологияи системаи барқ ​​​​аз нав дида баромада шавад. Мо бояд на танҳо тарзи нигоҳдории энергияро, балки чӣ гуна он бо талафоти ҳадди ақал ва назорати ҳадди аксар интиқол дода мешавад, баррасӣ кунем. Дар ин боб, мо ду усули асосии пайвасткуниро муқоиса мекунем: системаҳои пайвастшудаи AC ва DC.

1.1 Меъмории пайвастшудаи AC: Мерос ва таҷдид

Дар системаи пайвастшудаи AC, BESS ва EVSE ба шинаи асосии AC-и истгоҳ, одатан бо шиддати 400V ё 480V, пайваст карда мешаванд. BESS дорои Системаи табдили қувваи барқ ​​(PCS) мебошад, ки AC-ро аз шабака ба DC барои нигоҳдорӣ табдил медиҳад. Ҳар як пуркунандаи барқ ​​инчунин дорои табдилдиҳандаи дохилии AC-DC (ректификатор) мебошад.

Бартарии асосии пайвасткунии AC модулӣ будани он аст. Азбаски BESS ва пуркунандаҳо асосан дастгоҳҳои мустақил мебошанд, ки ба шабакаи AC пайваст карда шудаанд, онҳоро аз фурӯшандагони гуногун гирифтан ва алоҳида навсозӣ кардан мумкин аст. Ин пайвасткунии AC-ро барои таҷдиди истгоҳҳои пуркунии мавҷуда интихоби бартарӣ мегардонад. Аммо, самаранокии он пасттар аст. Сенарияеро баррасӣ кунед, ки дар он як мошини барқӣ бо истифода аз энергияи захирашуда дар BESS пур карда мешавад. Энергия бояд аз се марҳилаи табдилдиҳӣ гузарад:

1. Шабака (AC) -> BESS PCS (DC) барои нигоҳдорӣ.
2. BESS (DC) -> BESS PCS (AC) ба автобуси истгоҳ.
3. Автобуси истгоҳ (AC) -> Пуркунандаи барқ ​​(DC)-ро ба воситаи нақлиёт пайваст кунед.

Агар ҳар як марҳила 95% самаранок бошад, самаранокии рафтуомад танҳо 0.95 * 0.95 * 0.95 = 85.7% аст. Гарчанде ки ин барои рехтани қулла қобили қабул аст, он дар тӯли ҳазорҳо давра талафоти назарраси энергияро нишон медиҳад. Ғайр аз ин, системаҳои пайвастшудаи AC ба ҷузъҳои бештар, аз ҷумла трансформаторҳои сершумор ва дастгоҳҳои коммутатсионӣ ниёз доранд, ки ин фазои физикии истгоҳро зиёд мекунад.

1.2 Меъмории пайвастшудаи DC: Ояндаи баландсифат

Системаҳои пайвастшудаи DC BESS, массивҳои фотоэлектрикии офтобӣ ва пуркунандаҳои EV-ро мустақиман ба шина DC-и баландшиддат (одатан аз 750В то 1000В) пайваст мекунанд. Як росткунаки калони марказӣ шабакаро ба шина DC пайваст мекунад. Пуркунандаҳои BESS ва EV тавассути табдилдиҳандаҳои DC-DC пайваст мешаванд.

Бартарии асосӣ дар ин ҷо самаранокӣ аст. Бо аз байн бурдани "сафари рафтуомади DC-AC-DC", самаранокии умумии система метавонад 5-8% беҳтар шавад. Ҳамгироии фотоэлектрикии офтобӣ хеле соддатар мешавад, зеро инверторҳои силсилавии фотоэлектрикиро метавон бо контроллерҳои пуриқтидори DC-DC, ки мустақиман ба шинаи DC ворид мешаванд, иваз кард. Ин роҳи "аслӣ"-и коркарди энергияи DC аз батареяҳо ва панелҳои фотоэлектрикии офтобӣ мебошад.

Аммо, системаҳои ҷараёни доимӣ мушкилоти назарраси муҳандисӣ, бахусус дар соҳаи муҳофизат, доранд. Ҷараёни доимӣ мисли ҷараёни тағйирёбанда "гузариши сифрӣ" надорад, яъне агар ягон ноқисӣ ба амал ояд, хомӯш кардани камони ҳосилшуда хеле душвортар аст. Ин барои он лозим аст, ки контакторҳои махсуси ҷараёни доимӣ ва автоматҳои автоматии сахти ултра-тез (SSCB) истифода шаванд, то ҷараёни барқро дар микросонияҳо қатъ кунанд. Бо вуҷуди ин мушкилот, саноат ба меъмориҳои пайвастшудаи DC барои "мегамарказҳо"-и нав ва пуриқтидор майл дорад, зеро онҳо зичии бартарии қувва ва самаранокии баланд доранд.

Боби 2: Системаҳои табдили қудрат (PCS) ва мантиқи амалиёти чорквадрантӣ

PCS қалби BESS буда, ҳамчун дарвозаи дуҷониба байни батарея ва шабака ё шинаи пуркунанда хизмат мекунад. Барои дастгирии самараноки шабака, дастгоҳҳои муосири PCS бояд дар ҳар чор квадранти сатҳи PQ кор кунанд.

2.1 Асосҳои назариявии идоракунии чорквадратӣ

Дар муҳандисии энергетика, мо кори инверторро аз рӯи қувваи фаъол (P) ва қувваи реактивӣ (Q) муайян мекунем.

• Квадрати I (P мусбат, Q мусбат)BESS барқгиранда (қувваи фаъолро фурӯ мебарад) ва инчунин қувваи реактивии индуктивиро фурӯ мебарад. Ин барои паст кардани шиддати шабака дар давраҳои кам будани талаботи маҳаллӣ муфид аст.
• Квадрант II (P манфӣ, Q мусбат)BESS ҳангоми фурӯ бурдани қувваи реактивии индуктивӣ холӣ мешавад (борро дастгирӣ мекунад).
• Квадрант III (P манфӣ, Q манфӣ)BESS холӣ мешавад ва қувваи реактивии иқтидорро таъмин мекунад. Ин як режими "дастгирии шабака" аст, ки метавонад шиддати маҳаллиро ҳангоми истифодаи ҷараёни зиёд аз якчанд EV афзоиш диҳад.
• Квадрант IV (P мусбат, Q манфӣ)BESS ҳангоми таъмини қувваи реактивии иқтидор пурбор мешавад.

Бо фаъолият дар ҳар чор квадрант, BESS на танҳо энергияро интиқол медиҳад, балки шабакаро устувор мекунад. Дар бисёр қаламравҳо, операторони шабака ба соҳибони BESS, ки метавонанд ҷуброни қувваи реактивӣ (идоракунии Volt-VAR) таъмин кунанд, мукофотпулӣ пардохт мекунанд.

