การเก็บพลังงานสำหรับสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า: วิธีที่ BESS ลดภาระหม้อแปลงและลดค่าบริการความต้องการ

ที่ชาร์จสามารถมี 600 kW โดยไม่ต้องขอกริดสำหรับ 600 kW

การจัดเก็บแบตเตอรี่สามารถลดการเชื่อมต่อกริดที่จำเป็นสำหรับสถานีชาร์จ EV โดยการจัดหาส่วนหนึ่งของการชาร์จที่มีระยะเวลาสั้นในท้องถิ่น การปล่อยพลังงานเดียวกันยังสามารถลดค่าใช้จ่ายด้านความต้องการของสาธารณูปโภคที่เรียกเก็บเงินตามกำลังไฟสูงสุดของไซต์ คำถามสำคัญในการขนาดไม่ใช่กำลังไฟรวมของเครื่องชาร์จ แต่คือความต้องการการชาร์จที่เกินขีดจำกัดของหม้อแปลงหรือการนำเข้ากริด และนานเท่าใด

ศูนย์ข้อมูลเชื้อเพลิงทางเลือกของ DOE ให้ตัวอย่างที่มีประโยชน์: สถานีชาร์จที่มีแบตเตอรี่บัฟเฟอร์สถานีชาร์จ DC ความเร็วสูง 600 kWสามารถออกแบบให้ความต้องการจากกริดไม่เกิน100 kW, โดยมีแบตเตอรี่จัดหาส่วนต่างเมื่อจำเป็น

นั่นไม่ได้หมายความว่าสถานี 600 kW ทุกแห่งต้องการแบตเตอรี่เหมือนกัน

ยานพาหนะจะตัดสินใจว่าเมื่อใดที่เกิดพีค

ชาร์จเจอร์สี่ตัวมาถึงที่หม้อแปลงพร้อมกัน

ลองดูสถานีชาร์จที่เรียบง่าย:

4 × 150 kW เครื่องชาร์จ DC ความเร็วสูง

กำลังไฟรวมของเครื่องชาร์จสูงสุด: 600 kW

การจัดสรรการชาร์จจากกริด/หม้อแปลงที่มีอยู่: 300 kW

เวลา 11:40, ยานพาหนะสี่คันขอรวม:

520 kW

หากไม่มีการจัดเก็บ, ไซต์ต้องการ 520 kW จากระบบไฟฟ้าขั้นต้น

ด้วยเพดานการนำเข้ากริด 300 kW:

การปล่อย BESS ที่จำเป็น = 520 − 300 = 220 kW

หากเงื่อนไขนั้นเกิดขึ้นนาน 20 นาที:

พลังงาน AC ที่จำเป็น = 220 × 20/60 ≈ 73.3 kWh

ตอนนี้ปัญหาวิศวกรรมชัดเจนขึ้น

ไซต์ไม่จำเป็นต้องมี BESS ขนาด 600 kW

มันต้องการพอกำลัง PCS เพื่อเติมช่องว่างระหว่างกริดกับเครื่องชาร์จในทันทีและพอkWh ที่ใช้ได้เพื่อรักษาช่องว่างนั้นผ่านพีคการชาร์จ.

NREL ระบุว่าสถานีชาร์จพลังงานสูงสามารถสร้างความเครียดที่สำคัญต่อโครงสร้างพื้นฐานกริดในท้องถิ่น และการจัดเก็บพลังงานในสถานที่สามารถรวมเข้ากับการออกแบบสถานีได้

การบรรเทาหม้อแปลงเกี่ยวกับจุดสูงสุด ไม่ใช่พลังงานฟรี

BESS ไม่ได้ลดพลังงานที่ใช้โดย EVs.

หากผู้ขับขี่ดึงพลังงาน 1,000 kWh จากสถานี พลังงานนั้นยังต้องมาจากกริด โซลาร์ หรือแหล่งอื่นในที่สุด.

