การรวมสถานีชาร์จ EV เข้ากับระบบพลังงานแสงอาทิตย์

บูรณาการสถานีชาร์จ EV เข้ากับระบบพลังงานแสงอาทิตย์

คู่มือสถาปัตยกรรมทางเทคนิค: การรวมระบบพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ EV

คู่มือทางเทคนิคสำหรับ EPC เกี่ยวกับการบูรณาการพลังงานแสงอาทิตย์กับการชาร์จ EV เรียนรู้การปรับสมดุลโหลดแบบไดนามิก อัลกอริธึม EMS และ ROI สำหรับเครือข่ายการชาร์จเชิงพาณิชย์

การบูรณาการโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EV) เข้ากับเครือข่ายเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม (C&I) ทำให้เกิดความท้าทายในการต่อเชื่อมกริด-อย่างรุนแรง โปรไฟล์การชาร์จ EV ที่ไม่มีการจัดการจะสร้างความต้องการสูงสุดเฉพาะที่ ซึ่งเสี่ยงต่อการบรรทุกหม้อแปลงบริการในอาคารมากเกินไป การเชื่อมต่อกริดไม่เสถียร และทำให้เกิดค่าใช้จ่ายความต้องการจำนวนมาก นอกจากนี้ การล้มเหลวในการประสานงานกิจกรรมการชาร์จด้วยกราฟการสร้าง PV แบบเรียลไทม์-ส่งผลให้พลาดโอกาสในการใช้การสร้างคาร์บอนเป็นศูนย์-ในสถานที่ เพิ่มต้นทุนพลังงานที่ปรับระดับ (LCOE) สำหรับเจ้าของสินทรัพย์

การแก้ปัญหาคอขวดในการปฏิบัติงานเชิงโครงสร้างเหล่านี้จำเป็นต้องเปลี่ยนจากเครื่องชาร์จแบบสแตนด์อโลนพื้นฐานไปเป็นโทโพโลยีที่ทำงานร่วมกันอย่างชาญฉลาด- เอกสารทางเทคนิคนี้กล่าวถึงกลไกของการปรับสมดุลโหลดแบบไดนามิกส่วนเกินจากแสงอาทิตย์ ให้รายละเอียดเกี่ยวกับโปรโตคอลการสื่อสารที่ควบคุมระบบการจัดการพลังงานอัตโนมัติ (EMS) และวิเคราะห์โครงสร้างทางการเงินที่จำเป็นในการเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานการชาร์จสาธารณะและยานพาหนะ

กลไกหลัก: การควบคุมการชาร์จอัจฉริยะตามลำดับความสำคัญของ PV และสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์

ระบบการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ EV แบบประสานงานป้องกันการจัดสรรตารางเกิน-ผ่านกลไกสามประการที่เกิดขึ้นพร้อมกัน: การเก็บข้อมูลแบบสองทิศทาง การติดตามสถานะ-ของ-สุขภาพ และการลดทอนพลังงานแบบละเอียด หัวใจสำคัญของการใช้งานนี้คือขั้นตอนการควบคุมการชาร์จอัจฉริยะของ PV Priority ซึ่งดำเนินการผ่านตัวควบคุมส่วนกลางที่สื่อสารผ่าน Modbus TCP หรือ CAN บัสกับอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) และอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้า EV (EVSE)

เมื่อ EV เริ่มต้นเซสชันการชาร์จ ระบบจะปฏิบัติตามตรรกะการดำเนินการที่เข้มงวด:

1. การนำเข้าข้อมูล:มิเตอร์อัจฉริยะที่แผงกระจายหลักจะวัดปริมาณการใช้อาคารทั้งหมดและขีดจำกัดการนำเข้า/ส่งออกกริดที่ช่วงเวลา 100 มิลลิวินาที

2. การคำนวณส่วนเกิน:ระบบจะพิจารณาส่วนเกินสุริยะที่มีอยู่ ($P_{surplus}$) โดยใช้สูตร:

P_{ส่วนเกิน} = P_พีวี - P_{อาคาร}

ที่ไหน ป_พีวีคือเอาท์พุต AC ของอินเวอร์เตอร์ปัจจุบัน และ P_{อาคาร}คือภาระงานสิ่งอำนวยความสะดวกพื้นฐาน

3. การจัดสรรแบบไดนามิก:ถ้าป_{ส่วนเกิน}เกินเกณฑ์การทำงานขั้นต่ำของ EVSE (โดยทั่วไปคือ 6A ต่อเฟส หรือ 4.1 kW สำหรับระบบสาม-เฟส)ระบบการจัดการพลังงานอัจฉริยะ (EMS)สั่งให้สถานีชาร์จจับคู่เอาต์พุตกับเส้นโค้งที่แน่นอนของการสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกิน สิ่งนี้จะช่วยลดการส่งออกกริดและป้องกันการกำหนดราคาสาธารณูปโภคสูงสุดพร้อมกัน

หากความต้องการอาคารเพิ่มขึ้นหรือรังสีแสงอาทิตย์ลดลงการปรับสมดุลโหลดไดนามิกส่วนเกินพลังงานแสงอาทิตย์ลดรอบการทำงานของสถานีชาร์จผ่านสัญญาณ Pulse Wide Modulation (PWM) ที่ส่งผ่านสายนำร่องควบคุม Type 2 การลดลงนี้เกิดขึ้นก่อนที่เซอร์กิตเบรกเกอร์หลักจะถึงเกณฑ์ทริประบายความร้อน

มาตรฐานอุตสาหกรรมและผลกระทบจาก ROI

การติดตั้งเชิงพาณิชย์ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่สร้างขึ้นตามมาตรฐาน-ระบบไฟฟ้าและการสื่อสารระดับอุตสาหกรรม เพื่อรักษาความพร้อมใช้งานสูงและการเรียกเก็บเงินที่แม่นยำสำหรับการเชื่อมต่อเทอร์มินัลหลายเครื่อง ตารางด้านล่างแสดงรายละเอียดเมทริกซ์ประสิทธิภาพโดยเปรียบเทียบโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จแบบสแตนด์อโลนมาตรฐานกับระบบรวม EMS- ที่ผลิตในโรงงานสถานีชาร์จเฉพาะทาง:

การวิเคราะห์ ROI และโมเดลธุรกิจเชิงพาณิชย์

การบูรณาการการควบคุม EMS แบบไดนามิกช่วยปกป้องผู้ปฏิบัติงานในสถานที่ C&I จากค่าใช้จ่ายที่มีความต้องการสูง ซึ่งสามารถคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 30% ถึง 70% ของค่าไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างเช่น สถานีชาร์จเร็ว DC ขนาด 100kW ที่ใช้งานโดยไม่มีการจัดการโหลดแบบไดนามิก สามารถเพิ่มความต้องการสูงสุดของสิ่งอำนวยความสะดวกได้ ส่งผลให้ต้องเสียค่าปรับรายเดือนหลายพันดอลลาร์

ด้วยการใช้การควบคุมลำดับความสำคัญของ PV- และการบัฟเฟอร์ BESS ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น ระบบจะดึงตารางกริดให้อยู่ต่ำกว่า-ระดับที่ตั้งไว้ล่วงหน้า การบูรณาการนี้ทำให้ระยะเวลาคืนทุนของการลงทุนสั้นลงจาก 7.2 ปีที่ไม่มีการจัดการเหลือเพียง 4.1 ปี เจ้าของไซต์สามารถสร้างรายได้จากโครงสร้างพื้นฐานนี้ผ่านทางรายได้สามสายที่แยกจากกัน:

การชาร์จแบบมีโครงสร้าง:การใช้แบ็คเอนด์การเรียกเก็บเงินที่เป็นไปตามข้อกำหนดของ OCPP- เพื่อเรียกเก็บเงินจากผู้ขับขี่ตาม-การจัดหาพลังงานตามเวลาจริง (เช่น อัตราภาษีที่ลดลงสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ 100% อัตราภาษีระดับพรีเมียมสำหรับโครงข่าย-เพิ่มการชาร์จที่รวดเร็ว)

