טעכנישע אַרכיטעקטור פון קלוגע EV טשאַרדזשינג: דינאַמישע לאָוד באַלאַנסינג און BESS אָפּטימיזאַציע

די קאָמפּרעהענסיווע טעכנישע אַרכיטעקטור פון קלוגע EV טשאַרדזשינג: מאַסטערינג דינאַמיש לאָוד באַלאַנסינג דורך אַוואַנסירטע קאָנטראָל לופּס, לאָקאַל-וואָלקן ינטעגראַציע, מולטי-ענערגיע אָפּטימיזאַציע מיט PV און BESS, און גרויס-וואָג פּרעדיקטיוו גריד סטאַביליטי מאַנאַגעמענט

קאפיטל 1: הקדמה צו קלוגע EV טשאַרדזשינג און די נויטווענדיקייט פון דינאַמיש לאָוד באַלאַנסינג (DLB)

דער גלאבאלער איבערגאנג צו עלעקטרישער מאביליטעט איז שוין נישט קיין פּעריפערישע טענדענץ, נאר א צענטראלער זייל פון דער דעקאַבאָרניזאַציע פונעם טראַנספּאָרטאַציע סעקטאָר. ווי מיליאָנען אינערלעכע פארברענונג מאָטאָר (ICE) וועהיקלעס ווערן ערזעצט דורך עלעקטרישע וועהיקלעס (EVs), טוישט זיך די פאָדערונג פֿאַר עלעקטריע פֿון פליסיקע ברענשטאָפֿן צום עלעקטרישן גריד. די פּאַראַדיגם ווענדונג שטעלט פֿאָר אַ מאָנומענטאַלע אַרויסרופן פֿאַר עלעקטרישע אינפֿראַסטרוקטור, וואָס איז, אין פֿיל פֿאַלן, דיזיינט געוואָרן יאָרצענדליקער צוריק. די צייטווייליגע און הויך-מאַכט נאַטור פֿון EV טשאַרדזשינג קען פֿירן צו לאָקאַליזירטע גריד פֿאַרשטאָפּונג, טראַנספֿאָרמער דעגראַדאַציע, און לעצטנס, קאַטאַסטראָפֿישע דורכפֿאַלן אויב מען לאָזט עס נישט האַנדלען מיט פּינקטלעכקייט.

קלוגע עלעקטרישע אויטאָ טשאַרדזשינג רעפּרעזענטירט די טעכנאָלאָגישע בריק צווישן דעם וואַקסנדיקן פאָדערונג פֿאַר מאָביליטעט און די גשמיות באַגרענעצונגען פון דער עלעקטרישער נעץ. אין איר קערן, קלוגע טשאַרדזשינג איז וועגן אינטעליגענץ - וויסן ווען, מיט וועלכער גיכקייט, און מיט וועלכער פּריאָריטעט אַן עלעקטרישער אויטאָ זאָל ווערן טשאַרדזשד. אָבער, די מערסט קריטישע קאָמפּאָנענט אין דעם אינטעליגענץ שיכט איז דינאַמיש לאָוד באַלאַנסינג (DLB).

דינאמישע לאוד באלאנסינג איז דער פראצעס פון קאנטינעווערליך מאניטארירן די פארהאן עלעקטרישע קאפאציטעט פון א פלאץ און פארטיילן יענע מאכט צווישן אקטיווע EV טשאַרדזשערס אין רעאל-צייט. אן DLB, וואלט א געביידע אדער א טשאַרדזשינג סטאנציע געווען געצוואונגען צו אפערירן ביי א סטאטישן לימיט, אפט דיקטירט דורך דעם "ערגסטן-פאל סצענאר" פון שפיץ לאוד. דאס פירט צו מאסיווע אינעפעקטיוויטעטן: אדער איז דער פלאץ אונטער-אויסגעשטאט, וואס פירט צו לאנגזאמע טשאַרדזשינג פאר באנוצער, אדער דער פלאץ פארלאנגט גאר טייערע אינפראסטרוקטור אפגרעידס צו שאפן טעארעטישע שפיצן וואס פאסירן נאר פאר א פאר שעה א וואך.

די נויטווענדיקייט פון DLB שטאמט פון דריי הויפט טרייבערס:

1. אינפראַסטרוקטור פּרעזערוויישאַןפאַרהיטן די הויפּט קרייַז ברעאַקערס פון טריפּינג און באַשיצן טראַנספאָרמערס פון אָוווערכיטינג.
2. עקאָנאָמישע עפעקטיווקייטאויסמיידן הויכע פארלאנג קאסטן און די איבערגעטריבענע קאסטן פון אפגרעידן סערוויס פאנעלן אדער לאקאלע פארשפרייטונג נעטוואורקס.
3. באַניצער צופֿרידנקייטמאַקסאַמיזירן די טשאַרדזשינג גיכקייט פֿאַר אַלע באַניצער דורך קלוג נוצן יעדע בנימצא קילאָוואט-שעה קאַפּאַציטעט.

אין דעם טיפן טעכנישן אויספארשונג, וועלן מיר אנאליזירן די מעכאניק פון DLB, פון די מיליסעקונדן-לעוועל קאנטראל שלייפן וואס רעגירן מאכט עלעקטראניק ביז די וואלקן-באזירטע ארקעסטראציע פון ​​טויזנטער לאדונג פונקטן. מיר וועלן אויספארשן ווי DLB עוואלוציאנירט ווען עס ווערט אינטעגרירט מיט באנייבארע ענערגיע קוועלער ווי פאטאוואלטייק (PV) און באטעריע ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען (BESS), און ווי פאראויסזאגנדיקע מאדעלירונג ערלויבט גרויס-מאסשטאב לאדונג כאבס צו פארזעהן גריד פלוקטואציעס איידער זיי פאסירן. ווען מיר גייען צו א צוקונפט וואו די EV איז נישט נאר א קאנסומער נאר א פארשפרייטע ענערגיע רעסורס, איז פארשטיין די נואנסן פון DLB קריטיש וויכטיג פאר אינזשענירן, שטאטישע פלענער, און ענערגיע פראוויידערס.

קאפיטל 2: גרונטלעכע פרינציפן פון דינאמישער לאסט באלאנסירונג

כדי צו פֿאַרשטיין ווי DLB אַרבעט, מוז מען ערשט פֿאַרשטיין די "סטאַטישע" אַלטערנאַטיווע. אין אַ סטאַטישער לאָוד באַלאַנסינג סביבה, ווערט יעדער טשאַרדזשער צוגעטיילט אַ פֿיקסירטע סומע קראַנט. למשל, אויב אַ פאַסיליטי האט אַ 100A לימיט און 5 טשאַרדזשערס, קען יעדער זיין באַגרענעצט צו 20A. אויב נאָר איין אויטאָ טשאַרדזשט זיך, באַקומט עס נאָך אַלץ נאָר 20A, וואָס פֿאַרשווענדט 80A פֿון פֿאַראַן קאַפּאַציטעט. פֿאַרקערט, אויב אַלע 5 אויטאָס טשאַרדזשן זיך און עמעצער צינדט אָן אַ הויך-מאַכט HVAC סיסטעם אין דעם בנין, קען די גאַנצע לאָוד איבערשטייגן 100A, וואָס פֿאַראורזאַכט אַ בלעקאַוט.

די.על.בי. ערזעצט די שטרענגע צוטיילונג מיט א פליסיקן, רעאגירנדיקן סיסטעם. דער יסודותדיקער פרינציפ איז א צוריקקער-קרייז צווישן דער "טאטאלער פאראן קאפאציטעט" און דער "אקטיווער טשאַרדזשינג דעמאַנד".

די מאַטעמאַטישע יסוד

אין זײַן פּשוטסטן זין, קען מען אויסדריקן DLB דורך דער פֿאָלגנדיקער גלייכונג:P_פאַראַן_פֿאַר_עלעקטרישע וועהיקלעס(t) = P_טאָטאַל_לימיט – P_נישט_עלעקטרישע וועהיקלעס(t)

וואו:

• פּ_טאָטאַל_לימיטאיז די פיזישע אדער קאנטראקטועלע לימיט פון דעם פלאץ.
• פּ_נישט_EV_לאָודז(ט)איז דער רעאַל-צייט קאַנסאַמשאַן פון ליכט, מאַשינערי, עלעוואַטאָרן, אאז"וו, געמאָסטן דורך אַ קלוגן מעטער.
• P_פאַראַן_פֿאַר_עלעקטרישע פֿאָרמיטלען(t)איז די פארבליבענע קראפט וואס קען זיכער פארטיילט ווערן צווישן די עלעקטרישע וועהיקלעס.