การเปลี่ยนแปลงการเก็บข้อมูลเมื่อไหร่และเร็วแค่ไหนกริดต้องส่งมอบมัน.

ลองจินตนาการว่าชุดแบตเตอรี่ปล่อยพลังงาน 73 kWh ในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูง จากนั้นชาร์จใหม่ในภายหลังที่ 100 kW เมื่อการใช้งานชาร์จลดลง.

หม้อแปลงจะเห็นโหลดที่เรียบกว่าแทนที่จะเป็นการชาร์จที่พุ่งสูง.

นั่นอาจมีค่าเมื่อทางเลือกคือ:

หม้อแปลงขนาดใหญ่กว่า

การอัปเกรดบริการ

การเชื่อมต่อสาธารณูปโภคที่มีความจุสูงกว่า

หรือการรอคอยนานสำหรับการเสริมกริด.

DOE ระบุเฉพาะการชาร์จ EV ที่จัดการได้ว่าเป็นวิธีการลดค่าใช้จ่ายในการอัปเกรดโครงสร้างพื้นฐานและรักษาโหลดการชาร์จให้อยู่ภายในความจุของหม้อแปลงและแผงบริการที่มีอยู่.

แบตเตอรี่เพิ่มแหล่งพลังงานที่สามารถควบคุมได้เมื่อการกำหนดเวลาชาร์จเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรักษาสถานที่ให้อยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดนั้น.

ค่าใช้จ่ายตามความต้องการกำหนดราคาให้กับ 220 kW เดียวกัน

ตอนนี้สมมติว่าค่าธรรมเนียมรวมถึง:

ค่าธรรมเนียมความต้องการ: $20/kW-เดือน

หากสถานีที่ไม่มีการจัดการถึง520 kW, แต่ BESS สามารถรักษาความต้องการที่เรียกเก็บเงินไว้ที่300 kW, ความต้องการที่หลีกเลี่ยงได้ตามทฤษฎีคือ:

520 − 300 = 220 kW

การลดค่าธรรมเนียมความต้องการรายเดือนที่เป็นไปได้:

220 × $20 = $4,400

หากการลดนี้เกิดขึ้นเป็นเวลา 12 เดือนที่เรียกเก็บเงินที่เกี่ยวข้อง:

$4,400 × 12 = $52,800/ปี

นี่คือตัวอย่างที่ทำงาน ไม่ใช่การประหยัดที่รับประกัน.

เศรษฐศาสตร์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับกฎค่าธรรมเนียม การใช้ชาร์จ การสูญเสียแบตเตอรี่ ค่าใช้จ่ายในการชาร์จ การเสื่อมสภาพ กลยุทธ์การควบคุม และว่าสถานีจะสร้างจุดสูงสุดนั้นในทุกช่วงการเรียกเก็บเงินจริงหรือไม่.

NREL ประเมินมากกว่า10,000 การรวมกันของทรัพยากรโซลาร์และค่าธรรมเนียมสาธารณูปโภคสำหรับการชาร์จไฟฟ้าเร็ว DC และพบว่าค่าธรรมเนียมการใช้ไฟฟ้าสามารถมีผลกระทบอย่างมากต่อเศรษฐศาสตร์การชาร์จ โดยเฉพาะที่สถานีที่มีการใช้งานต่ำ การจัดเก็บพลังงานมีประโยชน์โดยเฉพาะในการลดความต้องการที่พีค

นี่คือเหตุผลที่ฉันต้องการอัตราค่าบริการก่อนที่ฉันจะต้องการใบเสนอราคาสำหรับแบตเตอรี่

บางครั้งการชาร์จอัจฉริยะควรมาก่อน BESS

สมมติว่ารถยนต์ในฟลีทสิบคันจอดอยู่เป็นเวลา six ชั่วโมง

พวกเขาไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานชาร์จสูงสุดทันทีทั้งหมด