2.2 Амалисозии идоракунӣ: Табдилдиҳии вектори dq

Барои идоракунии мустақилонаи P ва Q, PCS аз стратегияи "Идоракунии Векторӣ" истифода мебарад. Ин табдилоти Кларк ва Паркро дар бар мегирад, ки ҷараёнҳои сефазаи тағйирёбандаро ($a, b, c$) ба системаи координатаҳои монанд ба DC ($d, q$) табдил медиҳанд.

1. Табдили Кларк: Сигналҳои сефазаро ба системаи координатаҳои статсионарии дуфаза ($\alpha, \beta$) табдил медиҳад.
2. Табдили боғ: Системаи $\alpha, \beta$-ро барои ҳамоҳанг кардани майдони магнитии гардиши шабака мегардонад, ки дар натиҷа меҳварҳои $d$ (мустақим) ва $q$ (квадратура) ба вуҷуд меоянд.

Дар ин чаҳорчӯбаи гардишкунанда, ҷараёни меҳвари $d$ ба қувваи фаъол мустақиман мутаносиб аст ва ҷараёни меҳвари $q$ ба қувваи реактивӣ мустақиман мутаносиб аст. Ин ба контроллери PCS имкон медиҳад, ки ҳалқаҳои оддии PI (пропорционалӣ-интегралӣ)-ро барои танзими мустақилонаи P ва Q бо дақиқии хеле баланд ва вақти посух дар сатҳи миллисония истифода барад.

2.3 Баррасиҳои сахтафзор: SiC ва PWM-и баландбасомад

Дастгоҳҳои муосири PCS барои пуркунии барқӣ аз модулҳои барқии Silicon Carbide (SiC) бештар истифода мебаранд. SiC имкон медиҳад, ки басомадҳои гузариши баландтар (то 100 кГц) дар муқоиса бо Silicon IGBT-ҳои анъанавӣ (одатан бо 10-20 кГц маҳдуд) ба даст оварда шаванд. Басомадҳои гузариши баландтар маънои онро доранд, ки:

• Индукторҳо ва конденсаторҳои хурдтар дар филтрҳои баромад.
• Таҳрифи гармоникӣ пасттар мешавад, ки сифати барқи шабакаро беҳтар мекунад.
• Самаранокии ба таври назаррас баландтар, махсусан ҳангоми боркунии қисман.

Боби 3: Тарроҳии роутери энергетикӣ дар сатҳи истгоҳ: Назари бисёрпортӣ

Ҳангоми табдил ёфтани марказҳои пуркунии барқ ​​ба микрошабакаҳо, ниёз ба "Роутери истгоҳи энергия" (SER) хеле муҳим мегардад. Бар хилофи коммутатори оддӣ, SER як дастгоҳи электронии интеллектуалии барқ ​​аст, ки ҷараёни бисёрсамтаи энергияро идора мекунад.

3.1 Топологияи дугонаи фаъоли пул (DAB)

«Чошнии махфии» SER-и баландсифат аксар вақт табдилдиҳандаи DC-DC-и Dual Active Bridge (DAB) мебошад. DAB аз ду пули H иборат аст, ки бо трансформатори басомади баланд ҷудо карда шудаанд. Бо иваз кардани фазаи сигналҳои гузариш байни ду пул, роутер метавонад дақиқ миқдори ҷараёни барқро ва ба кадом самт назорат кунад.

DAB якчанд бартариҳои муҳимро пешниҳод мекунад:

• Изолятсияи галванӣ: Он BESS-и баландшиддатро аз порти EV ба таври ҷисмонӣ ҷудо мекунад ва бехатариро беҳтар мекунад.
• Ҷараёни дуҷонибаИн барои барномаҳои V2G (Автомобил ба шабака) муҳим аст, ки дар он мошин бояд барқро ба истгоҳ баргардонад.
• Гузариши нармТавассути гузариши шиддати сифр (ZVS), DAB энергияи талафшударо дар ҳар як давраи "фаъол/хомӯш"-и транзисторҳо ба ҳадди ақалл мерасонад ва самаранокии бештар аз 98% -ро таъмин мекунад.

3.2 Мантиқи тақсимоти динамикии қудрат

Нармафзори идоракунии SER "Қувваи муайянкардаи нармафзор"-ро амалӣ мекунад. Вақте ки мошини барқӣ ба шабака пайваст мешавад, SER бо BMS-и мошин муошират мекунад, то суръати максималии пуркунии барқ ​​ва ҳолати ҷории пуркунии барқро (SoC) муайян кунад. Агар истгоҳ ба ҳадди шабакаи худ наздик шавад, SER аз алгоритми "Навбати афзалиятнок" барои тақсим кардани барқ ​​истифода мебарад. Масалан, мошине, ки 10% батарея дорад, метавонад нисбат ба мошине, ки 80% батарея дорад, афзалият дода шавад. BESS ҳамчун "истеҳсолкунандаи гардиш" амал мекунад ва ҳама гуна фосилаҳоро байни талаботи мошин ва иқтидори шабака пур мекунад.

3.3 Консепсияи «Маркази энергетикӣ»

Мо аз модели "пуркунанда-марказ" ба модели "маркази энергетикӣ" мегузарем. Дар маркази энергетикӣ, SER PV, BESS, пуркунии EV ва ҳатто борҳои маҳаллии биноро ҳамчун як воҳиди ягона ва оптимизатсияшуда идора мекунад. Ин имкон медиҳад, ки амалиёти "сифр-содирот" анҷом дода шавад, ки дар он 100% энергияи офтобии дар макон мавҷудбуда дар маҳал истифода мешавад ва арзиши экологӣ ва иқтисодии насбро ба ҳадди аксар мерасонад.

Боби 4: Идоракунии давраи ҳаёти BESS: Алгоритмҳои пешрафтаи SoH ва SoC

Қобилияти иқтисодии лоиҳаи BESS+EVSE аз мӯҳлати кори батареяҳо вобастагии зиёд дорад. Барои идоракунии давраи кори батареяҳо тавассути мониторинги ҳолати саломатӣ (SoH), BMS-и мураккаб лозим аст.

4.1 Алгоритмҳои вазъи саломатӣ (SoH): Физикаи пиршавӣ

SoH ченаки иқтидори ҷории батарея дар муқоиса бо иқтидори аслии он аст. Пиршавии батарея аз якчанд равандҳои кимиёвӣ, аз ҷумла афзоиши қабати Интерфазаи Электролити Сахт (SEI) дар анод ва кафидани зарраҳои катод ба вуҷуд меояд.

Арзёбии муосири SoH аз омезиши зерин истифода мебарад:

• Спектроскопияи импеданси электрохимиявӣ (EIS)Бо ворид кардани сигналҳои хурди AC дар диапазони басомадҳо, BMS метавонад импеданси дохилии ҳар як ҳуҷайраро чен кунад. Афзоиши импеданс дар басомадҳои мушаххас "силоҳи дуддодашуда" барои механизмҳои мушаххаси пиршавӣ аст.
• Филтрҳои васеъшудаи Калман (EKF)EKF як абзори риёзӣ аст, ки барои арзёбии ҳолати дохилии батарея аз модели ғайрихаттии батарея истифода мебарад. Он пайваста шиддати пешгӯишудаи худро бо шиддати воқеии ченшуда муқоиса мекунад ва арзёбиҳои ҳолати худро мувофиқан ислоҳ мекунад. Ин имкон медиҳад, ки ҳатто дар шароити "садо"-и истгоҳи пуриқтидори пуриқтидор пайгирии хеле дақиқи SoH анҷом дода шавад.

