Fabrik-Peak-Shaving mit BESS: Lastanalyse, Dimensionierung und Steuerungsstrategie

Die Intervalldatei der Anlage verzeichnete 96 Viertelstunden über 500 kW in einem Jahr, und was zählte, war nicht, wie hoch sie waren. Es war wichtig, dass sie in 41 separaten Ereignissen auftraten und dass ein Ereignis über neun aufeinanderfolgende Intervalle lief. Eine Batterie, die den höchsten Peak abdeckt, aber nicht das längste Ereignis, wird für das Ereignis abgerechnet.

Was die Intervall-Datei über dieses Werk sagt

Beispiel. Ein Fertigungsstandort mit zwei Schichten und einem wiederkehrenden monatlichen Peak von 620 kW, einem Nachfragesoll von 500 kW und einer Nachfragegebühr von 14,50 EUR pro kW pro Monat.

• 96 Intervalle über dem Ziel in einem Jahr, was 24 Stunden Überlastzeit entspricht
• 41 separate Ereignisse, sodass das durchschnittliche Ereignis 2,3 Intervalle, etwa 35 Minuten, beträgt
• Das längste Ereignis sind 9 Intervalle, 2 Stunden und 15 Minuten
• Energie über der Linie: 228 kWh in diesem längsten Ereignis, 1.860 kWh im Jahr

Die Form ist wichtiger als die Höhe. Ein Standort, dessen Überlastzeit in wenigen langen Ereignissen konzentriert ist, benötigt Energie, und ein Standort mit vielen kurzen Spitzen benötigt Leistung und sehr wenig Energie. Diese Anlage gehört zur ersten Art, weshalb die Dimensionierung durch das neunte Intervall eines Ereignisses und nicht durch die 620 kW-Ablesung entschieden wurde.

Was die Steuerung entscheiden muss

Peak-Shaving wird von einem Controller bereitgestellt, nicht von einem Datenblatt, und der Controller hat fünf Entscheidungen zu treffen, bevor Energie gespeichert wird.

Die Berechnung, in der Reihenfolge, in der der Regler sie ausführt

Im Peak-Intervall überschreitet die Last das Ziel um 120 kW, was innerhalb des 125 kW des Schaltschranks liegt. Der Leistungsbedarf wird daher von einer Einheit gedeckt, und der Rest der Berechnung betrifft die Energie.

Das längste Ereignis benötigt 228 kWh, die über die Linie geliefert werden. Das nutzbare Fenster des Schaltschranks beträgt 238,74 kWh bei 90 Prozent Entladungstiefe, was 10,74 kWh Spielraum lässt, oder 4,0 Prozent der 265,26 kWh Nennenergie. Ein Spielraum von vier Prozent ist so gering, dass er in die Steuereinstellungen gehört und nicht in eine Fußnote.

Das Zurückladen dieses Ereignisses kostet 259 kWh am Zähler, da die gelieferte Energie durch eine Rundreise von 88 Prozent ersetzt werden muss. Diese Last muss geplant werden, da die Nachladung zur gleichen Nachfrage hinzukommt, die der Controller zu reduzieren versucht.

Wo die Steuerung zu einer Dimensionierungsentscheidung wird

Ruibit gibt zwei Zahlen für den 125 kW Schrank an, 265,26 kWh Nennkapazität und 238,74 kWh nutzbar bei 90 Prozent Entladungstiefe, und die Reservenberechnung muss aus der Differenz zwischen ihnen abgeleitet werden, anstatt zusätzlich hinzuzufügt zu werden.

Das ist der Punkt, an dem eine betriebliche Wahl zu Kapital wird. Eine Reserve von 10 Prozent der Nennenergie hält 26,53 kWh zurück, was 212,21 kWh für das Shaving lässt, und 212,21 kWh decken nicht die 228 kWh, die das längste Ereignis benötigt. Das Ereignis bleibt ungeschert, und da dieses Ereignis den monatlichen Peak im Monat seiner Auftretens festlegt, wird die Nachfragegebühr für diesen Monat auf dem ungescherten Niveau abgerechnet, unabhängig davon, wie gut der Controller bei den anderen 40 Ereignissen abgeschnitten hat.

Die Arithmetik setzt die Obergrenze: 238,74 kWh minus 228 kWh ergibt 10,74 kWh, was 4,0 Prozent der Nennenergie entspricht. Ein Standort, der eine größere Reserve benötigt, hat zwei ehrliche Optionen, und nur zwei. Er kauft einen zweiten Schrank oder akzeptiert eine Jahresrechnung, die das eine Ereignis enthält, das zählt.

Warum eine Zeitregel einen Teil der Einsparungen aufgibt

Beispiel. Mit einer Nachfrageschraube von 500 kW fällt der Peak von 620 kW auf das Ziel, und die Einsparung beträgt 120 kW bei 14,50 EUR pro kW pro Monat, was 1.740 EUR pro Monat oder 20.880 EUR pro Jahr entspricht.

