Быстрое зарядка с сохранением заряда DC: модель, которая работает до модернизации электросетей в Юго-Восточной Азии

Быстрое зарядка с использованием накопительного аккумулятора может снизить зависимость от немедленной модернизации электросети, но батарея должна быть рассчитана как на мгновенную мощность, так и на используемую энергию в течение всего периода эксплуатации. Кроме того, конструкцию необходимо учитывать ограничения уровня заряда, потери преобразования, резервную энергию, время перезарядки, терморегуляцию, проверку на пожар и условия, при которых зарядка должна быть ограничена. В этом руководстве объясняется, как покупатели могут оценить архитектуру с использованием накопительного аккумулятора в Юго-Восточной Азии, отличить поддержку электросети от автономной работы и включить в спецификацию параметры управления, доказательства безопасности и испытания приемлемости.

Резюме: Быстрое зарядка с резервным аккумулятором DC использует систему хранения энергии батареи (BESS) между сетью и выходом зарядного устройства, что позволяет объекту обслуживать события с высоким энергопотреблением при одновременном ограничении импорта от сети. Для коммерческих объектов интервал потребления может иметь такое же значение, как и мощность таблички на зарядном устройстве, а стандарт IEC 61851 остается стандартом для зарядных систем, а не доказательством того, что вся система с аккумуляторным резервом соответствует требованиям. Перед выбором шкафа необходимо провести профилирование нагрузки, определить ограничения для взаимодействия с сетью, количество зарядных устройств и размерность аккумуляторного резерва.

Юго-Восточная Азия является практическим испытательным полигоном для этой модели. Электромобилизация флотов развивается быстрее, чем многие локальные модернизации сервиса, и разработчикам зарядных станций часто приходится открывать место для зарядки до завершения проверки нового трансформатора, магистрального электрораспределительного оборудования или системы защиты электросетей. Концепция с использованием накопительных батарей не устраняет необходимость проведения соответствующих исследований для электросетей, но может изменить первый этап от “дожидания на подключение к сети” до “работы в рамках контролируемого импорта”.”

В этой статье «быстрое зарядка с буфером энергии» означает интегрированную систему или систему зарядки на уровне объекта, оборудование для преобразования энергии, контроллеры управления энергопотреблением и один или несколько зарядных устройств DC. Цель проектирования проста: обеспечить быструю зарядку электромобилям, при этом обеспечивая более плавный, более низкий и более предсказуемый уровень потребления энергии от электросети.

Почему у сайтов с ограниченным пространством необходима архитектура с аккумулятором для резервного питания?

Конвенциональный Быстрая зарядка постоянным током при этом большинство энергии поступает непосредственно из сети во время зарядки автомобиля. Такая схема работает хорошо там, где пропускная способность электросети, высота трансформаторного оборудования, защита от перегрузок и плата за потребление уже соответствуют бизнес-модели. Однако ситуация становится сложной, когда арендодатель может использовать только ограниченную мощность, модернизация электросетевой системы занимает месяцы подготовки, а автопарк располагает узким графиком зарядки.

Архитектура с аккумуляторным буфером разделяет мгновенный выход энергии при зарядке от потребления электроэнергии при подключении к сети. Например, сайт может ограничить потребление от сети до 100 кВт, одновременно обеспечивая короткие сессии зарядки выше этого уровня за счет разрядки аккумулятора. Затем БЕСС заряжается в периоды низкого потребления энергии, после пиковых нагрузок или при наличии электропроизводства на объекте. Это архитектурное решение, а не способ ускорить процесс проектирования электросистемы.

Первая инженерная задача — определить ограничения. Ограничения на участке обусловлены ли полярностью трансформатора (кВА), токометрической мощностью линии электропередачи, защитой от перегрузок, согласованием взаимодействия с коммунальными службами, тарифами за потребление или собственными невозмещаемыми нагрузками участка? Обычно команды проекта XYDF просят покупателей выделять эти ограничения, поскольку каждый из них меняет стратегию управления запасами электроэнергии.

Коммерческий бытовой зарядный агрегат с рядом с ним шкафом для хранения аккумуляторов и обозначенной площадкой для зарядки электромобилей” />

Где должно разместиться устройство BESS в системе зарядки?