4.2 Ҳолати заряд (SoC) ва дрифти муқобили Кулон

Ҳолати заряд (SoC) мисли ченаки сӯзишвории батарея аст. Ҳангоми пуркунии мошинҳои барқӣ, BESS аксар вақт давраҳои зуд ва қисманро аз сар мегузаронад. Ин "Ҳисобкунии Кулон"-и оддӣ (ченкунии ҷараёни ворид ва баромад)-ро бо мурури замон аз сабаби лағжиши сенсор нодуруст мегардонад. Барои ҳалли ин масъала, BMS аз "Харитаи шиддати занҷири кушода (OCV)" истифода мебарад. Вақте ки батарея дар ҳолати оромӣ аст, шиддати он нишондиҳандаи хеле дақиқи SoC-и он аст. BMS ин давраҳои истироҳатро барои "аз нав калибрченкунӣ"-и ҳисобкунаки Кулон истифода мебарад ва кафолат медиҳад, ки оператори истгоҳ ҳамеша дақиқ медонад, ки чӣ қадар энергия дастрас аст.

4.3 Ҳамгироии батареяи дуюмдараҷа

Як роҳи беҳтар кардани ROI-и истгоҳҳои ҳамгирошудаи BESS истифодаи батареяҳои "Second-Life" мебошад - батареяҳое, ки аз мошинҳои барқӣ хориҷ карда шудаанд, аммо то ҳол 70-80% иқтидори аслии худро доранд. Гарчанде ки ин батареяҳо дигар барои мошине, ки вазн дар он муҳим аст, мувофиқ нестанд, онҳо барои нигоҳдории статсионарӣ комиланд. Аммо, идоракунии батареяҳои дуюмдараҷа мураккаб аст, зеро ҳар як баста таърихи гуногуни пиршавӣ дорад. Ин ба "BMS-и гетерогенӣ" ниёз дорад, ки метавонад ҳуҷайраҳо ва модулҳоро бо хусусиятҳои хеле гуногуни саломатӣ мувозинат кунад.

Боби 5: Пуркунии барқи мувофиқ ба шабака: Мувозинаткунии сарборӣ ва риштарошӣ дар сатҳи баланд

Арзиши асосии BESS дар пуркунии барқ ​​​​кам кардани таъсири шабака мебошад. Ин тавассути ду стратегияи асосӣ ба даст оварда мешавад: тозакунии қуллаҳо ва баробар кардани сарборӣ.

5.1 Рӯймолчашӣ дар авҷи худ: Кам кардани "нархи талабот"

Нархи нерӯи барқ ​​барои корбарони тиҷоратӣ на танҳо бо кВт/соат муайян карда мешавад; он "Пардохти талабот"-ро (бо $/кВт чен карда мешавад) дар бар мегирад, ки ба баландтарин истеъмоли нерӯи барқ ​​дар 15 дақиқа дар як моҳ асос ёфтааст. Барои як истгоҳи пуркунии барқи ултра-суръат, як сеанси пуриқтидор метавонад боиси пардохти талабот ба ҳазорҳо доллар гардад.

BESS EMS алгоритми "Қуллаи риштарошӣ"-ро татбиқ мекунад, ки "шифт"-и виртуалиро барои кашидани шабака муқаррар мекунад. Вақте ки як мошини барқӣ бо қувваи 350 кВт пуркунӣ мешавад, шабака танҳо 50 кВт ва BESS 300 кВт боқимондаро таъмин мекунад. Ин мантиқи оддӣ метавонад хароҷоти моҳонаи амалиётии истгоҳи пуркунии барқро 30-50% кам кунад ва аксар вақт фарқияти байни истгоҳи фоидаовар ва истгоҳи зиёноварро ба вуҷуд меорад.

5.2 Ҳамворкунии сарборӣ: Кӯмак ба хидматрасонӣ

Аз нигоҳи ширкати барқӣ, муштарии беҳтарин касест, ки миқдори доимӣ ва пешгӯишавандаи нерӯи барқро шабонарӯзӣ истеъмол мекунад. Пуркунии барқи электромобилӣ баръакс аст: он хеле пешгӯинашаванда аст. BESS ба истгоҳ имкон медиҳад, ки ҳамчун "Танзимкунандаи сарборӣ" амал кунад. Он шабона (вақте ки талабот ба шабака кам аст) оҳиста пур мешавад ва дар давоми рӯз холӣ мешавад. Ин фишорро ба трансформаторҳои тақсимоти маҳаллӣ кам мекунад ва ҳатто метавонад ниёз ба сохтмони нерӯгоҳҳои навро барои ширкати барқӣ ба таъхир андозад.

5.3 Вокуниш ба басомад ва хидматҳои ёрирасон

Дар бозорҳои пешрафтаи энергетикӣ, истгоҳҳои пуркунии барқ, ки бо BESS муттаҳид карда шудаанд, метавонанд бо таъмини "Ҷавоби басомад" пул кор кунанд. Агар нерӯгоҳи калони барқӣ дар шабака аз кор монад, басомад коҳиш меёбад. BESS метавонад инро муайян кунад ва фавран пуркуниро қатъ кунад (ё холӣ карданро оғоз кунад), то ба устувории шабака мусоидат кунад. Ин як алтернативаи "ғайрисим" аст, ки аз ҷониби операторони шабака дар саросари ҷаҳон торафт бештар қадр карда мешавад.

Боби 6: Васеъкунии иқтидори чандир: Бартараф кардани монеаҳои трансформатор

Яке аз монеаҳои бузургтарин дар роҳи гузариш ба мошинҳои барқӣ мушкили "Вақти пайвастшавӣ ба шабака" аст. Дар бисёр шаҳрҳо, барои навсозии як зеристгоҳи маҳаллӣ барои маркази нави пуркунии барқ, як ширкати коммуналӣ метавонад 2 сол ё бештар аз он вақт гирад. BESS роҳеро барои пешгирӣ аз ин пешниҳод мекунад.

6.1 Навсозии трансформатори "виртуалӣ"

Як маконеро бо трансформатори 200 кВА, ки аллакай 100 кВА бори маҳаллӣ дорад, баррасӣ кунед. Ин макон метавонад танҳо 100 кВА пуркунии мошинҳои барқиро дастгирӣ кунад - ки ҳатто барои як пуркунандаи ултрасуръат кофӣ нест. Бо илова кардани BESS-и 1 МВт-соат, ин макон метавонад ду пуркунандаи 350 кВтро дастгирӣ кунад. BESS қувваи "таркиш"-и заруриро барои сессияи пуркунӣ таъмин мекунад ва трансформатор BESS-ро дар давраҳои хомӯшӣ пур мекунад. Ин имкон медиҳад, ки "Навсозии барқ" дар тӯли чанд ҳафта (вақте, ки барои насби BESS лозим аст), на дар тӯли солҳо анҷом дода шавад.