די קאָמפּלעקסיטעט קומט ארויף ווען די סיסטעם מוז באַשליסן ווי צו פאַרשפּרייטןP_פאַראַן_פֿאַר_עלעקטרישע פֿאָרמיטלען(t)צווישןNטשאַרדזשערס. די פאַרשפּרייטונג ווערט רעגירט דורך אַלגעריטמען וואָס נעמען אין באַטראַכט:

• שטאַט פון אָפּצאָל (SoC)אן אויטאָ מיט אַ כּמעט ליידיקער באַטעריע קען באַקומען אַ העכערע פּריאָריטעט.
• אָפּפאָר צייטאן אויטאָ וואָס בלייבט איבער נאַכט קען ווערן אויפגעלאָדן שטייטלעך, בשעת אן אויטאָ וואָס דאַרף אַ שנעלע אויפלאַדונג באַקומט אַ בוסט.
• פאַזע באַלאַנסינגאין דריי-פאזע סיסטעמען, מוז DLB זיכער מאכן אז קיין איין פאזע איז נישט איבערגעלאדן, אן אויפגאבע וואס פארלאנגט קאמפליצירטע סוויטשינג לאגיק אדער פאזע-באוואוסטזיניגע פארשפרייטונג.

סענסינג און מעסטונג

די גענויקייט פון DLB איז אינגאנצן אפהענגיק פון דער קוואַליטעט פון די דאַטן וואָס עס באַקומט. דאָס באַציט זיך טיפּיש צו קראַנט טראַנספאָרמאַטאָרן (CTs) אָדער דעדאַקייטאַד קלוגע מעטערס אינסטאַלירט ביים פּונקט פון קאַמאַן קאַפּלינג (PCC). די דעוויסעס מוזן מעלדן לאָוד דאַטן מיט הויך אָפטקייט (אָפט 1 הערץ אָדער העכער) צו לאָזן די DLB קאָנטראָללער רעאַגירן צו פּלוצעמדיקע שפּיצן אין בנין לאָוד - אַזאַ ווי אַן אינדוסטריעלער מאָטאָר וואָס הייבט זיך אָן - אין סעקונדעס צו פאַרהיטן אַז דער הויפּט ברעאַקער זאָל אויסלאָפן.

די כייעראַרקישע סטרוקטור

די.על.בי. אפערירט אפט אין א כייעראַרכיע. אויף דער "לאקאלער" שטאפל, פירט א קאנטראלער א קלאסטער פון טשאַרדזשערס. אויף דער "סייט" שטאפל, קאארדינירט עס מיטן בנין מענעדזשמענט סיסטעם. אויף דער "גריד" שטאפל, קען עס רעאגירן צו דימענד רעספענס (DR) סיגנאלן פון דער יוטיליטי. די מערערע שיכטן צוגאנג זיכערט אז לאקאלע זיכערהייט ווערט אויפגעהאלטן בשעת'ן נאך אלץ אנטיילנעמען אין ברייטערע ענערגיע מארקפלעצער.

קאפיטל 3: קאנטראל שלייף דיזיין פאר DLB אלגאריטמען: PID און מאדעל פרעדיקטיוו קאנטראל (MPC)

די עפעקטיווקייט פון א דינאמישן לאוד באלאנסינג סיסטעם ווערט לעצטendlich געמאסטן דורך זיין לעיטענסי און פּינקטלעכקייט. אויב די געביידע לאוד שטייגט שטארק און די DLB סיסטעם נעמט 30 סעקונדעס צו סטרויערן די EV טשאַרדזשינג קראַנט, וועט דער הויפּט ברעיקער מסתּמא אויסלעשן איידער די קערעקשאַן פּאַסירט. דעריבער, דער פּלאַן פון די קאָנטראָל שלייף איז דער "מוח" פון דער קלוגער טשאַרדזשינג סטאַנציע. אין דעם קאַפּיטל וועלן מיר זיך פֿאַרטיפֿן אין די אינזשעניריע ספּעציפֿיקאַציעס פון די קאָנטראָל מעקאַניזמען, קאָנצענטרירט אויף פּראָפּאָרציאָנעל-ינטעגראַל-דעריוואַטיוו (PID) קאָנטראָולערס און די מער אַוואַנסירטע מאָדעל פּרעדיקטיוו קאָנטראָל (MPC).

די פּיד קאָנטראָל פריימווערק אין דלב

PID קאנטראלערס זענען די ארבעטס-פערד פון אינדוסטריעלער אויטאמאציע, און זיי געפינען א נאטירלעכע אנווענדונג אין DLB. די ציל פון די PID שלייף איז צו האלטן די גאנצע פלאץ לאסט ($P_{total}$) ביי אדער אונטער א סעטפוינט ($P_{limit}$) דורך צופאסן די קאנטראל וועריאבל, וואס איז די מאקסימום שטראם לימיט געשיקט צו די EVSEs (עלעקטרישע וועהיקל סופליי עקוויפמענט).

• פּראָפּאָרציאָנעל (P)דער פּ-טערמין גיט אַן אוממיטלבארע רעאַקציע צו דער טעות (דער אונטערשייד צווישן $P_{limit}$ און $P_{total}$). אויב דער טעות איז גרויס (למשל, אַ מאַסיווער פאַל אין בנין לאָוד), פאַרגרעסערט דער פּ-טערמין שנעל דעם ערלויבטן EV טשאַרדזשינג קראַנט. אָבער, פּ-בלויז קאָנטראָל פירט אָפט צו אַ "סטאַביל-סטעיט טעות" וואו די סיסטעם דערגרייכט קיינמאָל נישט גאַנץ דעם לימיט.
• אינטעגראל (I)דער I-טערמין נעמט אין באַטראַכט די אַקומולאַציע פון ​​פאַרגאַנגענע טעותים. עס פאַרגרעסערט אָדער פאַרמינערט שטייטלעך דעם קראַנט צו עלימינירן דעם סטאַביל-צושטאַנד טעות, און זיכערט אַז די סיסטעם נוצט יעדן פאַראַן אַמפּער איבער צייט.
• דעריוואַט (ד)דער ד-טערמין פאראויסזאגט צוקונפטיגע טעותים דורך קוקן אויף די ראטע פון ​​ענדערונג. דאס איז קריטיש צו פארמיידן "איבערשוס". אויב די לאסט וואקסט שנעל, וועט דער ד-טערמין אגרעסיוו דערשטיקן די EV טשאַרדזשערס איידער דער לימיט ווערט טאקע דערגרייכט.

אין א DLB סביבה, מוז דער PID שלייף זיין קערפול איינגעשטעלט. אויב עס איז צו אגרעסיוו, וועלן די EVSEs כסדר מאדולירן זייער שטראָם, וואס קען פאראורזאכן אבנוץ אויף דעם אויטא'ס איינגעבויטע טשאַרדזשער (OBC) און מעגליך רייצן דעם EV'ס ווייכווארג, וואס פירט צו טשאַרדזשינג ערראָרס. אויב עס איז צו טרעג, פאַרפעלט עס זיין הויפּט ציל פון גריד שוץ.

ווייטער פון PID: מאָדעל פּרעדיקטיוו קאָנטראָל (MPC)

כאָטש PID איז עפעקטיוו פֿאַר פּשוטע סצענאַרן, נוצן מאָדערנע גרויס-וואָג טשאַרדזשינג כאַבז מער און מער מאָדעל פּרעדיקטיוו קאָנטראָל (MPC). ניט ווי PID, וואָס איז רעאַקטיוו, איז MPC פּראָאַקטיוו. עס ניצט אַ מאַטעמאַטישן מאָדעל פון דער סיסטעם צו פאָרויסזאָגן זיין צוקונפֿטיק נאַטור איבער אַ ספּעציפֿישן "פּרעדיקציע האָריזאָנט".

אין קאנטעקסט פון DLB, נעמט אן MPC קאנטראלער אין באטראכט:

1. סיסטעם באַגרענעצונגעןדי פיזישע לימיטן פון די טשאַרדזשערס, די טראַנספאָרמאַטאָר קאַפּאַציטעט, און די מאַקסימום ינטייק קורס פון די פאָרמיטל.
2. צוקונפֿטיקע פאָרויסזאָגןפאָרויסגעזאָגטע בנין־לאַסט באַזירט אויף היסטאָרישע מוסטערן, וועטער־פאָרויסזאָגן (וואָס אַפעקטירן די HVAC־לאַסט), און ערוואַרטעטע אָנקומען פון פאָרמיטל.
3. אָביעקטיוו פונקציעא מאטעמאטישע ציל, ווי למשל "מינימיזירן די גאנצע ענערגיע קאסטן בשעת זיכער מאכן אז אלע קארס דערגרייכן 80% SoC ביז 8 אזייגער אינדערפרי."

דער MPC אַלגעריטם לייזט אַן אָפּטימיזאַציע פּראָבלעם ביי יעדן צייט שריט (למשל, יעדע 5 מינוט). עס רעכנט אויס אַ סיקוואַנס פון אָפּטימאַלע קאָנטראָל אַקציעס אָבער ימפּלעמענטירט בלויז די ערשטע, און דאַן רעכנט עס ווידער אויס ביים ווייַטער שריט. דאָס אַלאַוז די DLB סיסטעם צו "גלאַטן אויס" טשאַרדזשינג פּראָופיילז. למשל, אויב די סיסטעם ווייסט אַז אַ ריזיק בנין לאָוד שפּיץ קומט ביי 2 PM, קען עס פאַר-טשאַרדזשען די עלעקטרישע וועהיקלעס ביי 1:30 PM און דאַן דראָטן זיי טיף ביי 2 PM, אַנשטאָט צו רעאַגירן פּלוצלינג ווען דער שפּיץ שלאָגט.

