V2G ซีรีส์พิเศษ (ตอนที่ 2): การวิเคราะห์เชิงลึกของสถาปัตยกรรมระบบ V2G แบบ "กำหนดได้"

ในบทความชุด V2G ก่อนหน้านี้ (1) เรื่อง “ในปีแห่งการค้าเชิงพาณิชย์ จีนและยุโรปได้เลือกเส้นทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน” เราได้สำรวจความแตกต่างระหว่าง V2G ในจีนและยุโรป รวมถึงภูมิหลังระดับมหภาคและศักยภาพเชิงพาณิชย์ของการปฏิสัมพันธ์เครือข่ายยานยนต์ เมื่ออุตสาหกรรมเข้าสู่ 'เขตน้ำลึก' ความสอดคล้องของการนำเทคโนโลยีไปใช้จะกลายเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการค้าเชิงพาณิชย์ในวงกว้าง

สาระสำคัญของ V2G ไม่ใช่แค่การชาร์จและปล่อยประจุ แต่เป็นการเปลี่ยนรถยนต์ให้กลายเป็นสินทรัพย์ของโครงข่ายไฟฟ้า ในฉบับนี้ เราจะเจาะลึกถึงองค์ประกอบทางเทคโนโลยีหลักที่โซลูชัน V2G ที่สมบูรณ์แบบในยุโรปควรมี

ในแอปพลิเคชัน V2G (Vehicle to Grid) โปรโตคอลการสื่อสารมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างรถยนต์ไฟฟ้า สถานีชาร์จ ผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้า และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้าเป็นไปอย่างน่าเชื่อถือ ปลอดภัย และได้มาตรฐาน โปรโตคอลเหล่านี้ทำงานตลอดทั้งห่วงโซ่การสื่อสารและใช้เพื่อการสื่อสารขั้นสูงระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและสถานีชาร์จสำหรับการส่งพลังงานแบบสองทิศทาง

มาตรฐาน ISO 15118-20 ได้รับการเผยแพร่ในปี 2022 โดยวางรากฐานสำหรับการชาร์จแบบสองทิศทาง และจะเป็นข้อบังคับสำหรับสถานีชาร์จสาธารณะและส่วนตัว (โหมด 3) ที่สร้างใหม่ทั้งหมดตั้งแต่มกราคม 2027 เป็นต้นไป ISO 15118-20 เพิ่มกลไกการเจรจาต่อรองโดยละเอียดระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและสถานีชาร์จ รวมถึงการกำหนดราคาแบบไดนามิกและสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้า

ISO 15118-20 เป็นเส้นทางการพัฒนาทางกฎหมายเพียงเส้นทางเดียวสำหรับการใช้งานฟังก์ชัน V2G เมื่อเทียบกับ ISO 15118-2 แบบดั้งเดิม มาตรฐานใหม่นี้ได้รับความสำคัญเป็นมาตรฐานหลัก และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ดังนี้:

• ◉ การควบคุมการไหลของพลังงานแบบสองทิศทาง (การควบคุมแบบไดนามิก):ช่วยให้สามารถควบคุมค่า P (แอคทีฟ) และ Q (รีแอคทีฟ) ได้อย่างละเอียดมากขึ้น สนับสนุนการตอบสนองความถี่ของระบบไฟฟ้า
• ◉ การเข้ารหัสความปลอดภัยหลายระดับ:นำเสนอโปรโตคอล TLS 1.3 ที่เข้มงวดมากขึ้นและการตรวจสอบสิทธิ์ด้วยใบรับรองร่วมกัน เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของเครือข่ายสำหรับยานพาหนะเมื่อเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ
• ◉ เสียบปลั๊กและชาร์จ:ในสถานการณ์ V2G การตรวจสอบตัวตนไม่เพียงแต่ใช้สำหรับการเรียกเก็บเงินเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อสร้างรากฐานความน่าเชื่อถือของยานพาหนะในฐานะ "หน่วยจัดเก็บพลังงานเคลื่อนที่" อีกด้วย

การปรับโครงสร้างทางวิศวกรรมของสถาปัตยกรรมสามระดับ

สาระสำคัญของ V2G ไม่ใช่ชุดฮาร์ดแวร์ "ยานพาหนะ+เสา" แต่เป็นการสร้างระบบผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ขึ้นใหม่ภายใต้ระบบการเข้าถึงโครงข่ายไฟฟ้า ระบบ V2G ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าที่มีคุณภาพจะต้องมีขีดความสามารถในการทำงานร่วมกันสามชั้น ได้แก่: ชั้นไฟฟ้า (การแลกเปลี่ยนพลังงาน): การแก้ปัญหาประสิทธิภาพสูงและการฉีดฮาร์มอนิกต่ำ (THD<3%) ของตัวแปลง AC/DC แบบสองทิศทาง ชั้นควบคุม (การตอบสนองของอัลกอริทึม): เน้นการใช้งานเฉพาะที่ของการควบคุมการลดลงของความถี่และอัลกอริทึมการรับมือกับความผิดพลาด (FRT) ชั้นระบบ (การรับรองความสอดคล้อง): การจัดการกับการรับรองความสอดคล้องโดยรวมของชุด "ยานพาหนะ-สายเคเบิล-เสา" ซึ่งเป็น "ข้อกำหนดที่จำเป็น" สำหรับการใช้งานทั่วโลกในยุโรป

การสร้างระบบควบคุมแบบ 'กำหนดได้แน่นอน': สามอัลกอริธึมหลัก

3. การประยุกต์ใช้ในระดับโซลูชัน: การออกแบบสถาปัตยกรรมของแพลตฟอร์มการรวม V2G

โซลูชัน V2G ที่มีความลึกซึ้งในระดับอุตสาหกรรม ไม่ใช่เพียงแค่โซลูชัน "เสาสัญญาณ+ยานพาหนะ" เท่านั้น แต่เป็นการสร้างระบบนิเวศแบบวงปิดที่ประกอบด้วย EV-EVSE-CPO-EMS

4. สถาปัตยกรรมระบบ V2G แบบกำหนดค่าได้

การตัดสินใจทางวิศวกรรมประการแรกคือ: ควรติดตั้งอินเวอร์เตอร์ไว้ที่ใด? การตัดสินใจนี้จะเป็นตัวกำหนดกระบวนการรับรองและขอบเขตความรับผิดชอบทางเทคนิค

5. การรับรองและการเข้าถึง

สำหรับผู้มีอำนาจตัดสินใจ การที่ผลิตภัณฑ์จะผ่านการตรวจสอบหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับความเข้าใจของพวกเขาเกี่ยวกับระบบมาตรฐาน ซึ่งรวมถึง:RfG (EU 2016/631), EN 50549-1, และEN 50549-10.

6. ข้อมูลเชิงลึกของอุตสาหกรรม: จุดเปลี่ยนในปี 2026 มาถึงแล้ว

การแข่งขันในด้าน V2G ไม่ใช่การแข่งขันด้านกำลัง แต่เป็นการแข่งขันด้านความแม่นยำในการควบคุมและความครอบคลุมของการปฏิบัติตามมาตรฐาน การให้ความสำคัญกับแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่รองรับ ISO 15118-20 และการนำแนวทางการวิศวกรรมระบบมาใช้ คือปราการทางเทคโนโลยีที่แท้จริง