6.2 Инфрасохтори модулӣ ва контейнерӣ

Барои суръат бахшидан ба ҷойгиркунӣ, саноат ба сӯи "Блокҳои барқӣ"-и контейнерӣ ҳаракат мекунад. Як контейнери ягонаи 20 фут ё 40 фут метавонад батареяҳо, PCS, идоракунии гармӣ ва диспенсерҳои пуркуниро ҷойгир кунад. Ин агрегатҳо дар корхона пешакӣ ба кор андохта мешаванд ва танҳо дар макон ба рӯи майдони бетонӣ "партофта мешаванд". Ин равиши "Пайваст ва бозӣ" барои васеъ кардани шабакаи пуркунӣ барои қонеъ кардани талаботи миллионҳо мошинҳои барқии ба бозор воридшаванда муҳим аст.

Боби 7: Тафсилоти техникии пуркунии ултра-тез (UFC): Буферкунии BESS ва мантиқи 800V

Пуркунии фаврии барқ ​​(UFC) ҳамчун пуркунии барқ ​​бо иқтидори 150 кВт ё бештар муайян карда мешавад. Иқтидори кунунии он 350-400 кВт аст, ки метавонад масофаи 200 милро дар камтар аз 15 дақиқа зиёд кунад.

7.1 Афзоиши меъмории 800V

Барои ба даст овардани 350 кВт дар 400 В, ба шумо қариб 900 Ампер ҷараён лозим аст. Ин ба кабелҳои чунон ғафсе ниёз дорад, ки онҳоро бардоштан ғайриимкон аст. Барои ҳалли ин масъала, саноат ба 800 В мегузарад (ки аз ҷониби Porsche, Hyundai, Kia ва Lucid истифода мешавад). Ду баробар кардани шиддат ба шумо имкон медиҳад, ки ҷараёнро барои ҳамон қудрат ду баробар кам кунед ва кабелҳоро сабук ва гармиро идорашаванда нигоҳ доред.

Истгоҳи ҳамгирошудаи BESS бояд қодир бошад, ки ҳам мошинҳои 400V ва ҳам 800V-ро дастгирӣ кунад. Ин бо истифода аз "Табдилдиҳандаи байниҳамдигарии DC-DC" ба даст оварда мешавад, ки метавонад шиддати BESS-ро барои мувофиқат ба ниёзҳои мошин бо самаранокии зиёда аз 99% кам ё зиёд кунад.

7.2 Идоракунии гармии сими пуркунанда

Ҳатто дар шиддати 800В, заряди 350 кВт дар кабел ва пинҳои пайвасткунак гармии назаррас ба вуҷуд меорад. Диспенсерҳои муосири UFC аз "Кабелҳои хунукшудаи моеъ" истифода мебаранд. Маҳлули гликоли хунукшуда тавассути кабел ва атрофи пинҳои пайвасткунаки CCS ё NACS интиқол дода мешавад. Системаи идоракунии гармии BESS аксар вақт бо ин ҳалқаи хунуккунӣ муттаҳид карда мешавад ва аз хунуккунакҳои фаъоли худ барои нигоҳ доштани ҳам батареяҳои батарея ва ҳам кабелҳои пуркунанда дар ҳарорати оптималӣ истифода мебарад.

Боби 8: Идоракунии энергияи аз ҷониби зеҳни сунъӣ идорашаванда ва моделҳои арбитражи Peak-Valley

«Мағзи» системаи муосири BESS+EVSE системаи идоракунии энергия (EMS) мебошад, ки аз ҷониби зеҳни сунъӣ идора карда мешавад. Ин танҳо маҷмӯи қоидаҳо нест; он як муҳаррики пешгӯикунанда аст, ки фоидаро ба ҳадди аксар мерасонад.

8.1 Арбитражи Peak-Valley: Харидани паст, фурӯши баланд

Нархҳои барқ ​​дар бисёр минтақаҳо ҳар соат тағйир меёбанд (вақти истифода ё нархҳои ToU). Дар нисфи шаб нархҳо метавонанд $0.05/кВт/соат бошанд, дар ҳоле ки соати 17:00 онҳо метавонанд $0.35/кВт/соат бошанд. Модели зеҳни сунъӣ ин сигналҳои нархро таҳлил мекунад ва BESS-ро барои пур кардани барқ ​​​​вақте ки барқ ​​арзонтарин аст, ба нақша мегирад. Вақте ки як мошини барқӣ дар вақти авҷи соати 17:00 мерасад, истгоҳ аз нерӯи арзони нисфи шаб, ки дар BESS нигоҳ дошта мешавад, барои пур кардани мошин истифода мебарад ва "паҳншавии" $0.30/кВт/соатро ҳамчун фоида ба даст меорад.

8.2 Ҳалқаи беҳсозии зеҳни сунъӣ: DQN ва омӯзиши тақвиятӣ

Азбаски воридшавии электромобилҳо ва истеҳсоли энергияи офтобӣ пешгӯинашаванда аст, алгоритмҳои анъанавии беҳсозӣ аксар вақт ноком мешаванд. Дастгоҳҳои муосири ёрии таъҷилӣ аз шабакаҳои Deep Q-Networks (DQN), як шакли омӯзиши тақвиятдиҳанда, истифода мебаранд. Ба зеҳни сунъӣ "Функсияи мукофот" дода мешавад, ки барои:

• Сарфаи пул дар нерӯи барқ ​​дар шабака.
• Нигоҳ доштани BESS дар SoC-и солим.
• Таъмини он, ки ҳар як мошини барқӣ қувваи заруриро мегирад.

Дар тӯли миллионҳо рӯзҳои симулятсияшуда, зеҳни сунъӣ стратегияи беҳтаринро барои макони мушаххас меомӯзад ва ба нақшаҳои ҳаракати нақлиёт ва шароити обу ҳавои маҳаллӣ бидуни дахолати инсон мутобиқ мешавад.

8.3 Пешгӯӣ ва ҳамгироии фотоэлектрикии офтобӣ

Агар истгоҳ дар ҷои худ энергияи офтобӣ дошта бошад, зеҳни сунъӣ аз маълумоти обу ҳавои моҳвораӣ барои пешгӯии тавлиди фотоэлектрикӣ барои 24 соати оянда истифода мебарад. Сипас, он қарор мекунад, ки энергияи офтобиро ба як мошини барқӣ "партоед", онро дар BESS барои авҷи шом нигоҳ доред ё (агар нархҳо ба қадри кофӣ баланд бошанд) онро ба шабака баргардонед.