לעטענסי און קאָמוניקאַציע פּראָטאָקאָלן

די קאָנטראָל שלייף איז נאָר אַזוי שנעל ווי איר קאָמוניקאַציע פֿאַרבינדונג. אין פילע DLB סעטאַפּס, קאָמוניקירט דער קאָנטראָללער מיט די טשאַרדזשערס דורך Modbus TCP, RTU, אָדער די Open Charge Point Protocol (OCPP).

• מאָדבוסאָפפערט זייער נידעריקע לעיטענסי (מיליסעקונדעס), מאַכנדיג עס ידעאַל פֿאַר לאָקאַלע, זיכערהייט-קריטישע DLB.
• OCPP 1.6/2.0.1דער אינדוסטריע סטאַנדאַרט פֿאַר וואָלקן-צו-טשאַרדזשער קאָמוניקאַציע. כאָטש עס איז מער פֿונקציעס-רייַך (האַנדלט בילינג, אויטענטיפֿיקאַציע און פירמווער דערהייַנטיקונגען), ברענגט עס אַרײַן באַדײַטנדיקע לעטאַנסי (אָפֿט 1-5 סעקונדעס) צוליב דעם אָוווערכעד פֿון JSON מעסעדזשעס איבער וועבסאָקעטס און דעם דורכגאַנג פֿון דעם עפֿנטלעכן אינטערנעץ.

אינזשענירן מוזן אויסקלויבן דעם ריכטיקן פּראָטאָקאָל באַזירט אויף דער קריטישקייט פון דער לאָוד באַלאַנסינג. פֿאַר אַ וואוינונג, קען אַ ביסל שטייטערער וואָלקן-באַזירטער DLB זיין גענוג. פֿאַר אַן אינדוסטריעלער פאַבריק וואו אַ ברעיקער-טריפּ קאָסט טויזנטער דאָלאַרן אין דאַונטיים, איז אַ לאָקאַלע מאָדבוס-באַזירטער שלייף פארלאנגט.

קאפיטל 4: לאקאלע קעגן וואָלקן-באזירטע DLB ארכיטעקטור: א פארגלייכנדיקע אנאליז

ווען מען פּלאַנירט אַ קלוגע טשאַרדזשינג אינפֿראַסטרוקטור, איינע פֿון די מערסט פֿונדאַמענטאַלע אַרכיטעקטורישע באַשלוסן איז וווּ די "אינטעליגענץ" געפֿינט זיך. זאָל די לאָוד באַלאַנסינג לאָגיק לויפֿן אויף אַ שטיק האַרדווער אויף-פּלאַץ (לאָקאַלע DLB), צי זאָל עס ווערן געראטן דורך אַ ווײַטן סערווער (קלאַוד DLB)? ביידע צוגאַנגען האָבן באַזונדערע מעלות און קאָמפּראָמיסן אין טערמינען פֿון פֿאַרלעסלעכקייט, קאָסטן און סקאַלאַביליטי.

לאקאלע DLB: דער עדזש קאמפיוטינג צוגאנג

לאקאלע DLB באשטייט פון א פיזישן קאנטראלער—אפט א PLC (פראגראמירבארע לאגיק קאנטראלער), א דעדיקירטע גייטוויי, אדער איין "האסטער" טשאַרדזשער—וואס קאמוניקירט גלייך מיט אנדערע טשאַרדזשערס אויף דער לאקאלער שטח נעץ (LAN).

מעלות:

1. צוטרוי און אָפפליין קייפּאַביליטידי סיסטעם איז נישט אָפענגיק אויף אַן אינטערנעט פֿאַרבינדונג. אויב די פֿײַבער ליניע ווערט אָפּגעשניטן, באַלאַנסירן די טשאַרדזשערס די לאַסט לאָקאַל, און זיכער מאַכן די עלעקטרישע זיכערהייט פֿונעם בנין.
2. נידעריקע לעיטענסיווי דיסקוטירט אין קאפיטל 3, לאקאלע קאמוניקאציע (מאדבוס אדער לאקאלע OCPP) פאסירט מיט אונטער-סעקונדע גיכקייטן. דאס איז וויכטיג פאר פלעצער מיט אומשטענדליכע נישט-עלעקטרישע וועהיקלעך, ווי פאבריקן אדער שפיטעלער.
3. זיכערהייטהאַלטן די קאָנטראָל סיגנאַלן אין דער לאָקאַלער נעץ ראַדוסירט די אַטאַק ייבערפלאַך פֿאַר סייבער-געפאַרן וואָס קענען פּרוּוון צו מאַניפּולירן גריד סטאַביליטעט.

חסרונות:

1. האַרדווער קאָסטןפארלאנגט דעם קויפן און אינסטאַלאַציע פון ​​נאָך אויף-אָרט האַרדווער.
2. וישאַלט קאָמפּלעקסיטידערהייַנטיקן די DLB לאָגיק קען דאַרפן באַזוכן אויף פּלאַץ אָדער קאָמפּלעקס ווייַט פאַרוואַלטונג פון ברעג דעוויסעס.
3. סילוד דאַטאַא לאקאלער קאנטראלער האט באגרענעצטע זעאונג אין ברייטערע גריד באדינגונגען אדער די ענערגיע פרייזן פון די יוטיליטי סיידן עס איז ספעציפיש אינטעגרירט מיט א וואלקן בעקענד.

וואָלקן-באַזירט DLB: אָרקעסטראַציע אין מאָסשטאַב

אין אַ וואָלקן-באַזירטער אַרכיטעקטור, מעלדן דער קלוגער מעטער און די טשאַרדזשערס אַלע זייערע דאַטן צו אַ צענטראַלער פאַרוואַלטונג פּלאַטפאָרמע. די וואָלקן רעכנט אויס די אָפּטימאַלע מאַכט פֿאַר יעדן טשאַרדזשער און שיקט דיסמאַרטטשאַרדזשינג.סעטטשאַרדזשינגפּראָפילבאַפֿעל צוריק צו די EVSEs.

מעלות:

1. סקאַלאַביליטיעס איז אומענדלעך גרינגער צו פירן 1,000 זייטלעך פון איין וואָלקן דאַשבאָרד ווי 1,000 יחידישע לאָקאַלע קאָנטראָללערס.
2. גלאבאלע אָפּטימיזאַציעדי וואָלקן קען צוזאַמענשטעלן דאַטן פֿון קייפל זייטלעך צו אָנטייל נעמען אין ווירטועל מאַכט פּלאַנץ (VPPs) אָדער רעאַגירן צו רעגיאָנאַלער גריד דרוק.
3. אַוואַנסירטע קינסטלעכע אינטעגראַציעלויפן קאָמפּלעקסע מאַשין לערנען מאָדעלן פֿאַר פאָרויסזאָגן (וואָס מיר וועלן דעקן אין קאַפּיטל 8) איז פיל מער מעגלעך אויף שטאַרקע וואָלקן סערווערס ווי אויף באַגרענעצטע עדזש האַרדווער.
4. נידעריקערע פֿאָרויס קאָסטןנישט נויטיק קיין באַזונדערן לאָקאַלן קאָנטראָללער אויב די טשאַרדזשערס קענען רעדן גלייך מיטן וואָלקן.

חסרונות:

1. קאָנעקטיוויטי אָפענגיקייטאויב דער אינטערנעט גייט אַראָפּ, גייט די סיסטעם געוויינטלעך צוריק צו אַ "זיכערן צושטאַנד" (למשל, מינימום טשאַרדזשינג קראַנט פֿאַר אַלע קאַרס), וואָס קען זיין זייער נישט עפֿעקטיוו און פירן צו קונה קלאָגעס.
2. הויך לעיטענסידי קייַלעכיקע צייט צווישן דעם מעטער, די וואָלקן און דעם טשאַרדזשער קען זיין עטלעכע סעקונדעס. דאָס מאַכט עס שווער צו רעאַגירן צו "מאָמענטאַלע" לאָוד שפּיצן.
3. פּריוואַטקייט זאָרגןקאנטינעווער סטרימינג פון ענערגיע דאטן צום וואָלקן ברענגט אַרויף דאַטן סואָווערייניטי און פּריוואַטקייט פּראָבלעמען פֿאַר עטלעכע קאָרפּאָראַטיווע קליענטן.

דער כייבריד מאָדעל: דאָס בעסטע פֿון ביידע וועלטן

אנערקענענדיק די קאמפראמיסן, באוועגט זיך די אינדוסטריע צו א כייבריד מאדעל. אין דעם סעטאפ, האנדלט א לאקאלע גייטוויי מיט די זיכערהייט-קריטישע, מיליסעקונדע-לעוועל לאוד באלאנסינג (זיכער מאכן אז דער ברעיקער טריפט קיינמאל נישט אויס). דערווייל, גיט די וואלקן די הויך-לעוועל סטראטעגיע - שטעלן די "בודזשעטן" פארן לאקאלן קאנטראלער באזירט אויף ענערגיע פרייזן, באניצער סקעדזשולס, און גריד סיגנאלן. די "עדזש-שווערע, וואלקן-ארכעסטרירטע" צוגאנג גיט די פארלעסלעכקייט וואס איז נויטיג פאר אינפראסטרוקטור שוץ בשעת'ן איבערהאלטן די בייגיקייט פון וואלקן מענעדזשמענט.