Angenommen, der Controller entlädt stattdessen nach einem festen Zeitplan, von 10:00 bis 14:00 Uhr, was dem Muster entspricht, dem die meisten Fabriklasten auf dem Papier folgen. Sechs der 41 Ereignisse fallen außerhalb dieses Fensters, und in zwei der zwölf Monate setzen diese Ereignisse den abgerechneten Peak. Diese beiden Monate werden mit den ungescherten 620 kW abgerechnet, was 3.480 EUR von den jährlichen Einsparungen abzieht, oder 16,7 Prozent davon.

Zwei Kriterien trennen die beiden Ansätze. Wenn die Überlastereignisse innerhalb eines Fensters von weniger als vier Stunden konzentriert sind und in jedem Monat des Jahres dort bleiben, ist eine Zeitplanregel verteidigenswert. Wenn die Ereignisse, die außerhalb des Fensters fallen, den Peak in mehr als einem Monat setzen, vermeidet nur die Nachfragegrenzenkontrolle die Gebühr, da der Controller der Last folgt und nicht der Uhr.

Was zu fragen ist und was die Steuerung nicht wiederherstellen kann

Fragen Sie, wofür die Reserve gedacht ist und ob die Funktion, die sie schützt, innerhalb derselben Einheit sein muss. Eine Antwort, dass die Reserve eine Sicherheitsmarge ist, ohne eine Verpflichtung daran, ist eine Reserve, die dem Standort sein längstes Ereignis kostet.

Fragen Sie, was der Controller tut, wenn die Last das Ziel um mehr als die Batterie in Leistung liefern kann, überschreitet. Eine Antwort, dass das System das schneidet, was es kann, ist eine Antwort über einen Peak, der dennoch abgerechnet wird.

Fragen Sie, wie die Nachladung geplant wird und gegen welches Limit. Eine Antwort, dass die Batterie nach dem Ereignis nachlädt, ohne das Fenster zu benennen, bedeutet normalerweise, dass sie während des Nachmittags-Peaks nachlädt.

Drei Dinge werden festgelegt, sobald der Controller in Betrieb genommen wird, und können später nicht mehr zurückgeholt werden. Der Reservenprozentsatz ist die oben beschriebene Dimensionierungsentscheidung und wird durch die bestellte Einheit festgelegt. Das Nachladefenster wird durch die Tarifstruktur festgelegt, unter der der Standort abgerechnet wird. Und das Ergebnis ist nur nach einem vollständigen Abrechnungszyklus überprüfbar, weshalb die Nachfragegrenze und der Deadband schriftlich festgehalten werden sollten, bevor die erste Entladung erfolgt, und nicht in einer Einstellungsdatei, die niemand wieder öffnet.

Häufig gestellte Fragen

1. Welche Lastdaten benötigt das Fabrik-Peak-Shaving?

Zwölf Monate Daten im 15-Minuten-Intervall. Eine monatliche Rechnung gibt die maximale Nachfrage an, aber nicht, wie lange sie gedauert hat, wie oft sie aufgetreten ist oder wie viele separate Ereignisse sie erzeugt haben. Die Ereignisstruktur entscheidet, ob der Standort Leistung oder Energie benötigt.

2. Wie wird die Entladeleistung dimensioniert?

Aus der größten Lücke zwischen der Last und dem Nachfragesoll, nicht aus dem Peak selbst. Wenn die Anlage bei 620 kW gegen ein Ziel von 500 kW spitzt, beträgt der Bedarf 120 kW, und eine 125 kW Einheit deckt dies mit einem kleinen Spielraum ab.

3. Wie wird die Batterieenergie dimensioniert?

Aus dem längsten Ereignis über dem Ziel, nicht aus der jährlichen Energie. Im Beispiel läuft ein Ereignis über neun Intervalle und benötigt 228 kWh, was in ein nutzbares Fenster von 238,74 kWh mit 10,74 kWh Rest passt.

4. Warum ist die Nachfragegrenzenkontrolle besser als ein Zeitplan?

Weil Fabrikspitzen nicht der Uhr folgen. Im Beispiel fallen sechs von 41 Ereignissen außerhalb eines festen vierstündigen Fensters, und in zwei Monaten setzen diese Ereignisse den abgerechneten Peak, was 16,7 Prozent der jährlichen Einsparungen entfernt.

5. Wie viel Reserve kann eine Peak-Shaving-Batterie halten?

Nur das, was nach dem längsten Ereignis übrig bleibt. Eine Reserve wird aus dem nutzbaren Fenster entnommen, anstatt hinzugefügt zu werden. Wenn das längste Ereignis 228 kWh aus einem 238,74 kWh Fenster benötigt, ist die Reserve auf 4,0 Prozent der Nennenergie begrenzt.