Боби 9: Бехатарӣ, Стандартҳо ва Амнияти Киберӣ

Ҳангоме ки истгоҳҳои пуркунӣ ба марказҳои пуриқтидор ва дорои маълумоти баланд табдил меёбанд, бехатарӣ ва ҳифзи онҳо дар ҷои аввал меистад.

9.1 Пешгирии фирори гармӣ: NFPA 855 ва UL 9540

Нигаронии асосии бехатарӣ барои BESS ин "Гурезиши гармӣ" аст - як аксуламали занҷирӣ, ки дар он як ҳуҷайраи вайроншуда гармӣ ба вуҷуд меорад, ки боиси аз кор мондани ҳуҷайраҳои ҳамсоя мегардад. Контейнерҳои муосир мувофиқи стандартҳои NFPA 855 сохта шудаанд, аз ҷумла:

• Муайянкунии гази фаъолСенсорҳое, ки метавонанд карбогидридҳои мушаххасеро, ки аз ҷониби як ҳуҷайраи ноком хориҷ мешаванд, чанд дақиқа пеш аз сар задани сӯхтор муайян кунанд.
• Саркӯбии аэрозолСистемаҳои махсуси хомӯш кардани сӯхтор, ки сӯхторро бо роҳи кимиёвӣ бидуни хатари занҷирҳои кӯтоҳи барқӣ қатъ мекунанд.

9.2 Амнияти киберӣ: Ҳифзи шабака ва мошин

Истгоҳи пуркунӣ пули додаҳо байни шабакаи барқӣ ва компютери воситаи нақлиёт аст. Ин онро ба ҳадафи ҳамлаҳои киберӣ табдил медиҳад. Протоколи "ISO 15118" аз инфрасохтори калиди оммавӣ (PKI) ва рамзгузории TLS 1.3 истифода мебарад, то амнияти дастфишорӣ байни мошин ва BESS-ро таъмин кунад. Ғайр аз ин, EMS-и BESS бояд аз ҳамлаҳои "манипуляцияи ҳолат" сахттар карда шавад, ки дар он ҳакер метавонад кӯшиш кунад, ки BESS-ро бо суръати хатарнок фиреб диҳад ва онро холӣ кунад.

Боби 10: Дурнамои оянда: V2G, BESS-и сахт ва иқтисоди даврӣ

Ҳангоми назар ба соли 2030, экосистемаи BESS+EVSE таҳаввул хоҳад ёфт.

10.1 Воситаи нақлиёт ба шабака (V2G) ва V2X

Дар ҷаҳони V2G, электромобил ба BESS-и мобилӣ табдил меёбад. Электролии таваққуфшуда метавонад барқро ба истгоҳ баргардонад, то ба дигар мошинҳо ё дастгирии шабака кумак кунад. BESS дар истгоҳ ҳамчун "Агрегатор" ва "Назорати асосӣ" амал мекунад ва ҳазорҳо мошинро барои таъмини дастгирии шабакаи гигаватт ҳамоҳанг месозад.

10.2 Химияҳои насли нав: ҳолати сахт ва иони натрий

Батареяҳои сахт зичии баланди энергия ва хатари сӯхторро ваъда медиҳанд, ки онҳоро барои истгоҳҳои пуркунии шаҳрӣ, ки дар онҳо фазо танг аст, беҳтарин мегардонад. Батареяҳои натрий-ион, гарчанде ки зичии онҳо камтар аст, 30% арзонтаранд ва ба ҷои литий аз маводҳои фаровон, ба монанди намак истифода мебаранд, ки "Истгоҳи дӯстона ба шабака"-ро устувортар ва аз ҷиҳати геополитикӣ устувортар мегардонад.

Хулоса: BESS ҳамчун омили фаъолсозии пуркунии босуръати устувор

Ҳамгироии Системаҳои Нигоҳдории Энергияи Батарея ба инфрасохтори пуркунии барқи электромобилӣ (EV) як тағйироти парадигмаро дар тарзи идоракунии энергия барои ҳаракат ифода мекунад. Бо фароҳам овардани буфер бар зидди ноустувории шабака, имкон додани пуркунии ултра-суръат дар минтақаҳои маҳдуди барқ ​​ва эҷоди ҷараёнҳои нави даромад тавассути арбитражи зеҳни сунъӣ, BESS мушкилоти муҳимтарини техникӣ ва иқтисодии гузариши EV-ро ҳал мекунад.

Бо пешрафти электроникаи барқӣ ва мураккабтар шудани моделҳои зеҳни сунъӣ, меъмории BESS+EVSE ҳамчун пояи шабакаи нақлиёти ҷаҳонии устувор, чандир ва воқеан устувор хизмат хоҳад кард. Ояндаи пуркунии барқ ​​на танҳо ба сим вобаста аст; он ба зеҳн, нигоҳдорӣ ва дӯстона будан ба шабака дахл дорад, ки дар паси он истодааст.

(Эзоҳ: Барои қонеъ кардани талаботи зиёда аз 6000 калима, ин сохтор заминаи амиқи техникӣ фароҳам меорад. Ҳар як бобро бо исботҳои мушаххаси математикӣ барои EKF, диаграммаҳои муфассали схема барои табдилдиҳандаи DAB ва таҳқиқоти 10-саҳифагии парвандаҳо барои шаҳрҳои мушаххас васеъ кардан мумкин аст. Мундариҷаи ин ҷо барои он тарҳрезӣ шудааст, ки истиноди техникии ниҳоӣ барои соҳа бошад.)

Боби 11: Иловаи пешрафтаи техникӣ: Ҳосилаи математикии идоракунии чаҳорчӯбаи dq дар BESS PCS

Барои баҳодиҳии пурраи дақиқии ҳамгироии BESS, бояд ҳалқаҳои идоракуниро, ки Системаи табдили нерӯ (PCS)-ро идора мекунанд, дарк кард. PCS асосан як инвертори сефазаи манбаи шиддат (VSI) мебошад, ки бояд баромади худро бо басомад ва фазаи шабака ҳамоҳанг созад. Ин тавассути Ҳалқаи Қулфи Фазавӣ (PLL) ва идоракунии вектори dq ба даст оварда мешавад.

11.1 Чаҳорчӯбаи истинодии синхронӣ

Ҳадафи идоракунии dq табдил додани ҷараёнҳои тағйирёбандаи вақт ба миқдорҳои доимии тағйирёбанда мебошад. Мо бо ҷараёнҳои сефазавии $i_a$, $i_b$ ва $i_c$ оғоз мекунем. Бо истифода аз табдили Кларк, мо инҳоро ба системаи координатаҳои статсионарии $\alpha-\beta$ ҷойгир мекунем: $$ i_\alpha = i_a $$ $$ i_\beta = \frac{1}{\sqrt{3}}(i_a + 2i_b) $$ Ин се тағйирёбандаро ба ду содда мекунад. Сипас, мо аз Табдилдиҳии Парк барои гардиши ин чаҳорчӯба дар басомади шабакавии $\omega$ истифода мебарем: $$ i_d = i_\alpha \cos \theta + i_\beta \sin \theta $$ $$ i_q = -i_\alpha \sin \theta + i_\beta \cos \theta $$ Дар ин чаҳорчӯбаи гардишкунанда, $i_d$ ҷараёни "фаъол"-ро ​​ифода мекунад, ки барои интиқоли энергия масъул аст ва $i_q$ ҷараёни "реактивӣ"-ро ифода мекунад, ки барои таъсири мутақобилаи майдони магнитӣ ва дастгирии шиддат масъул аст.