קאפיטל 5: רעאל-צייט מאכט צוטיילונג סטראטעגיעס און פריאריטעטן

באַשטימען ווי צו צעטיילן די פאַראַן מאַכט צווישן קייפל עלעקטרישע וועהיקלעס איז די מערסט קאָמפּליצירטע אַלגעריטמישע אַרויסרופן אין דינאַמיש לאָוד באַלאַנסינג. עס איז נישט פשוט אַ ענין פון צעטיילן די גאַנץ קילאָוואטס דורך די נומער פון קאַרס. א סאָפיסטיקירטע DLB סיסטעם מוז באַלאַנסירן גלייכקייט, עפעקטיווקייט און יחיד באַניצער באדערפענישן. אין דעם קאַפּיטל וועלן מיר ויספאָרשן די פאַרשידענע מאַכט אַלאַקיישאַן סטראַטעגיעס געניצט אין דעם פעלד הייַנט.

ערשטער-קומען, ערשטער-באדינט (FCFS)

די פשוטסטע צוטיילונג סטראַטעגיע איז FCFS. דער ערשטער אויטאָ וואָס שטעקט זיך איין באַקומט זיין מאַקסימום געבעטענע מאַכט. ווייטערדיקע אויטאָס באַקומען וואָס איז איבערגעבליבן.

מעלות:

• פּשוט צו דורכפירן.
• קלאָר און טראַנספּאַרענט פֿאַר די ערשטע באַניצער.

קאָנס:

• גאָר אומגלייך. דער 5טער באַניצער וואָס קומט אָן קען באַקומען נול עלעקטריע אפילו אויב זיי האָבן אַ דרינגענדיקע רייזע, בשעת דער ערשטער באַניצער איז שוין ביי 90% אָפּגעלאָדן און קען לייכט וואַרטן.
• פירט צו "מאַכט האָאַרדינג," וואו אַ מאַשין פֿאַרנעמט אַ הויך-מאַכט שפּאַלט פֿאַר שעה בשעת ער לאָדט אויף זיינע לעצטע פּאָר פּראָצענט פונקטן מיט אַ זייער פּאַמעלעכן טעמפּאָ.

גלייכע טיילן

אין דעם מאָדעל, ווערט די פאַראַן מאַכט גלייך צעטיילט צווישן אַלע אַקטיווע סעסיעס. אויב 100 קילאָוואַט איז פאַראַן און 4 קאַרס לאָדן זיך, באַקומט יעדער 25 קילאָוואַט. אויב אַ 5טער אויטאָ קומט צונויף, פאַלט יעדער צו 20 קילאָוואַט.

מעלות:

• אינהערענט "יושר" אין א גרונטלעכן זין.
• מאַקסימיזירט די צאָל קאַרס וואָס באַקומען כאָטש אַ געוויסע אָפּצאָל.

קאָנס:

• נישט עפעקטיוו פאר קארס מיט קליינע באטעריעס אדער די וואס זענען נאנט צו א פולע לאדונג. אן אויטא וואס קען נאר אננעמען 7 קילוואט ווערט "צוגעטיילט" 20 קילוואט, פארשווענדנדיק 13 קילוואט וואס וואלט געקענט גיין צו אן אויטא וואס איז טויגיק צו 50 קילוואט.

פּריאָריטעט-באַזירטע אַלאַקיישאַן (SoC און באַטאַרייע קאַפּאַציטעט)

מאָדערנע DLB סיסטעמען נוצן מער אינטעליגענטע, מולטי-וועריאַבאַל אָפּטימיזאַציע. זיי געבן פּריאָריטעט צו קאַרס באַזירט אויף זייער שטאַט פון טשאַרדזש (SoC). אַן אויטאָ ביי 10% SoC ווערט פּריאָריטעטירט איבער אַן אויטאָ ביי 80% ווייל דער 10% אויטאָ דאַרף מער דרינגענד דיסטאַנץ און קען אויך אָננעמען אַ פיל העכערע טשאַרדזשינג קורס צוליב דער ליטיום-יאָן טשאַרדזשינג קורווע (קאָנסטאַנטע קראַנט פאַזע).

דערצו, נעמט די סיסטעם אין באַטראַכט דימאַקסימום אַקסעפּטאַנס קורספון דעם אויטאָ. דורך ניצן דימאַקס קראַנטגעמאלדן דורך דעם אויטאָ (דורך PWM אין AC טשאַרדזשינג אָדער דיגיטאַל קאָמוניקאַציע אין DC טשאַרדזשינג), דער DLB קאָנטראָללער זאָרגט אַז עס קיינמאָל אַלאָקירט מער מאַכט ווי אַ מאַשין קען טאַקע נוצן, דערמיט רידיסטריביוטינג די "איבערפלוס" צו אנדערע וועהיקלעס.

באַניצער-דעפינירטע פּריאָריטעטן און "פּרעמיום" טשאַרדזשינג

אין קאמערציעלע סביבות, קען מען פארבינדן DLB צו א רעכענונג סיסטעם. א באניצער קען צאלן א פרעמיע פאר "פאַסט טרעק" טשאַרדזשינג, און זיכער מאכן אז זיי באקומען שטענדיג די מאקסימום מעגלעכע מאַכט, נישט קוקנדיק אויף אנדערע לאָודז. פארקערט, פלאָט וועהיקלעס קענען באַקומען אנדערע פּריאָריטעטן באזירט אויף זייערע פּלאַנירטע אָפּפאָר צייטן. א דעליווערי וואן וואָס פארט אַוועק 5 אזייגער אינדערפרי באַקומט פּריאָריטעט 3 אזייגער אינדערפרי איבער א וואן וואָס פארט אַוועק 9 אזייגער אינדערפרי.

פּראָפּאָרציאָנעל-גערעכטיקייט אַלגעריטם

שטאַמען פֿון טעלעקאָמוניקאַציע (LTE/5G סקעדזשולינג), פּרוּווט דער אַלגעריטם צו מאַקסאַמיזירן די גאַנצע "נוצלעכקייט" פֿון דער סיסטעם. ער באַלאַנסירט די באַלדיקע נויט פֿאַר הויכע מאַכט (עפֿעקטיווקייט) מיט דער לאַנג-טערמין נויט צו זיכער מאַכן אַז קיין אויטאָ בלייבט נישט אָן אויפֿלאַדן (יושר). ער רעכנט אַ פּריאָריטעט כעזשבן פֿאַר יעדן אויטאָ:סקאָר = (געבעטענע מאַכט / דורכשניטלעכע מאַכט באַקומען ביז איצט)די אויטאָס מיט די העכסטע סקאָרז באַקומען די ווייַטער צוטיילונג פון בנימצא מאַכט.

קאפיטל 6: גריד סטאביליטעט און איבערלאסטונג פאַרהיטונג מעקאַניזמען

דינאמישע לאוד באלאנסינג איז נישט נאר א פונקציע פאר באנוצער באקוועמליכקייט; עס איז א קריטישע זיכערהייט סיסטעם פאר גריד סטאביליטעט. ווי EV דורכדרינגונג פארגרעסערט זיך, שטייט די דיסטריביוציע נעץ פאר נייע טיפן פון דרוק, אריינגערעכנט שנעלע פלוקטואציעס אין פארלאנג און הארמאנישע פארדרייאונג. דאס קאפיטל באטראכט די מעכאניזמען וואס DLB ניצט צו באשיצן די גריד און פארמיידן קאטאסטראפישע איבערלאסטונגען.

די "טריפּ-קורווע" שוץ לאָגיק

עלעקטרישע קרייז ברעיקערס האבן א "טריפ קורווע" - זיי קענען אויסהאלטן א קליינע איבערלאסטונג פאר א פאר מינוט אבער וועלן טריפן גלייך אויב א מאסיווע סורדזש פאסירט. א שטארקער DLB קאנטראלער מוז מאדעלירן די טריפ קורווע. עס זאל ערלויבן זייער קורצע שפיצן (למשל, אן עלעוועיטאר וואס הייבט זיך אן) כדי צו פארמיידן אומנייטיק פארשטארקן EV טשאַרדזשערס, אבער עס מוז האנדלען באשלאסן אויב די איבערלאסטונג בלייבט.

אַוואַנסירטע קאָנטראָולערס נוצן אַ "צוויי-שוועל" צוגאַנג:

1. ווארענונג שוועל (למשל, 90% פון לימיט)דער קאָנטראָללער הייבט אָן אַ "ווייכע-טראָטל" פון EV טשאַרדזשערס צו פאַרהיטן דערגרייכן דעם לימיט.
2. קריטישער שוועל (למשל, 98% פון לימיט)דער קאָנטראָללער ימפּלעמענטירט אַן "נויטפאַל-סטאָפּ" אָדער אַגרעסיוו רעדוקציע צו די מינימום ערלויבט קראַנט (געווענלעך 6A פֿאַר AC טשאַרדזשינג) צו באַשיצן די הויפּט פיוז.