Батарейный буфер может быть размещён за коммутационным разъёмом переменного тока с преобразованием переменного/статического тока, внутри архитектуры DC микросети или в составе контейнерной энергосистемы, питающей зарядные модули. Правильная топология зависит от напряжённости сети, конфигурации продукции, координации защиты, площади, климата и будущей схемы модернизации.

Для покупателей, сравнивающих варианты быстрой зарядки с использованием DC-зарядных устройств, вопрос заключается не только в том, сколько киловатт может выдавать зарядное устройство; также важен вопрос о том, сколько мощности может вводить сайт, как долго должно сохраняться максимальный выход, и какие механизмы предотвращают превышение договорного лимита системы.“

Что действительно может сделать отсрочка модернизации энергосистемы и ограничение нагрузки в пиковые часы?

Зарядка с использованием накопительного аккумулятора наиболее эффективна в том случае, если коммерческая потребность наступит до модернизации электросети. Разработчик может понадобиться обеспечить питание розничного зарядного устройства до замены трансформатора. Логистическая компания может нуждаться в зарядке в ночное время или при смене смены работы перед модернизацией сервиса в пункте обслуживания. А участок на шоссе может нуждаться в начальной стадии зарядки с постоянным током до завершения работ по среднему напряжению.

Эта модель может отложить часть модернизации за счет ограничения импорта электроэнергии, снижения пиковых нагрузок и распределения зарядки на более длительный период времени. Однако она не может обеспечить неограниченное количество энергии. Если ежедневный спрос на электроэнергию от электромобилей превышает объем энергии, который можно импортировать, хранить и заряжать на площадке в пределах рабочего окна, потребуется расширить сеть электроснабжения, снизить производительность зарядки, увеличить объем хранения, увеличить объем производства возобновляемой энергии или изменить график работы автопарка.

Расходы на потребление — еще одна причина моделировать потребление батареи. Многие коммерческие тарифы рассчитывают максимальное потребление за короткий промежуток времени, обычно 15 или 30 минут. Если два автомобиля подключаются к сети в течение одного интервала оплаты, потребление на этом коротком промежутке времени может быть учтено в расчетах. БЕС может разряжаться в течение этого промежутка времени, поэтому счетчик электроэнергии показывает более низкую максимальную потребляемую мощность, при этом водитель все равно получает быстрый заряд.

Как покупатели должны выбирать размер BESS станции быстрой зарядки постоянным током?

Размеры БЭС начинаются с энергии, мощности и времени. Мощность таблички зарядного устройства — это только один из вводимых параметров. Планировщик площадки также нуждается в энергии на сессию для каждого транспортного средства, в количестве прибывающих единиц, минимальном объеме резерва заряда, ограничении импорта в сеть, времени перезарядки БЭС, предположениях по эффективности зарядки аккумулятора в обратном направлении, снижении температуры окружающей среды и необходимости резервного питания или использования режима «Ride-through».

Использовать иллюстративные расчеты только после того, как будет определен рабочий цикл. Предположим, сайт хочет поддерживать два события зарядки мощностью 120 кВт в течение 20 минут при ограничении импорта из сети до 100 кВт и при нагрузке других станций до 20 кВт. Сторона зарядного устройства может потребить примерно 80 кВт в течение этих 20 минут. Если сеть сможет предоставить только около 27 кВт в этот промежуток времени после отключения нагрузки, аккумулятор может потребовать от 53 кВт, прежде чем использовать резервные и эффективные возможности. В реальном проекте будут учтены резерв, старение аккумулятора, снижение эффективности и эксплуатационные возможности.

Вот почему правило “та же зарядка, та же батарея” не работает на станциях быстрой зарядки DC. Тандер для такси, зарядная станция в супермаркете, порт для автотранспорта и автостоянка на шоссе могут все использовать быструю зарядку DC, но их распределение прибытия и способность выдерживать ожидания различаются. Размер БЭС должен соответствовать коммерческим возможностям объекта, а не общему показателю хранения.