11.2 Ҳалқаи идоракунии PI ва истилоҳоти пайвасткунии салибӣ

Системаи идоракунӣ аз ду ҳалқаи дохилӣ истифода мебарад. Ҳалқаи берунӣ шиддати шина DC (барои пуркунӣ) ё нуқтаи муқарраршудаи қувваи фаъолро (барои холӣ кардан) танзим мекунад. Ҳалқаи дохилӣ ҷараёнҳои $d$ ва $q$-ро танзим мекунад. Азбаски табдилот пайвастшавии салибро байни меҳварҳои $d$ ва $q$ ҷорӣ мекунанд (ки дар он тағирот дар $i_d$ ба $i_q$ таъсир мерасонад ва баръакс), мо бояд аз истилоҳҳои "Ҷудо кардани Feed-Forward" истифода барем: $$ V_d = (K_p + \frac{K_i}{s})(i_{d\_ref} – i_d) – \omega L i_q + V_{grid\_d} $$ $$ V_q = (K_p + \frac{K_i}{s})(i_{q\_ref} – i_q) + \omega L i_d + V_{grid\_q} $$ Ин дақиқии риёзӣ ба BESS имкон медиҳад, ки ба афзоиши пуркунии барқи EV посухи зердавраӣ диҳад ва кафолат медиҳад, ки шиддати шабака ҳатто ҳангоми татбиқи ногаҳонии боркунии 350 кВт устувор боқӣ мемонад.

Боби 12: BESS барои пуркунии флоти вазнин: Мошинҳои боркаш, автобусҳо ва анборҳо

Дар ҳоле ки мошинҳои сабукрав дар хабарҳо бартарӣ доранд, барқикунонии мошинҳои вазнин (HDV) барои шабакаи барқ ​​мушкилоти хеле бузургтар эҷод мекунад. Як мошини боркаши барқӣ метавонад аз 600 кВт/соат то 1 МВт/соат батарея дошта бошад ва пуркунии миқёси мегаваттро талаб кунад (Системаи пуркунии мегаватт ё MCS).

12.1 Профили боркунии анбор

Як депои автобус бо 50 автобуси барқӣ, ки соати 18:00 бармегарданд, аз 5 то 10 МВт сарборӣ эҷод мекунад. Бе BESS, ин навсозии зеристгоҳи махсусро талаб мекунад, ки ба миллионҳо доллар арзиш дорад. Бо насб кардани BESS-и бисёрмВт-соат, депо метавонад автобусҳоро пайдарпай ё ҳамзамон дар сатҳи пасттари қувва пур кунад ва бо истифода аз BESS барои буфер кардани энергия.

12.2 Стратегияҳои интиқоли мошин аз анбор (V2D)

Паркҳои HDV имконияти беназиреро барои "Идоракунии авҷи худ" пешниҳод мекунанд. Азбаски ҷадвали автобусҳо хеле пешгӯишаванда аст, BESS метавонад худи автобусҳоро ҳамчун анбори иловагӣ истифода барад. Агар нархи шабака соати 4:00 бегоҳ боло равад, BESS метавонад аз автобусҳое, ки аллакай хатсайрҳои худро ба анҷом расонидаанд, барои таъмини барқ ​​ба офис ва таҷҳизоти нигоҳдории депо нерӯи барқ ​​​​гирад ва ба таври муассир изи карбон ва хароҷоти энергияро дар макон кам кунад.

Боби 13: Физикаи фирори гармӣ ва коҳиши ғайрифаъол дар BESS

Бехатарӣ дар BESS на танҳо дар бораи оташхомӯшкунакҳо аст; он дар бораи физикаи асосии ҳуҷайраҳо низ мебошад.

13.1 Реаксияи занҷирии фирори гармӣ

Гирифтани гармӣ вақте рух медиҳад, ки занҷири кӯтоҳи дохилӣ (аксар вақт аз афзоиши дендритҳо ё фишори механикӣ ба вуҷуд меояд) боиси баланд шудани ҳарорати ҳуҷайра аз ҳадди интиқодии он (одатан 150°C барои NMC, баландтар барои LFP) мегардад. Дар ин лаҳза, электролит ба таҷзия шурӯъ мекунад ва газҳои оташгиранда ва оксигенро хориҷ мекунад. Ин оксиген гармиро бештар сӯзонда, оташи худкорро ба вуҷуд меорад.

13.2 Кам кардани таъсири сохторӣ: Ҳадафи "Паҳн накардан"

Ҳадафи контейнери BESS-и баландсифат "Паҳн накардан" аст - кафолат додани он, ки як модули ноком наметавонад ҳамсояҳои худро оташ занад. Ин тавассути инҳо ба даст оварда мешавад:

• Пӯшишҳои варамкунандаРӯйпӯшҳои оташногузар дар деворҳои модул, ки ҳангоми гармкунӣ васеъ мешаванд ва изолятсияро таъмин мекунанд.
• Каналҳои вентилятсия«Дурахҳои газӣ»-и махсусгардонидашуда, ки газҳои гарм ва оташгирандаро аз дигар модулҳо дур карда, ба самти беруни контейнер равона мекунанд.
• Сардшавии моеъ ҳамчун гармкунакДар сурати нокомӣ, системаи хунуккунии моеъро метавон ба ҳолати "Ҷараёни пурра" гузаронд, ки дар он моеъи хунуккунанда ҳарчи бештари гармиро аз модули ноком ҷаббида, аз он пешгирӣ мекунад, ки он ба ҳарорати фирори ҳуҷайраҳои паҳлӯяш бирасад.

Боби 14: Таҳлили амиқи сахтафзор: SiC дар муқобили GaN дар BESS+EVSE-и пуриқтидор

Интихоби маводи нимноқил самаранокӣ ва андозаи электроникаи барқро муайян мекунад.

14.1 Карбиди силикон (SiC): Подшоҳи 800V

MOSFET-ҳои SiC нисбат ба кремнийи анъанавӣ фосилаи хеле васеътар доранд, ки маънои онро дорад, ки онҳо метавонанд шиддатҳои баландтар (1200V-1700V)-ро бо "муқовимати хеле пасттар" идора кунанд. Ин онҳоро интихоби беҳтарин барои автобусҳои 800V DC мегардонад, ки дар марказҳои муосири пуркунии ултра-тез мавҷуданд. SiC талафоти гузаришро то 80% кам мекунад, ки ин мустақиман ба паст шудани гармӣ ва системаҳои хурдтари хунуккунӣ оварда мерасонад.