פאַזע ימבאַלאַנס פאַרוואַלטונג

אין דריי-פאזיגע עלעקטרישע סיסטעמען (געוויינטלעך אין אייראפע און אויף אינדוסטריעלע ערטער), איז מעגלעך צו איבערלאדן אן איינציקע פאזע אפילו אויב די גאנצע דריי-פאזיגע מאכט איז אין די גרענעצן. דאס פאסירט אויב רוב עלעקטרישע וועהיקלעס אויפן ארט זענען איינציקע-פאזיגע טשאַרדזשערס און זיי זענען צופעליג פארבונדן צו דער זעלבער פאזע (למשל, פאזע L1).

א פאַזע-באַוואוסטזיניקע DLB סיסטעם מאָניטאָרירט יעדע פאַזע אומאָפּהענגיק. אויב פאַזע L1 דערגרייכט איר לימיט בשעת L2 און L3 ווערן נישט גענוג אויסגענוצט, וועט דער קאָנטראָללער נאָר דראָטן די קאַרס וואָס זענען פארבונדן צו L1. עטלעכע אַוואַנסירטע EVSEs קענען אפילו טוישן פאַזעס דינאַמיש (פאַזע סוויטשינג), באַוועגן אַן אויטאָ פון אַ פאַרשטאָפּטער פאַזע צו אַן אָפענער אָן צו שטערן די טשאַרדזשינג סעסיע.

האַרמאָניק דיסטאָרשאַן און מאַכט קוואַליטעט

EV טשאַרדזשערס זענען נישט-לינעאַרע לאָודז וואָס נוצן מאַכט עלעקטראָניק (גלייכרעכטערס). די קענען אַרייַנשפּריצן האַרמאָניקס אין די גריד, וואָס קען פאַרשאַפן אָוווערכיטינג אין נייטראַלע קאַנדאַקטערז און ינטערפיראַנס מיט סענסיטיוו עלעקטראָניש ויסריכט. כאָטש DLB פירט בפֿרט "פאַקטיש מאַכט" (kW), סאָפיסטיקירטע סיסטעמען מאָניטאָרן אויך "טאָטאַל האַרמאָניק דיסטאָרשאַן" (THD) און "מאַכט פאַקטאָר" (PF). אויב די THD יקסידז רעגולאַטאָרי לימאַץ (למשל, IEEE 519), קען די DLB סיסטעם רעדוצירן טשאַרדזשינג ספּידז צו פאַרמינערן די פּראַל אויף מאַכט קוואַליטעט.

פאָדערונג רעספּאָנס און אָפטקייט רעגולאַציע

אויף א מאקרא לעוועל, קענען DLB סיסטעמען זיך באטייליקן אין דעמאַנד רעספּאָנס (DR) פראגראמען. ווען די גריד פרעקווענץ פאלט (וואס ווייזט אויף א מאנגל אין צושטעל), שיקט די יוטיליטי א סיגנאל. דער DLB קאנטראלער קען רעאגירן אין מיליסעקונדעס, אראפנעמענדיג די EV לאסט איבער הונדערטער טשאַרדזשערס גלייכצייטיג. דאס גיט א "ווירטועל באַטעריע" עפעקט וואס איז פיל שנעלער און מער קאסטן-עפעקטיוו ווי אנצינדן א שפיץ גאז פאבריק. די איבערגאנג פון זיין א "פאסיווע לאסט" צו אן "אקטיווע גריד אסעט" איז די צוקונפט פון קלוגע טשאַרדזשינג.

די ראלע פון ​​צוריקקער שטאַטן

א קריטישער קאמפאנענט פון איבערלאסטונג פארמיידונג איז דער "זיכערער צושטאנד" אדער "פאלבעק קערענט." אין פאל פון א קאמוניקאציע דורכפאל צווישן דעם קאנטראלער און דעם מעטער (אדער די וואלקן), מוז די DLB סיסטעם דיפאלטירן צו א פאר-דעפינירטן, זיכערן קערענט לימיט. געווענליך ווערט דאס געשטעלט צו א זייער נידעריגן ווערט (למשל, 6A פער טשארדזשער) אדער נול, וואס זיכערט אז אפילו ביי א גאנצן סיסטעם דורכפאל בלייבט די געביידע אינפראסטרוקטור באשיצט.

קאפיטל 7: אינטעגרירן מולטי-ענערגיע סיסטעמען: DLB אפטימיזאציע מיט PV און BESS

די אינטעגראַציע פון ​​רינואַבאַל ענערגיע קוועלער, ספּעציפֿיש פאָטאָוואָלטאַיקס (PV), און לאָקאַלע סטאָרידזש, אַזאַ ווי באַטערי ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען (BESS), לייגט צו אַ נייע דימענסיע פון ​​קאָמפּלעקסיטי צו דינאַמיש לאָוד באַלאַנסינג. אין אַ טראַדיציאָנעלן DLB סעטאַפּ, איז די ציל צו בלייבן אונטער אַ גריד לימיט. אין אַ מולטי-ענערגיע סיסטעם, איז די ציל צו אָרקעסטרירן די פאַרשידענע אַסעץ צו מאַקסאַמייז זיך-קאַנסאַמשאַן, מינאַמייז גריד קאָס, און ענשור רילייאַבילאַטי.

די מולטי-קוואל מאַכט וואָג גלייכונג

אין אַ פּלאַץ מיט PV און BESS, איז די מאַכט בנימצא פֿאַר EV טשאַרדזשינג ניט מער נאָר די "גריד לימיט מינוס בנין לאָוד." עס ווערט:P_ev(t) = P_grid_limit – P_building(t) + P_pv(t) + P_bess_discharge(t) – P_bess_charge(t)

די גלייכונג פירט איין עטלעכע נייע קאנטראל וועריאַבלען. דער DLB קאנטראלער מוז איצט באַשליסן ניט נאָר ווי צו פאַרשפּרייטן מאַכט צו עלעקטרישע וועהיקלעס, נאָר אויך ווען צו לאָדן אָדער אויסלאָדן די BESS.

זונ - אָפּטימיזירטע טשאַרדזשינג (PV קורטיילינג פּרעווענשאַן)

איינע פון ​​די הויפּט נוצן-פעלער פֿאַר מולטי-ענערגיע DLB איז "זונ-טראַקינג." ווען די זון שיינט, קען די PV סיסטעם פּראָדוצירן מער מאַכט ווי די געביידע קען קאָנסומירן. אויב די גריד ערלויבט נישט די אינדזשעקשאַן (נול-עקספּאָרט) אָדער אויב דער פיד-אין טאַריף איז נידעריק, ווערט די ענערגיע פֿאַרשווענדעט (פאַרקירצט). א קלוגע DLB סיסטעם מאָניטאָרירט די PV רעזולטאַט און אויטאָמאַטיש פאַרגרעסערט די EV טשאַרדזשינג גיכקייטן צו גלייַכן די זונ - פּראָדוקציע. די "גרין טשאַרדזשינג" מאָדע איז זייער פאָלקס אין רעזידענטשאַל און קאָרפּאָראַטיווע סעטטינגס ווייַל עס אַלאַוז פֿאַר 100% רינואַבאַל מאָביליטי מיט נול גריד פּראַל.

שפּיץ שערונג מיט BESS

די BESS אַקט ווי אַ באַפער. בעת פּעריאָדן פון שפּיץ פאָדערונג - ווי ווען קייפל הויך-מאַכט DC שנעל טשאַרדזשערז זענען אַקטיוו סיימאַלטייניש - קען די BESS זיך אויסלאָדן צו סופּלעמענטירן די גריד צושטעל. דאָס דערלויבט אַ פּלאַץ צו שטיצן מער טשאַרדזשערז ווי זיין גריד פֿאַרבינדונג וואָלט נאָרמאַלי דערלויבן. דער DLB קאָנטראָללער פאַרוואַלטעט דעם "צושטאַנד פון ענערגיע" (SoE) פון די BESS. עס מוז זיכער מאַכן אַז די באַטאַרייע האט גענוג קאַפּאַציטעט צו שעפּן די ווייַטער דערוואַרטע שפּיץ בשעת אויך פּלאַנירן ריטשאַרדזשינג בעת פּעריאָדן פון נידעריק פאָדערונג אָדער הויך זונ פּראָדוקציע.

קאָאָרדינירטע מולטי-אַסעט אָפּטימיזאַציע

די מערסט אַוואַנסירטע סיסטעמען נוצן אַ "קאָ-אָפּטימיזאַציע" צוגאַנג. אַנשטאָט צו באַהאַנדלען PV, BESS, און EVs ווי באַזונדערע ענטיטעטן, ווערן זיי געראטן ווי אַ פאַראייניקטע מיקראָגריד. דער קאָנטראָללער ניצט לינעאַר פּראָגראַממינג אָדער עוואָלוציאָנערע אַלגעריטמען צו סאָלווען די ענערגיע וואָג פּראָבלעם יעדע עטלעכע סעקונדעס. למשל, אויב אַ מאַשין דאַרף אַוועקפאָרן אין 1 שעה און PV פּראָדוקציע פאַלט צוליב אַ וואָלקן, מוז דער קאָנטראָללער באַשליסן: זאָל ער ציען מער פון די גריד (טייַער), אויסלאָדן די BESS (סייקלינג קאָסטן), אָדער דראָטלען די מאַשין (באַניצער אומצופֿרידנקייט)? די "עקאָנאָמישע דיספּעטש" לאָגיק (באדעקט אין קאַפּיטל 9) גיט די ראַם פֿאַר די באַשלוסן.