Для сайтов, уже сравнивающих мощность зарядных устройств AC, высоту трансформатора и выходной мощь зарядного устройства, соответствующая инструкция находится здесь. профилирование нагрузки на зарядку коммерческих электромобилей Это полезный помощник. Он помогает планировщикам избежать распространенной ошибки: выбора силовых модулей до моделирования, когда транспортные средства действительно прибывают.

Какие стандарты, механизмы контроля и требования к работоспособности следует определить?

Зарядка с использованием аккумуляторной батареи соответствует как стандартам зарядки электромобилей, так и практикам хранения электроэнергии в стационарных условиях. IEC 61851 охватывает требования к проводным системам зарядки электромобилей, включая режимы зарядки и функции безопасности, связанные с коммуникациями. IEC 62933 касается систем хранения электрической энергии. Оба эти стандарта не должны рассматриваться как универсальные сертификаты для любого конкретного объекта; соответствие проекту по-прежнему зависит от правил рынка назначения, конфигурации продукции, конструкции установки, взаимосвязи с сетями, противопожарной безопасности и заявлений, содержащихся в документации по продажам.

Для проектов в странах Юго-Восточной Азии покупатели должны уточнить, ожидает ли целевой рынок IEC, местные коммунальные службы, пожарные службы, системы учета электроэнергии, связь или импортную документацию. Если поставщик утверждает, что коммерческий бытовой быстрый зарядный агрегат соответствует требованиям, спросите, какой стандарт, какой модель, какой отчет о испытаниях, на каком целевом рынке и распространяется это утверждение только на этот агрегат или на всю архитектуру зарядного устройства и системы хранения электроэнергии (BESS).

Время работы зависит не только от емкости аккумулятора. Сайт с хранилищем данных нуждается в термоуправлении, защите корпуса, удалённом мониторинге, планировании запасных частей, сигнализации о состоянии заряда аккумулятора и четком режиме аварийного выключения. В хорошо сконфигурированной системе контроллер управления энергопотреблением должен знать, когда ограничить выход энергии, когда перезаряжать, когда резервировать энергию на следующий период работы флота и когда оповещать операторов перед появлением видимых проблем с работой сервиса.

На объектах общественного или полуобщественного назначения операторы должны интегрировать эту архитектуру в систему профилактического обслуживания. Логика проверки состояния хранилищ должна охватывать разъемы, кабели, вентиляцию, состояние ограждения, журналы событий, флеш-память, системы сигнализации, состояние батареи и реакцию сервиса.

Как коммерческие сайты в Юго-Восточной Азии должны выбирать конструкцию с возможностью резервного хранения данных?

Перед определением места зарядки с использованием накопительного аккумулятора проектные команды должны принять четыре практических решения.

Во-первых, определите бизнес-цели на первом этапе. Станция, где необходимо обслуживать грузовики с доставкой при смене смены, требует разных механизмов управления, чем автодорожная станция, предназначенная для смешанной эксплуатации пассажирских электромобилей. Соедините мощность зарядного устройства и емкость БЭС с количеством транспортных средств, временем пребывания и допустимой длительностью очереди.

Во-вторых, составьте письменный план отсрочки модернизации системы. Запишите максимальный объем импорта, ожидаемый график модернизации системы, момент включения модулей зарядных устройств и момент, когда BESS в одиночку уже не обеспечивает рентабельность бизнеса.

В-третьих, определите механизмы управления энергопотреблением. Для современных Зарядные системы для электромобилей, Командам по закупкам следует выяснить, как контроллер отбирает EV-сессии, ограничивает импорт в сеть, заряжает аккумулятор, реагирует на сбои, экспортирует оперативные данные и поддерживает дальнейшую интеграцию с солнечной энергетической системой или управлением энергией на объекте.

В-четвёртых, проверьте документацию по целевому рынку. Проверьте тестовые отчеты на уровне модели, требования к сетям связи, монтажные чертежи, согласование защиты, характеристики корпуса и условия гарантии. XYDF информации о квалификации Это полезный отправной пункт для обсуждения документации, однако окончательное соответствие должно быть подтверждено с учетом целевого рынка покупателя и объема проекта.