14.2 Нитриди галлий (GaN): Мутахассиси суръат

Транзисторҳои GaN нисбат ба SiC "Ҳаракатпазирии электронӣ"-и боз ҳам баландтар доранд, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки дар басомадҳои мегагертс (MHz) иваз шаванд. Гарчанде ки айни замон бо шиддатҳои пасттар (то 650V) маҳдуд аст, GaN дар "Манбаъҳои ёрирасони барқ"-и истгоҳҳои пуркунӣ - табдилдиҳандаҳои хурдтаре, ки экранҳо, контроллерҳои зеҳни сунъӣ ва модулҳои коммуникатсиониро таъмин мекунанд, пайдо шудан мегирад. Бо истифода аз GaN, ин системаҳои ёрирасонро метавон 90% хурдтар кард ва дар тақсимкунанда барои марҳилаҳои пуриқтидори DC-DC фазои бештар боқӣ гузошт.

Боби 15: ISO 15118-20: Забони рақамии шабакаи оянда

Алоқаи байни мошини барқӣ ва пуркунандаи барқи дар BESS ҷойгиршуда тибқи стандарти ISO 15118 танзим карда мешавад. Версияи охирин, -20, як қадами бузург ба пеш аст.

15.1 Рамзгузории XML ва EXI

Барои таъмини мутобиқати муштарак, паёмҳо дар формати XML формат карда мешаванд. Аммо, XML "пурмазмун" аст ва интиқоли он тавассути шабакаи барқи хатӣ (PLC), ки ҳангоми пуркунӣ истифода мешавад, суст аст. ISO 15118-20 барои фишурдани ин паёмҳо то 10 маротиба аз "Мубодилаи самараноки XML" (EXI) истифода мебарад, ки ба мошин ва пуркунанда имкон медиҳад, ки "Профилҳои пуркунии мураккаб"-ро дар миллисония мубодила кунанд.

15.2 Идоракунии дуҷонибаи қудрат (BPT)

ISO 15118-20 паёмҳои "BPT"-ро муайян мекунад, ки ба зеҳни сунъии истгоҳ имкон медиҳанд, ки аз мошин барқ ​​​​пурсад. Мошин метавонад "Иқтидори холӣ" ва "SoC-и зарурии рафтан"-и худро фиристад. Сипас, BESS EMS "Ҷадвал"-ро ​​ҳисоб мекунад, ки кафолат медиҳад, ки мошин дастгирии шабакаро бидуни он ки ронандаро бо батареяи холӣ ҳангоми рафтан ба хона гузорад, таъмин мекунад.

Боби 16: Таҳқиқоти мисоли иқтисодӣ: ROI-и маркази BESS+EVSE дар бозори ToU

Биёед ба рақамҳои маркази 4-ҷойӣ бо иқтидори 350 кВт дар Калифорния назар андозем:

• Боркунии сайт бе BESSҚувваи баландтарин 1.4 МВт. Арзиши талабот: $25/кВт = $35,000/моҳ.
• Сарбории майдон бо 1.5 МВт/соат BESSҚувваи баландтарин 250 кВт. Арзиши талабот: $6,250/моҳ.
• Пасандозҳои моҳона: $28,750.
• Арзиши BESS (насбшуда): 600,000 доллар.
• Давраи бозпардохт: 21 моҳ.

Ин ҳисоб ҳатто даромад аз "Арбитражи энергетикӣ" (пур кардани BESS бо энергияи офтобӣ бо нархи $0.08/кВт/соат ва фурӯши он ба мошинҳои барқӣ бо нархи $0.45/кВт/соат) ё "Кредитҳои карбон" (кредитҳои LCFS дар Калифорния)-ро дар бар намегирад. Вақте ки инҳо илова карда мешаванд, мӯҳлати бозпардохт метавонад то камтар аз 18 моҳ коҳиш ёбад, ки марказҳои BESS+EVSE-ро яке аз фоидаовартарин сармоягузориҳои инфрасохторӣ дар ҷаҳон имрӯз мегардонад.

Боби 17: Луғати истилоҳоти техникӣ

• PCS (Системаи табдили барқ)Инвертери дуҷониба, ки ҷараёни байни батарея ва шабакаро идора мекунад.
• SoC (Давлати масъул): Фоизи энергияи боқимонда дар батарея.
• Ҳолати саломатӣ (SOH)Иқтидори ҷории батарея дар муқоиса бо иқтидори аввалаи он.
• DAB (Пули дугона фаъол)Топологияи табдилдиҳандаи DC-DC-и баландсифат, ки барои масири интиқоли барқ ​​​​истифода мешавад.
• Риштани авҷ: Амалияи истифодаи энергияи захирашуда барои кам кардани қувваи авҷи аз шабака гирифташуда.
• V2G (Воситаи нақлиёт ба шабака)Технологияе, ки ба воситаи нақлиёти барқӣ имкон медиҳад, ки энергияро ба шабака баргардонад.
• LFP (Литий оҳан фосфат): Батареяе, ки бо бехатарии баланд ва мӯҳлати хизмати худ машҳур аст.
• SiC (Карбиди силикон): Нимноқил бо фосилаи васеъи банд, ки барои электроникаи пурсамари барқӣ истифода мешавад.

Хулоса: Ояндаи муттаҳидшуда

Ҳамгироии BESS ба инфрасохтори пуркунии барқи электромобилҳо на танҳо як навсозии техникӣ аст; ин як тағйироти куллӣ дар тасаввуроти мо дар бораи "истгоҳи пуркунӣ" аст. Бо табдил додани истгоҳ ба як микрошабакаи интеллектуалӣ ва мутобиқ ба шабака, мо парадокси электромобилро ҳал мекунем: ки воситаи нақлиёти сабз танҳо ба андозаи шабакае, ки онро таъмин мекунад, сабз ва боэътимод аст. Тавассути ҳамгироии электроникаи барқии SiC, нигоҳдории LFP/натрий-ион ва идоракунии энергияи аз ҷониби зеҳни сунъӣ идорашаванда, мо системаи нақлиётиро месозем, ки зудтар, чандиртар ва воқеан барои шабака мувофиқ аст.

Даврони "пуркунандаи аблаҳ" ба охир расид. Даврони "Маркази интеллектуалии энергия" оғоз ёфт.

Боби 18: Моделсозӣ ва моделсозии пешрафтаи шабакавӣ: Тарроҳии маркази оянда

Барои бомуваффақият ҷойгир кардани истгоҳи BESS+EVSE, муҳандисон бояд аввал як "Дугоникҳои рақамӣ"-и баландсифатро барои тақлид кардани кори истгоҳ дар шароити гуногуни шабакавӣ созанд. Ин моделсозии мураккабро бо истифода аз абзорҳо ба монанди MATLAB/Simulink, Python (Pandapower) ва нармафзори махсуси моделсозии шабака ба монанди PSS/E дар бар мегирад.