קאפיטל 8: פארגעשריטענע מאַכט פאָרויסזאָגן מאָדעלס פֿאַר גרויס-וואָג טשאַרדזשינג סטאַנציעס

פֿאַר גרויסע טשאַרדזשינג כאַבז - ווי למשל שאָסיי סערוויס סטאַנציעס אָדער שטאָטישע באַס דעפּאָס - איז רעאַקטיוו DLB נישט גענוג. כּדי צו פאַרמייַדן גריד אינסטאַביליטעט און אָפּטימיזירן ענערגיע קאָסטן, מוזן די זייטלעך נוצן פּרעדיקטיוו מאָדעלס צו אַנטיסאַפּייט די פאָדערונג. דאָס קאַפּיטל אויספאָרשט די דאַטן וויסנשאַפֿט און מאָדעלינג טעקניקס געניצט פֿאַר מאַכט פאָרויסזאָגן אין קלוג טשאַרדזשינג.

פאָדערונג פאָרויסזאָגן: פאָרויסזאָגן פאָרמיטל אָנקומען

דער ערשטער שריט אין פאָרויסזאָגן איז פאָרויסזאָגן ווען און וויפיל עלעקטרישע וועהיקלעס וועלן אָנקומען. פֿאַר אַ קאמערציעלן צענטער, דאָס באַדייט אַנאַליזירן:

1. היסטארישע אנקומען מוסטערןצייט פון טאָג, טאָג פון וואָך, און סעזאָנאַלע טרענדס.
2. עקסטערנע דאַטןטראַפיק באדינגונגען, וועטער (וואָס אַפעקטירט EV רייכווייט און הייצונג/קילונג לאַסט), און לאָקאַלע געשעענישן.
3. קיוינג טעאָריעניצן סטאָכאַסטישע מאָדעלן ווי M/M/s קיוז צו אָפּשאַצן די וואַרשיינלעכקייט פון אַלע טשאַרדזשערז זיין פאַרנומען.

אַוואַנסירטע מאָדעלן נוצן לאַנג קורץ-טערמין זכּרון (LSTM) נעוראַל נעטוואָרקס אָדער גראַדיענט בוסטעד ביימער (XGBoost) צו פאָרויסזאָגן דעם "אַגגרעגאַט פאָדערונג פּראָפיל" פֿאַר די קומענדיקע 24 שעה מיט הויך אַקיעראַסי.

בנין לאָוד פאָרויסזאָגן

כּדי DLB זאָל אַרבעטן, מוז עס אויך פאָרויסזאָגן דינישט-עלעקטרישע לאָודאין אַן אָפיס געביידע, איז דאָס זייער פאָרויסזאָגבאר (מיט אַ שפּיץ בעת אַרבעט שעה). אין אַן אינדוסטריעלן פּלאַץ, קען עס זיין וואַלאַטיל. פאָרויסזאָגן מאָדעלן פֿאַר בנין לאָודז נוצן טיפּיש:

• אויטאָ-רעגרעסיוו אינטעגרירטע מאָווינג דורכשניטלעך (ARIMA)פֿאַר סטאַבילע, סעזאָנאַלע דאַטן.
• נביא (דורך מעטאַ)אויסגעצייכנט פֿאַר האַנדלען מיט פעלנדיקע דאַטן און אַויסנאַם-ווערטן אין צייט-סעריע ענערגיע דאַטן.
• פיזיק-באזירטע מאָדעלןפאָרויסזאָגן HVAC לאָוד דורך באַטראַכטן די טערמישע מאַסע פון ​​דעם בנין און די פאָרויסגעזאָגטע דרויסנדיקע טעמפּעראַטור.

PV דזשענעריישאַן פאָרויסזאָגן

פאָרויסזאָגן זונ - פּראָדוקציע איז וויכטיק פֿאַר מולטי-ענערגיע DLB. דאָס ריקווייערז אינטעגראַציע מיט הויך-רעזאָלוציע וועטער APIs (זונ - Irradiance data) און אויף-פּלאַץ סענסאָרן. קורץ-טערמין פאָרויסזאָגן (0-15 מינוט) ניצט אָפט "סקיי ימאַגינג" קאַמעראַס וואָס טראַקן וואָלקן באַוועגונג צו פאָרויסזאָגן פּלוצעמדיקע פאַלן אין PV רעזולטאַט, וואָס אַלאַוז די DLB סיסטעם צו פּראָאַקטיוולי דראָט טשאַרדזשערז אָדער צוגרייטן די BESS צו דיסטשאַרדזש.

די פאָרויסזאָגן-קאָנטראָל צובינד

די רעזולטאַטן פון די פאָרויסזאָגן ווערן אריינגעגעבן אין דעם מאָדעל פּרעדיקטיוו קאָנטראָל (MPC) שלייף באַשריבן אין קאַפּיטל 3. די פאָרויסזאָגן גיט דעם "פּרעדיקשאַן האָריזאָן," וואָס ערלויבט דעם קאָנטראָללער צו מאַכן באַשלוסן הייַנט וואָס נעמען אין חשבון די ערוואַרטעטע באדינגונגען צוויי שעה פון איצט. די "קוק-פאָרויס" קייפּאַבילאַטי איז וואָס טיילט אַ גרונטיק קלוג טשאַרדזשער פון אַ גריד-ינטעגרירט ענערגיע פאַרוואַלטונג סיסטעם.

קאפיטל 9: קאסטן אפטימיזאציע און עקאנאמישע דיספעטש אין סמאַרט טשאַרדזשינג

כאָטש די הויפּט ציל פון DLB איז טעכניש (פאַרהיטן איבערלאַסטונגען), איז די צווייטיקע און שטענדיק וויכטיקערע ציל עקאָנאָמיש. אין דעם קאַפּיטל דיסקוטירן מיר ווי DLB סיסטעמען אָפּטימיזירן פֿאַר די נידעריגסטע קאָסטן פון ענערגיע.

צייט-פון-נוצן (ToU) אַרביטראַזש

רובֿ נוצבאַרע סערוויסעס אָפֿערן איצט דינאַמישע פּרייזן. עלעקטריע קען קאָסטן $0.30/kWh ביי 5 אַזייגער נאָכמיטאָג, אָבער בלויז $0.05/kWh ביי 2 אַזייגער אינדערפֿרי. א קלוגע DLB סיסטעם נעמט די פּרייז סיגנאַלן ווי אַן אינפֿוט. דער "קאָסט-אָפּטימאַל סקעדזשולער" וועט פֿאַרשיבן אַזוי פֿיל EV לאָוד ווי מעגלעך צו די נידעריק-פּרייז פּעריאָדן. אָבער, עס מוז דאָס באַלאַנסירן קעגן באַניצער באדערפענישן. אויב אַ באַניצער דאַרף זיין אויטאָ ביי 8 אַזייגער אין אָוונט, קען די סיסטעם נישט וואַרטן ביז 2 אַזייגער אינדערפֿרי צו אָנהייבן טשאַרדזשינג. דער אַלגערידאַם רעכנט די "געלעגנהייט קאָסט" פֿון פֿאַרלענגערן יעדער סעסיע.

פאָדערונג אָפּצאָל פאַרוואַלטונג

פֿאַר קאמערציעלע קאַסטאַמערז, ווערט די רעכענונג פֿאַר נוצן אָפט צעטיילט אין צוויי טיילן: ענערגיע קאָנסומפּציע (kWh) און שפּיץ פאָדערונג (kW). די שפּיץ פאָדערונג אָפּצאָל איז באַזירט אויף דעם העכסטן 15-מינוט אינטערוואַל פון חודש. איין נישט-פאַרוואַלטעטער שפּיץ קען קאָסטן טויזנטער דאָלאַרן. די DLB סיסטעם אַקט ווי אַ "שפּיץ קליפּער." דורך שטעלן אַ שטרענגע לימיט אויף דער גאַנצער פּלאַץ לאָוד און ניצן די BESS אָדער טראַטאַלינג צו עס האַלטן, זאָרגט די סיסטעם אַז די שפּיץ פאָדערונג אָפּצאָל בלייבט אין דעם בודזשעטירטן קייט.

באַטייליקונג אין אָפטקייט רעספּאָנס מאַרקפלעצער

גריד אָפּעראַטאָרן (TSOs/DSOs) צאָלן פֿאַר "פֿלעקסיבילאַטי." אויב אַ טשאַרדזשינג נעץ קען באַווייַזן אַז עס קען רעדוצירן זיין לאַסט אויף באַפֿעל, קען עס אָנטייל נעמען אין מאַרקפלעצער ווי FFR (Firm Frequency Response) אָדער DSR (Demand Side Response). דער DLB קאָנטראָללער אַקט ווי די צובינד. ווען אַ "פֿלעקסיבילאַטי בקשה" קומט אריין, רעכנט דער קאָנטראָללער אויס וויפֿל ער קען זיכער רעדוצירן די לאַסט אָן צו פֿאַרלעצן די מינימום SoC רעקווייערמענץ פֿון די באַניצער און שטעלט אַ באַפֿעל אין מאַרק. די הכנסה וואָס ווערט גענערירט פֿון די סערוויסעס קען באַדייטנד קאָמפּענסירן די קאָסטן פֿון דער טשאַרדזשינג אינפֿראַסטרוקטור.