แบตเตอรี่ที่ถูกที่สุดอาจเป็นการจัดตารางเวลา

DOE อธิบายการจัดการการชาร์จอัจฉริยะว่าเป็นการประสานการชาร์จ EV กับโหลดของอาคาร อัตราค่าไฟฟ้า ตารางเวลาของรถยนต์ และขีดจำกัดของโครงสร้างพื้นฐาน มันสามารถบังคับเพดานพลังงานและลดพีคที่เกิดขึ้นพร้อมกันโดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มการจัดเก็บแบบอยู่กับที่

ดังนั้นฉันจึงแยกสองสถานการณ์

การชาร์จที่ยืดหยุ่น:ลดหรือเลื่อนพลังงานของชาร์จเจอร์ก่อน

การชาร์จที่มีพลังงานสูงและความยืดหยุ่นต่ำ:BESS น่าสนใจมากขึ้นเพราะคนขับต้องการพลังงานอย่างรวดเร็วและไม่สามารถรอกริดได้

การชาร์จไฟฟ้าเร็ว DC สาธารณะมักจะเคลื่อนไปสู่กรณีที่สอง

การชาร์จที่สถานีสามารถใช้ประโยชน์จากกรณีแรกได้มากขึ้น

ข้อเสนอที่ดีจาก Ruibit/Dawnice จึงควรได้รับข้อมูลเซสชันของชาร์จเจอร์หรือโปรไฟล์การชาร์จที่คาดหวัง, ไม่ใช่เพียงแค่ "8 ชาร์จเจอร์ × 150 kW."

แบตเตอรี่ต้องชาร์จก่อนที่การเร่งรีบครั้งถัดไป

นี่คือจุดที่การออกแบบที่ดูเหมือนดีอาจล้มเหลว

สมมติว่า:

พลังงาน BESS ที่ใช้ได้: 200 kWh

พีคการชาร์จในตอนเช้าสิ้นเปลือง:

150 kWh

อีกช่วงการชาร์จที่หนักจะเริ่มขึ้น 90 นาทีต่อมา

หากหม้อแปลงมีความจุสำรองเพียง 50 kW สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่:

การชาร์จใหม่ 90 นาที = 50 × 1.5 = 75 kWh ก่อนการสูญเสีย

แบตเตอรี่อาจไม่สามารถฟื้นฟูพลังงานได้เพียงพอก่อนพีคที่สอง

การเพิ่ม kWh อาจช่วยได้

การเปลี่ยนตารางการชาร์จก็อาจช่วยได้

หรือการเพิ่มขีดจำกัดของกริด

หรือการประสานพลังงานของชาร์จเจอร์

นี่คือเหตุผลที่การกำหนดขนาด BESS สำหรับการชาร์จ EV จำเป็นต้องลำดับเหตุการณ์การชาร์จ, ไม่ใช่เพียงเหตุการณ์พลังงานสูงสุดเพียงเหตุการณ์เดียว.

Dawnice อธิบาย BESS ที่บรรจุในภาชนะว่าเหมาะสมกับโครงสร้างพื้นฐานของที่ชาร์จสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จเร็ว, การสนับสนุนกริด และการเปลี่ยนเวลาใช้พลังงาน.Dawnice BESS

การกำหนดค่าที่เกี่ยวข้องยังต้องมีขนาดตามภารกิจจริงของไซต์.

สามเส้นโค้งตัดสินใจว่าฉันจะซื้อ BESS หรือไม่

สำหรับโครงการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า, ฉันจะวางสิ่งเหล่านี้ในไทม์ไลน์เดียวกัน:

ความต้องการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

โหลดกริด/หม้อแปลงที่อนุญาตสูงสุด

BESS SoC

จากนั้นเพิ่มอัตราค่าบริการ.