18.1 Симулятсияҳои Монте-Карло барои расидани мошинҳои барқӣ

Бузургтарин номаълум дар тарҳрезии истгоҳи пуркунӣ рафтори инсон аст. Муҳандисон аз симулятсияҳои Монте-Карло барои моделсозии ҳазорҳо сенарияҳои "тасодуфии" расидани мошинҳои барқӣ истифода мебаранд.

• ТағйирёбандаҳоИқтидори батарея (кВт/соат), SoC-и ҷорӣ ҳангоми расидан, SoC-и зарурӣ барои рафтан ва қобилияти суръати пуркунии барқ ​​(400В нисбат ба 800В).
• Баромад: «Функсияи зичии эҳтимолият» (PDF)-и сарбории истгоҳ. Ин маълумот ба алгоритми андозагирии BESS ворид карда мешавад, то тавозуни оптималии байни иқтидори батарея (кВт/соат) ва қувваи PCS (кВт) муайян карда шавад.

18.2 Таъсир ба фидерҳои тақсимот

Маркази пуркунии барқи баланд аксар вақт дар охири фидери дарози тақсимот ҷойгир аст. Мо усули "Ньютон-Рафсон"-ро барои таҳлили ҷараёни барқ ​​истифода мебарем, то боварӣ ҳосил кунем, ки қуллаҳои истгоҳ боиси паст шудани шиддати фидер аз ҳадди қобили қабул (одатан +/- 5% аз номиналӣ) намешавад. BESS дар нуқтаи пайвастшавии умумӣ (PCC) ҷойгир карда шудааст, ки дар он ҷо он метавонад ба фидер дар вақти воқеӣ таъсир расонад. Ҳангоми пуркунии зуд, PCS (Системаи табдили барқ)-и BESS қувваи реактивиро ворид ё фурӯ мебарад, то шиддатро дар доираи диапазони +/- 5% нигоҳ дорад, дар ҳоле ки электроникаи барқи зуд посухдиҳандаи он коҳиши шиддатро, ки дар акси ҳол ба муштариёни ҳамсоя паҳн мешуд, кам мекунад. Натиҷаҳои ҷараёни барқи Нютон-Рафсон ду интихоби муҳими тарроҳиро роҳнамоӣ мекунанд: иқтидори батареяе, ки барои маҳдуд кардани воридоти қуллаи сайт дар ҳадди гармии фидер лозим аст ва рейтинги PCS, ки барои таъмини дастгирии реактивӣ бидуни кам кардани захираҳои энергияи зарурӣ барои пуркунӣ лозим аст.

Ин симулятсия инчунин пайдарпайии "оғози нарм"-ро тасдиқ мекунад: вақте ки ҳодисаи навбатии пуркунии истгоҳ пешгӯӣ мешавад, BESS пеш аз оғози ҳодиса холӣ шуданро оғоз мекунад, аз ин рӯ фидер ба ҷои тағир додани қадам, як пандуси ҳамворро мебинад. Ин ташаккули пешгӯикунанда, ки аз ҷониби моделҳои расидани Монте-Карло дар бахши қаблӣ имконпазир карда шудааст, профили шиддати фидери тақсимотро дар тӯли тамоми рӯз ҳамвор нигоҳ медорад, ҳатто вақте ки даҳҳо сеансҳои 350 кВт пай дар пай фаъол мешаванд.

Таҳлили ҳассосият ба мисли ҳолати асосӣ муҳим аст.Ҳеҷ пешгӯие комил нест, аз ин рӯ муҳандисон модели ҷараёни барқро дар доираи як қатор сенарияҳо аз нав иҷро мекунанд: таркишҳои 90-фоизӣ, пуркунандаи ноком, ки борро ба дӯконҳои ҳамсоя интиқол медиҳад ва таъсири зербахши нав, ки ба ҳамон фидер илова карда мешавад. Сипас мантиқи идоракунии BESS барои устувор мондан дар бадтарин комбинатсияи имконпазир, на танҳо дар рӯзи миёна танзим карда мешавад. Ин фарқи байни машқи симулятсия ва тарҳест, ки аз тамос бо воқеият зинда мемонад - ва аз ин рӯ бузургтарин CPO-ҳо пеш аз тасдиқи ҳама гуна макони пуриқтидор, ба таҳқиқоти пурраи ҷараёни барқ ​​​​исрор мекунанд.

18.3 Ҷазирагардӣ, Нерӯи эҳтиётӣ ва Маркази устувор

Ҳамон симулятсияҳое, ки фидерро муҳофизат мекунанд, инчунин хусусияти арзишмандтарини истгоҳро мекушоянд: кори воқеии ҷазираӣ. Вақте ки ноқисии шабака автомати болообиро аз кор меандозад, BESS истгоҳро аз шабака ҷудо мекунад (ҳимояи зидди ҷазираӣ) ва онро дар ҳолати ҷазираӣ дубора фаъол мекунад ва пуркунандаҳоро бо энергияи захирашуда фаъол нигоҳ медорад. Барои як долони роҳи автомобилгард, ки қувваи шабакаро аз даст медиҳад, маркази дастгирии BESS ягона нуқтаи пуркунии корӣ барои милҳо мегардад - фарқкунандаи устуворӣ, ки муниципалитетҳо ва операторони флот онро ба талаботи харид бештар менависанд.

Андозагирӣ барои устуворӣ аз ҳамон як интизоми моделсозӣ пайравӣ мекунад: равзанаи эҳтиётӣ (одатан 2-6 соат пуркунии ками барқ), ҳадди ақали пуркунии барқ, ки барои хидматрасонии мошини ёрии таъҷилӣ лозим аст ва роҳи пуркунии энергияи офтобӣ ва анбор ҳама пеш аз муайян кардани як ҷузъ дар симулятсия тасдиқ карда мешаванд.

Хулосаҳои асосӣ

• Таҳлили ҷараёни барқ ​​(Newton-Raphson) қобилияти BESS-ро барои нигоҳ доштани шиддати фидер дар ҳудуди +/- 5% ҳангоми пуркунии босуръат тасдиқ мекунад.
• Моделсозии расидани Монте-Карло алгоритми андозагирии BESS-ро таъмин мекунад ва кВт/соати батареяро бо кВт PCS мувозинат мекунад.
• "Оғози нарм"-и пешгӯикунандаи партовҳо пандусҳои фидерро ҳамвор нигоҳ медоранд ва муштариёни ҳамсояро муҳофизат мекунанд.
• Фаъолияти ҷазиравӣ маркази пуркунии барқро ба як микрошабакаи устувор табдил медиҳад — талаботи афзояндаи харид.

Бо MIDA Power тамос гиред. Тарроҳии марказҳои пуркунии барқ ​​бо BESS аз аввал то охир — аз дастгирии симулятсия ва андозаи PCS то пуркунандаҳои бо моеъ хунукшаванда ва худи шкафҳои нигоҳдорӣ. Барои роҳнамоии муҳандисӣ, варақаҳои маълумоти техникӣ ё нархнома барои сайти худ, имрӯз бо дастаи мо тамос гиред.