די אביעקטיווע פונקציע פון ​​עקאנאמישן דיספעטש

די מאטעמאטיק הינטער דעם אָפּטימיזאַציע איז געוויינטלעך אַ מולטי-אָביעקטיוו פונקציע:מינימיזירן: (קאסטן פון גריד ענערגיע) + (באטעריע דעגראַדאַציע קאָסטן) + (שטראָף פֿאַר שפּעט טשאַרדזשינג) אונטערטעניק צו: (גריד קאַפּאַציטעט) און (באַניצער דעדליינז)

דורך דאָס לייזן יעדע עטלעכע מינוט, זאָרגט די DLB סיסטעם אַז די סטאַנציע אַרבעט בײַ דער "עפֿעקטיווקייט גרענעץ" - די פּערפֿעקטע באַלאַנס צווישן קאָסטן און פאָרשטעלונג.

קאפיטל 10: צוקונפטיגע טרענדס: V2G, AI-געטריבענע DLB, און סטאַנדאַרדיזאַציע (OCPP 2.0.1)

דאס פעלד פון קלוגע עלעקטרישע עלעקטרישע מאָטאָרסיקל טשאַרדזשינג עוואַלוציאָנירט מיט אַ ריזיקן טעמפּאָ. ווי די טעכנאָלאָגיע ווערט מער רייף, גייען מיר ווייטער פון פּשוטע לאַסט פאַרוואַלטונג צו פולע גריד אינטעגראַציע און אויטאָנאָמישע אָפּטימיזאַציע. דאָס קאַפּיטל באַטראַכט די דריי מערסט וויכטיקע טרענדס וואָס פאָרעמען די צוקונפֿט פון דינאַמישע לאַסט באַלאַנסינג: וועהיקל-צו-גריד (V2G), קינסטלעכע אינטעליגענץ, און די אַדאָפּציע פון ​​​​די ווייַטער-דור קאָמוניקאַציע סטאַנדאַרדס.

פאָרמיטל-צו-גריד (V2G) און ביידירעקשאַנאַל DLB

V2G איז די לעצטע עוואָלוציע פון ​​קלוגע טשאַרדזשינג. אַנשטאָט די עלעקטרישע אויטאָ זאָל נאָר זיין אַ לאַסט, ווערט עס אַ מאָבילע באַטאַרייע וואָס קען צוריק אַרײַנשפּריצן מאַכט אין די גריד. פֿאַר DLB, מיינט דאָס אַז די פאַראַן מאַכט אין דער גלייכונג קען טאַקע זיין נעגאַטיוו. אין אַ V2G-ענייבאַלד פּלאַץ, מוז דער DLB קאָנטראָללער פאַרוואַלטן "בידירעקשאַנאַל לאָוד באַלאַנסינג." אויב די בנין לאַסט יקסידז די גריד לימיט, קען דער קאָנטראָללער באַפֿעלן די עלעקטרישע וועהיקלעס צו אָפּלאָדן זייערע באַטאַרייעס צו שטיצן די בנין. דאָס ריקווייערז העכסט סאָפיסטיקירטע "ציקל פאַרוואַלטונג" צו ענשור אַז די אָפּלאָדן וועט נישט צו פיל דעגראַדירן די פאָרמיטל'ס באַטאַרייע און אַז דער באַניצער האט נאָך גענוג דיסטאַנסע פֿאַר זייער ווייַטער רייזע. V2G אויך נייטיק האַרדווער אַפּגרעידס - ספּאַסיפיקלי, ביידירעקשאַנאַל DC טשאַרדזשערס אָדער AC טשאַרדזשערס וואָס שטיצן די ISO 15118-20 סטאַנדאַרט.

קינסטלעך אינטעליגענץ-געטריבענע אויטאנאמישע לאוד באלאנסינג

כאָטש היינטיקע DLB סיסטעמען פאַרלאָזן זיך אויף פאַר-דעפינירטע אַלגעריטמען און כּללים, וועט די קומענדיקע דור נוצן "זעלבסט-לערנענדיקע" AI. ניצנדיק Reinforcement Learning (RL), קען אַ DLB קאָנטראָללער לערנען די אָפּטימאַלע טשאַרדזשינג סטראַטעגיע דורך פּרובירן און טעותן אין אַ סימולירטער סביבה איידער ער ווערט דיפּלוייד. אַן AI-געטריבענער קאָנטראָללער קען ידענטיפיצירן סאַטאַלע פּאַטערנז וואָס אַ מענטשלעכער אינזשעניר קען פאַרפעלן - אַזאַ ווי דער פאַקט אַז יעדן דינסטיק אינדערפרי 10 אַזייגער אין דער פרי, לויפֿט אַ ספּעציפֿישע אינדוסטריעלע מאַשין פֿאַר 15 מינוט, וואָס פאַראורזאַכט אַ לאָוד ספּייק. די AI קען לערנען זיך פּראָאַקטיוו צו דראָטלען די EV טשאַרדזשערס בעת יענעם ספּעציפֿישן פֿענצטער, אפילו אָן אַ רעאַל-צייט סיגנאַל פֿון דער מאַשין אַליין.

דער אימפּאַקט פֿון OCPP 2.0.1 און ISO 15118

סטאַנדאַרדיזאַציע איז דער יסוד פון סקאַלאַביליטי. די אינדוסטריע גייט שנעל איבער פון דעם אַלטן OCPP 1.6 צום פיל מער ראָבוסטן OCPP 2.0.1.

• אָ.ק.פּ.פּ. 2.0.1שטעלט פאר "דעווייס מענעדזשמענט," וואס ערלויבט דעם וואָלקן צו מאָניטאָרירן דעם געזונט און קאָנפיגוראַציע פון ​​טשאַרדזשערס אין פיל גרעסערע דעטאַל. נאך וויכטיגער פאר DLB, עס כולל פארבעסערטע קלוגע טשאַרדזשינג פֿעיִקייטן וואָס ערמעגלעכן מער קאָמפּליצירטע טשאַרדזשינג פּראָופיילז און בעסערע האַנדלינג פון דריי-פאַסע סיסטעמען.
• ISO 15118 (שטעקן און טשאַרדזשן)דיזער קאָמוניקאַציע סטאַנדאַרט צווישן פאָרמיטל און טשאַרדזשער ערלויבט דעם אויטאָ צו טיילן זיין פאַקטישע SoC און באַטאַרייע קאַפּאַציטעט מיטן טשאַרדזשער. היינט, רובֿ AC טשאַרדזשערס "טרעפן" די SoC אָדער פאַרלאָזן זיך אויף דעם באַניצער צו אַרייַן עס אין אַן אַפּ. מיט ISO 15118, באַקומט דער DLB קאָנטראָללער "גראַונד טרוט" דאַטן גלייך פֿון דעם אויטאָ'ס באַטאַרייע פאַרוואַלטונג סיסטעם (BMS), וואָס ערמעגליכט אַ פיל מער פּינקטלעכע מאַכט צוטיילונג.

קאפיטל 11: פאל שטודיעס און אימפלעמענטאציע שוועריקייטן

טעאָרעטישע עקסאַלאַנס איז גאָרנישט אָן פּראַקטישע אויספֿירונג. אין דעם קאַפּיטל וועלן מיר קוקן אויף די פּראַקטישע נוצן פֿון DLB און די טעכנישע שוועריקייטן וואָס אינזשענירן האָבן זיך באַגעגנט בעת דער אימפּלעמענטאַציע.

פאַל שטודיע 1: דער קאמערציעלער אָפיס קאָמפּלעקס

א גרויסע קאָרפּאָראַציע הויפּטקוואַרטיר אין לאָנדאָן האָט געוואָלט אינסטאַלירן 50 EV טשאַרדזשערס אָבער איז געווען באַגרענעצט דורך אַ 200 קילאָוואַט גריד פֿאַרבינדונג וואָס איז שוין 70% אויסגענוצט געוואָרן דורך די בנין'ס HVAC און לייטינג.לייזונגא כייבריד DLB סיסטעם איז אימפלעמענטירט געווארן. א לאקאלער עדזש קאנטראלער איז אינסטאלירט געווארן צו מאניטארירן דעם הויפט טראנספארמאטאר דורך CT קלאַמערן. די סיסטעם איז קאנפיגורירט געווארן מיט א 180kW "ווייכער לימיט" און א 195kW "הארטער לימיט".רעזולטאַטדער פּלאַץ האָט געראָטן צו באַלאַנסירן 50 טשאַרדזשערס אָן קיין איין ברעיקער-אויספאַל. דורך ניצן SoC-באַזירטע פּריאָריטיזאַציע, האָבן זיי זיכער געמאַכט אַז עמפּלוייז מיט לאַנגע רייזע צו דער אַרבעט זענען שטענדיק געווען פולשטענדיק אָפּגעלאָדן ביזן סוף פֿונעם טאָג.