Для проектов, требующих конфигурации трассы оборудования, XYDF может поддерживать выбор зарядных устройств, обсуждение интерфейса BESS, проверку документации и поэтапное планирование площадки. решение по зарядке с использованием солнечной энергии страница является наиболее подходящим внутренним исходным пунктом для покупателей, оценивающих зарядную инфраструктуру для аккумуляторных электромобилей.

Как покупатели должны оценивать зарядку с функцией хранения энергии при задержках с модернизацией электросетей

Когда модернизация электросети откладывается, решение о покупке должно основываться не на каталоге аккумуляторных батарей, а на операционной модели. Покупатель должен доказать, что его объект способен поставлять достаточно энергии в течение всего дня, хранить достаточную энергоносительную емкость до критического момента зарядки и отводить ее в безопасной скорости без использования средств для маскировки ограничения сети, которое все еще требует согласования с регуляторами. В этом случае программа DC-быстрой зарядки с возможностью хранения энергии становится проектом управления и циклов работы, а не покупкой оборудования.

Профиль загрузки должен отображать количество электромобилей, прибывающих, а не только количество электромобилей, обслуживаемых.

Обратитесь к проектной команде с просьбой разработать профиль нагрузки продолжительностью в 15 минут или менее, включающий существующие нагрузки зданий, ожидаемое количество электромобилей, потребляемую мощность, количество зарядных устройств, периоды перезарядки батарей и контрактный лимит импорта энергии в сеть. Помещение, где заряжают десять внедорожников равномерно в течение восьми часов, — это другое место, чем торговый объект, где три электромобиля могут прибыть в одно и то же промежуток времени в обеденное время. Профиль нагрузки также должен указывать на бизнес-цели: максимальное время ожидания, минимальная потребляемая мощность, время отъезда автопарка или наличие общедоступных зарядных устройств.

Практический результат — график выработки электроэнергии. Он должен указывать, когда сеть подает электроэнергию на объект, когда БЕСС заряжает аккумулятор, когда БЕСС разряжает аккумулятор, и когда зарядное устройство намеренно снижает выходную мощность для защиты лимитов импорта или резерва батареи. Если график отображает только мощность табличек зарядных устройств, это еще не является жизнеспособным планом работы для станций быстрой зарядки DC с ограниченным количеством мощностей сети.

Период работы зарядного устройства и емкость БЭС должны оцениваться вместе.

Срок службы описывает, насколько напряженно будет работать зарядное устройство в течение дня: короткие всплески нагрузки, запланированные блокировки для автопарка, восстановление в ночное время или повторные сессии с высокой мощностью. Узнаваемая емкость BESS — это энергия, которая фактически может быть передана после резервного режима, ограничений на уровень заряда, эффективной работы в обратном направлении и любых температурных деформаций. Покупатели должны запросить реальную емкость в кВтч, а не только номинальную емкость батареи, и должны подтвердить, сохраняется ли указанная емкость при ожидаемой температуре окружающей среды и расположении корпуса.

Счетчик C-rate — это следующий показатель. Батарея, на бумаге имеющая достаточное количество кВт⋅ч, может всё же оказаться не подходящей, если проект потребует от неё быстрого разряда или агрессивного перезаряда между циклами зарядки. Отдел закупок должен сравнивать показатели разряда батареи, КПС, выходной мощности зарядного устройства, окно перезарядки, температурные ограничения и условия гарантии в рамках единого пакета. Консервативная оценка позволяет избежать создания презумпции о экономии за счет увеличения потребления или гарантирования времени работы без предоставления реальных данных о тарифах и истории эксплуатации.

Обобщение информации о пожаре, иерархия управления и ограничения по островному режиму должны быть включены в спецификацию.

Сайт с хранилищем электроэнергии объединяет зарядные устройства EV, стационарное энергохранилище, защитное оборудование и программное управление. Проверка на соответствие пожарной безопасности и требованиям законодательства должна охватывать химический состав батарей, отделку корпуса, вентиляцию или охлаждение, поведение при аварийном отключении, указатели, контроль доступа, испытания перед пуском в эксплуатацию и требования местных органов власти. IEC 62933 может помочь определить требования к системам хранения электроэнергии, в то время как IEC 61851 по-прежнему актуальны для проводных систем зарядки электромобилей; ни одно из этих стандартов не заменяет требования местных рынков, регулирующих деятельность коммунальных служб, установку оборудования и выдачу разрешений.