หากความต้องการชาร์จเพิ่มขึ้นเกินเพดานกริดซ้ำแล้วซ้ำเล่าในขณะที่แบตเตอรี่มีพลังงานและพลังงานเพียงพอที่จะเติมช่องว่าง, การเก็บพลังงานมีหน้าที่ทางไฟฟ้าที่ชัดเจน.

หากจุดสูงสุดเหล่านั้นยังสร้างความต้องการที่เรียกเก็บเงินแพง, มันอาจมีหน้าที่ทางการเงิน.

หากเซสชันการชาร์จสามารถเลื่อนเวลาได้โดยไม่กระทบต่อผู้ขับขี่, ฉันจะตรวจสอบตัวเลือกที่ถูกกว่าก่อน.

BESS ไม่ทำให้หม้อแปลงใหญ่ขึ้น. มันทำให้สถานีชาร์จทำงาน, จากมุมมองของกริด, เหมือนกับว่าหม้อแปลงมีจุดสูงสุดที่น้อยกว่าที่จะให้บริการ.

คำถามที่พบบ่อย

1. BESS สามารถลดภาระหม้อแปลงที่สถานีชาร์จ EV ได้อย่างไร?

BESS จะปล่อยพลังงานเมื่อความต้องการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเกินขีดจำกัดของกริดหรือหม้อแปลงของไซต์. ตัวอย่างเช่น, หากที่ชาร์จต้องการ520 kWแต่การนำเข้าจากกริดถูกจำกัดที่300 kW, แบตเตอรี่สามารถให้พลังงานที่เหลือ220 kW.

2. จะกำหนดขนาด BESS สำหรับการชาร์จเร็ว EV ได้อย่างไร?

ขนาดพลังงาน PCS จากช่องว่างสูงสุดระหว่างความต้องการชาร์จและพลังงานกริดที่อนุญาต, จากนั้นขนาดพลังงานแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้จากระยะเวลาที่ช่องว่างนั้นมีอยู่. เวลาชาร์จระหว่างจุดสูงสุดของการชาร์จต้องได้รับการตรวจสอบด้วย.

3. การจัดเก็บแบตเตอรี่สามารถลดค่าใช้จ่ายตามความต้องการที่สถานีชาร์จ EV ได้หรือไม่?

ใช่, โดยที่อัตราค่าบริการเรียกเก็บสำหรับความต้องการสูงสุด. โดยการป้องกันไม่ให้จุดสูงสุดการชาร์จสั้น ๆ ตั้งค่าความต้องการ kW ที่เรียกเก็บเงินสูงขึ้น, BESS สามารถลดค่าบริการความต้องการ. การประหยัดจริงขึ้นอยู่กับโครงสร้างอัตราค่าบริการและรูปแบบการชาร์จ.

4. สถานีชาร์จ EV ควรใช้การชาร์จอัจฉริยะก่อนที่จะเพิ่ม BESS หรือไม่?

บ่อยครั้งใช่. หากเวลาชาร์จของรถยนต์มีความยืดหยุ่น, การจัดการโหลดอาจลดจุดสูงสุดโดยไม่ต้องมีความจุแบตเตอรี่เพิ่มเติม. BESS จะมีค่ามากขึ้นเมื่อความต้องการชาร์จสูง, รวดเร็ว, และยากที่จะเลื่อน.

5. ทำไมพลังงานที่ระบุบนป้ายของชาร์จเจอร์จึงไม่เพียงพอสำหรับการกำหนดขนาด BESS?

ที่ชาร์จมักจะไม่ทำงานที่พลังงานสูงสุดพร้อมกันตลอดทั้งวัน. การขนาด BESS ควรใช้โปรไฟล์เซสชันการชาร์จที่แท้จริงหรือจำลอง, ขีดจำกัดหม้อแปลง, ระยะเวลาจุดสูงสุด, โอกาสในการชาร์จใหม่, และข้อมูลอัตราค่าบริการแทนที่จะเพียงแค่เพิ่มการจัดอันดับของที่ชาร์จ.