פאַל שטודיע 2: די עלעקטרישע בוס דעפּאָ

אן אויטאָבוס אָפּעראַטאָר אין שענזשען האָט געדאַרפט לאָדן 100 עלעקטרישע אויטאָבוסן איבער נאַכט. די אַרויסרופן איז געווען די מאַסיווע גלייכצייטיקע לאָודינג וואָס איז געשען ווען אַלע אויטאָבוסן זענען צוריקגעקומען צום דעפּאָ 11 אַזייגער אין אָוונט.לייזונגאן AI-באזירטער פאָרויסזאָגן מאָדעל איז גענוצט געוואָרן צו פאָרויסזאָגן די SoC פון יעדן באַס ביים אָנקומען באַזירט אויף זיין רוט דאַטן. די DLB סיסטעם האָט דאַן פּלאַנירט די טשאַרדזשינג אין "כוואַליעס", זיכער מאַכנדיג אַז די גאַנצע לאַסט האָט קיינמאָל נישט איבערגעשטיגן די דעפּאָ'ס סאַבסטאַנציע קאַפּאַציטעט בשעת זיכער מאַכנדיג אַז יעדער באַס איז געווען ביי 100% ביז 5 אַזייגער אינדערפרי.

געוויינטלעכע אימפלעמענטאציע שוועריקייטן

1. קאָמוניקאַציע און אינטעגראַציע קאָמפּלעקסיטעט:יעדער טשאַרדזשער מוז רעדן די שפּראַך פֿון דער פּלאַץ—OCPP צום צענטראַלן פאַרוואַלטונג סיסטעם, ISO 15118 צום פֿאָרמיטל, און אָפֿטמאָל Modbus אָדער BACnet צום בנין'ס ענערגיע פאַרוואַלטונג סיסטעם. צו באַקומען אַלע דריי שיכטן צו אַרבעטן פֿאַרלעסלעך צוזאַמען, ספּעציעל צווישן טשאַרדזשערס פֿון פֿאַרשידענע פֿאַרקויפֿער, איז איינע פֿון די מערסט פֿאַרשפּרייטע מקורים פֿון "פֿאַנטאָם" חסרונות וואָס זענען אין פאַקט פּראָטאָקאָל נישט-גלייַכגילטיקייטן.
2. גריד קאַנעקשאַן און פאָדערונג אָפּצאָלן:די DLB סיסטעם לייזט דאס טעכנישע פראבלעם פון באגרענעצטע קאפאציטעט, אבער דאס קאמערציעלע פראבלעם—נאכפראגע קאסטן און נוצן פארבינדונג קאסטן—בלייבט. זייטלעך מוזן מאדעלן צי זייער לאוד פראפיל וועט אויסרופן שטראף-נאכפראגע שפיצן, און צי א BESS איז מער קאסטן-עפעקטיוו ווי א גרעסערע גריד פארבינדונג.
3. דאַטן קוואַליטעט און SoC עסטימאַציע:די-על-בי אָפּטימיזאַציע איז נאָר אַזוי גוט ווי אירע אינפוטס. וועהיקלעס באַריכטן דעם צושטאַנד פון טשאַרדזשינג איבער דער טשאַרדזשינג סעסיע, אָבער ווערטן קענען זיין אַלטמאָדיש, נישט קאָנסיסטענט, אָדער פשוט נישט בנימצא אויף עלטערע מאָדעלן. סיסטעמען מוזן זיין שטאַרק קעגן פעלנדיקע דאַטן און מוזן נוצן קאָנסערוואַטיווע סקעדזשולינג ווען טעלעמעטריע איז נישט פאַרלעסלעך.
4. סקאַלאַביליטי פון די קאָנטראָל שיכט:א סיסטעם וואָס עלעגאַנט פאַרוואַלטעט 50 טשאַרדזשערס קען האָבן שוועריקייטן מיט 500. עדזש קאָנטראָולערס, וואָלקן דאַשבאָרדז און פיילאָוווער נאַטור מוזן זיין דיזיינד פֿאַר וואָג פֿון טאָג איינס, מיט די קאָנטראָל לאָגיק טעסטעד קעגן רעאַליסטישע ערגסט-קעיס לאָוד ספּייקס - נישט נאָר דורכשניטלעך באדינגונגען.

איבערקומען די שוועריקייטן

קיינע פון ​​די שוועריקייטן איז נישט קיין בלאקער; יעדע איז א דיזיין דיסציפלין. סטאַנדאַרדיזירן אויף OCPP 1.6J אדער 2.0.1 מיט איין CMS פארקויפער עלימינירט רוב פּראָטאָקאָל רייבונג. מאָדעלירן פאָדערונג אָפּצאָלן אין דעם ערשטן געשעפט פאַל - און צולייגן BESS ווען די נומערן זענען דערצו - באַשיצט פּראָפיטאַביליטי. און אויסקלייבן אַ DLB פארקויפער מיט באַוויזן גרויס-פלאָט דיפּלוימאַנץ, אַנשטאָט איינער מיט בלויז לאַבאָראַטאָריע-וואָג דעמאָס, דע-ריזיקירט דעם גאַנצן פּראָיעקט.

עס איז אויך דא א מענטשלעכע דימענסיע צו די שוועריקייטן. די אינזשענירן וואס שטעלן אין באנוץ א DLB סיסטעם מוזן פארשטיין סיי עלעקטרישע סיסטעמען און סיי ווייכווארג – א זעלטענע קאמבינאציע. אפעראטארן זאלן בודזשעטירן פאר סטרוקטורירטע טרענירונג און דאקומענטירטע ראנבוקס, אזוי אז ווען דער עדזש קאנטראלער דריקט ארויס אן אלארם 2 אזייגער פארטאגס, ווייסט דער טעכניקער אויף רוף פונקטליך וועלכע דעשבאָרדז צו קאנטראלירן און וועלכע פראצעדורן צו נאכפאלגן. דערוואקסענע פארקויפער צושטעלן די ראנבוקס אלס סטאנדארט דעליוועראבלעס, און זייער אפוועזנהייט איז א ווארענונג סימן בעת ​​פארקויפער אויסוואל.

מסקנא

דינאמישע לאוד באלאנסינג און BESS אפטימיזאציע טראנספארמירן עלעקטרישע וועהיקלעס טשאַרדזשינג פון א גריד לייאַביליטי אין א גריד אַסעט. זיי לאָזן זייטלעך טריפּאַלאַ זייער טשאַרדזשער צאָל אָן אַפּגרעידן טראַנספאָרמאַטאָרן, באַשיצן אָפּעראַטאָרן פון שטראָף פאָדערונג טשאַרדזשיז, און עפענען די טיר צו רעוועך קוואַלן - שפּיץ שאַווינג, ענערגיע אַרביטראַזש, און אפילו גריד באַדינונגען - וואָס אַ נאַיוו ינסטאַלירונג קען קיינמאָל נישט אַקסעס. די טעכנאָלאָגיע איז דערוואַקסן; די דיסציפּלין ליגט אין ינטעגראַציע, דאַטן קוואַליטעט, און ערלעך קאַפּאַציטעט מאָדעלינג.

שליסל לעקציעס

• די.על.בי. עפֿנט מער טשאַרדזשערס פּער קילאָוואט פון גריד פֿאַרבינדונג, אָפֿט אָפּלייגנדיק אָדער עלימינירנדיק זעקס-ציפֿעריקע טראַנספֿאָרמער אַפּגריידז.
• BESS + טשאַרדזשינג פארוואנדלט א דעמאַנד-טשאַרדזש פּראָבלעם אין א דעמאַנד-טשאַרדזש פּראָפיט צענטער.
• SoC-באזירטע פּריאָריטיזאַציע און AI פאָרויסזאָגן האַלטן קריטישע ניצערס (פּענדלער, בוסעס) אָפּגעלאָדן בשעת זיי פלאַטן די פּלאַץ לאָוד קורווע.
• אינטעראָפּעראַביליטי (OCPP, ISO 15118), דאַטן קוואַליטעט, און פאַרקויפער וואָג זענען די דריי מאַכן-אָדער-ברעכן פאַקטאָרן אין פאַקטישע דיפּלוימאַנץ.

קאָנטאַקט MIDA פּאַוער

MIDA Power'ס טשאַרדזשינג סיסטעמען קומען מיט אינטעגרירטע דינאַמישע לאָוד באַלאַנסינג און אָפּציאָנעלע BESS אינטעגראַציע, אַלץ געראטן דורך אַן איינציקע OCPP-קאָמפּאַטיבלע פּלאַטפאָרמע. פֿון אָפֿיס קאָמפּלעקסן ביז בוס דעפּאָס, מיר צושטעלן די אינזשעניריע שטיצע צו מאָדעלירן אייער לאָוד, ריכטיקע גרייס פֿון דער סיסטעם, און עס קאָמישאָנירן אָן איבערראַשונגען. קאָנטאַקט אונדז פֿאַר אַ לאָוד-אַנאַליז קאָנסולטאַציע און אַ פּראָיעקט ציטאַט.