Иерархия управления должна быть четкой. По крайней мере, она должна определять порядок приоритетности отключений системы для обеспечения безопасности, пределов импорта энергии, резерва уровня заряда батареи, выходной мощности зарядного устройства, приоритета парка, ответа на тарифную политику, использования PV-интеграции и удаленных команд оператора. Если присутствует несколько контроллеров, покупатель должен знать, какой из них обладает окончательной властью в случае перегрузки, потери связи, тепловой сигнализации или аварийного остановки.

Также необходимо, чтобы ограничения по отказу от работы были четко сформулированы. Некоторые покупатели полагают, что система BESS может продолжать функционировать как микросетка в случае отключения электроснабжения от энергосистемы. Однако это может быть ошибочным предположением, если система не была специально разработана, одобрена, защищена и смонтирована для работы в режиме отказов от работы. Если коммерческой целью является только снижение нагрузки в пиковые часы или отсрочка модернизации, в спецификации должно быть указано об этом; если требуется резервное питание с пониженным напряжением, оно должно быть предусмотрено как отдельный режим работы.

Метрирование и владение эксплуатацией определяют, будет ли модель оставаться под контролем после запуска.

Метринг должен отражать импорт электроэнергии от коммунальных служб, выход из сети зарядных устройств, заряд и разряд энергии от накопителей энергии, вспомогательные нагрузки и любые виды генерации электроэнергии на объекте. Без такого разделения операторы не смогут определить, является ли низкая производительность результатом пикового тарифа, задержек в работе зарядных устройств, истощения батареи, снижения эффективности из-за температурных условий или неверной настройки системы управления. Для коммерческих станций с быстрыми зарядными устройствами метринг также служит основой для дальнейшего расширения: он показывает, когда временный лимит импорта становится серьезной проблемой для бизнеса.

Приобретение оборудования должно быть оформлено до его покупки. Покупатель, оператор объекта, поставщик зарядных устройств, поставщик BESS, интегратор и поставщик услуг дистанционного мониторинга должны согласовать, кто будет отвечать за обновления фревом-файловой системы, реагирование на тревоги, замену разъемов, проверку состояния батареи, сервисную поддержку теплосистемы, запасные части, обновления системы кибербезопасности и разрешение повторного запуска оборудования после аварии. Неясная принадлежность оборудования может превратить хорошо оснащенную систему в недоступную даже при наличии технических возможностей оборудования.

Для проекта с распределительной сетью с задержкой с запуском наиболее безопасный вопрос заключается в следующем: “Покажите, как этот режим будет функционировать в худшем ожидаемом случае до модернизации сети, и покажите, кто будет действовать в случае его несоблюдения”. Этот вопрос позволяет оценивать системы зарядки электромобилей на основе реальных данных, а не оптимистичных оценок мощности.

Как покупатели должны оценивать зарядное устройство с возможностью зарядки в течение суток, если модернизация электросети откладывается?

Оценка архитектуры должна проводиться в двух отдельных измерениях: мощности, которая определяет максимальную емкость аккумуляторной батареи при одновременном заряждении, и полезной энергии, которая определяет продолжительность этого процесса. В расчет должны быть включены характеристики потребления заряда от зарядного устройства, окно заряда батареи, потери преобразования, резервный запас и время, необходимое для перезарядки между пиками нагрузки. Большая емкость аккумулятора автоматически не обеспечивает требуемую мощность или продолжительность зарядки.

Спецификация покупки также должна определять иерархию управления: что происходит, когда батарея достигает своего предела, когда не доступен сетевой контакт или когда срабатывает тепловой или пожарный сигнализатор. Требовать обязательного перехода в резервное состояние и четкого указания, разрешено ли автономное функционирование. Недавнее технико-экономическое исследование технологии зарядки с использованием аккумуляторов может подкрепить обсуждение вопросов моделирования, но окончательный дизайн все же нуждается в рассмотрении со стороны специалистов по пожарной безопасности, коммунальных служб и технического обслуживания: Исследование зарядки электромобилей с помощью аккумулятора.

ЧАВО

Что такое DC-быстрое зарядка с запоминанием заряда?

Быстрое зарядка с использованием аккумуляторов с запасом энергии позволяет поддерживать высокомощную зарядку электромобилей, ограничивая при этом потребляемую мощность от электросети. Сейв-энергосистемы заряжают сеть или другие источники энергии, а при пиковых нагрузках от них отключают подачу электроэнергии, что позволяет электромобилям получать высокоскоростную зарядку даже при том, что лимит импорта на площадке ниже выходной мощности зарядного устройства.

Может ли система хранения энергии обеспечить быструю зарядку DC до модернизации электросети?

Да, во многих случаях система хранения электроэнергии может обеспечить функционирование в начальной стадии эксплуатации до завершения более масштабного обновления системы. Для этого необходимо, чтобы на объекте в течение определенного времени имелось достаточное количество электроэнергии, поступающей из сети, для перезарядки аккумуляторной батареи, а также достаточно мощностей БЭС для покрытия пиковых периодов зарядки, предусмотренных для водителей или автопарков.

Как буферная батарея снижает стоимость пиковых потребностей?

Батарейный буфер снижает стоимость потребления электроэнергии за счет отключения электроприемника во время пикового потребления, что позволяет счетчику электроэнергии показывать более низкую максимальную потребляемую мощность. Финансовые последствия зависят от структуры тарифа, интервала оплаты, режима поступления электроэнергии на объект и от того, достаточно ли заряда в батарее в нужное время.

Какой размер аккумулятора необходим для коммерческого объекта с быстрой зарядкой?

Потребляемая мощность аккумулятора зависит от мощности зарядного устройства, энергии во время езды на электромобиле, количества подключенных устройств, максимального лимита для импорта энергии из сети, времени зарядки, уровня резервного заряда, эффективности работы, температуры окружающей среды и предполагаемых сроков эксплуатации батареи. Для практического определения оптимального размера батареи следует использовать модель нагрузки на 15 минут или менее для конкретного участка, а не фиксированное соотношение между количеством подключенных устройств и мощностью зарядного устройства.

Может ли зарядное устройство с памятью для хранения энергии одновременно заряжать несколько электромобилей?

Да, если для одновременного зарядки указаны мощности зарядных модулей, разряжателей, аккумуляторных батарей, а также контрольная логика управления. Если одновременно прибывает несколько электромобилей, системе может потребоваться динамическое распределение мощности или снижение выходных мощностей на автомобиль для защиты лимита импорта и резерва батареи.

Как аккумуляторное хранилище влияет на время работы зарядных станций?

Установка аккумуляторных накопителей может повысить срок работы оборудования, снизив пиковые нагрузки, поддерживая режим работы с пониженным энергопотреблением в периоды с нехваткой электроэнергии, а также предоставляя операторам больше возможностей для контроля за процессами зарядки. Кроме того, установка таких накопителей может потребовать дополнительных затрат на техническое обслуживание, поэтому срок работы зависит от теплового оборудования, мониторинга, систем оповещения, процедур обслуживания, запасных частей и четких вариантов отмены работы.

Какие источники информации подтверждают необходимость сохранения резервного заряда при зарядке?

• IEA, «Глобальный прогноз по электромобилям на 2024 год»
• Центр данных по альтернативным топливам Министерства энергетики США, информация об основных принципах использования электроэнергии и инфраструктуре
• Совместная служба по энергетике и транспорту, ресурсы инфраструктуры зарядки и заправки
• IEC 61851-1, проводящая система зарядки электромобилей
• Серия IEC 62933 — системы хранения электрической энергии

Самые мощные системы с накопительным хранением не те, у которых на бумаге больше всего энергии; скорее, это такие системы, где характеристики зарядного устройства, лимит импорта, резерв BESS, тарифный режим и график работы флота объединены в единую систему управления.

Для поэтапного коммерческого проекта проанализируйте XYDF Быстрое зарядное устройство DC мощностью 240 кВт вариантов и затем свяжитесь с XYDF с учетом лимита импорта данных из сайта, ожидаемого профиля прибытия EV, целевой даты открытия и графика модернизации сети.