การลดต้นทุนการดำเนินงานของยานพาหนะ:การลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) สำหรับกองยานพาหนะลอจิสติกส์ให้เหลือน้อยที่สุดโดยกำหนดเวลาการชาร์จให้ตรงกับจุดสูงสุดของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น

บริการกริด:การรวมแบตเตอรี่ EV ที่เชื่อมต่อเข้ากับโรงไฟฟ้าเสมือน (VPP) เพื่อเข้าร่วมในโครงการควบคุมความถี่ตามที่กรอบการทำงานในท้องถิ่นอนุญาต

การรวมระบบและความเข้ากันได้

เครือข่ายการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ EV ที่เชื่อถือได้ต้องมีการจัดตำแหน่งอย่างสมบูรณ์ระหว่างอาร์เรย์ PV แผงจำหน่าย และฮาร์ดแวร์ [สถานีชาร์จ] สถาปัตยกรรมระบบจะต้องประมวลผลอินพุตตัวแปรโดยกำเนิดและรักษาระดับความคลาดเคลื่อนของแรงดันไฟฟ้าที่เข้มงวดในทุกจุดเชื่อมต่อ

เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้บนแพลตฟอร์มยานพาหนะระหว่างประเทศ โรงงานสถานีชาร์จต้องใช้สแต็กโปรโตคอล ISO 15118 ดั้งเดิม ซึ่งเปิดใช้งานฟังก์ชัน "Plug & Charge" การสื่อสารที่เข้ารหัส TLS- ที่ปลอดภัย และการถ่ายโอนพลังงานแบบสองทิศทางจากยานพาหนะถึง-กริด (V2G) (V2G)

เมื่อติดตั้งเครื่องชาร์จแบบเร็ว DC (60kW ถึง 240kW) ควบคู่ไปกับแผงโซลาร์เซลล์ สถานีต่างๆ จะเชื่อมต่อโดยตรงกับบัสจ่ายไฟ AC ของสถานที่หรืออินเวอร์เตอร์ไมโครกริดคู่-}พอร์ต DC{3}} เฉพาะ การกำหนดค่า DC-ควบคู่กันช่วยลดการสูญเสียการแปลง AC- ถึง - DC หลายรายการ เพิ่มประสิทธิภาพการไปกลับของระบบทั้งหมด- 5% ถึง 8% เมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรมมาตรฐาน

การควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามข้อกำหนดทั่วโลก

เพื่อปกป้อง-แบตเตอรี่รถยนต์ที่มีมูลค่าสูงและรักษา-ความสามารถในการใช้งานสินทรัพย์ในระยะยาว ฮาร์ดแวร์การชาร์จจะต้องผ่านการตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เข้มงวด:

การทดสอบความต้านทานแรงดันไฟฟ้าอิเล็กทริก:ตรวจสอบว่าชั้นฉนวนภายในรองรับแรงดันไฟกระชากสูงโดยไม่มีกระแสรั่วไหล

การตรวจสอบการลดพิกัดอุณหภูมิเกิน-:ทดสอบว่าวงจรควบคุมภายในจะลดขนาดเอาท์พุตปัจจุบันลงโดยอัตโนมัติหากอุณหภูมิภายในเกิน 65 องศา เพื่อป้องกันความเสียหายของฮาร์ดแวร์ระหว่างการดำเนินการโหลดเต็ม-อย่างต่อเนื่อง

กรอบการรับรองระหว่างประเทศ:ชุดการผลิตต้องมีใบรับรอง CE (IEC 61851-1, IEC 62196), TÜV และ UL เพื่อตรวจสอบความปลอดภัยภายใต้สภาวะความผิดปกติ เช่น การลัดวงจร ความผิดปกติของกราวด์ และการรั่วไหลของกระแสไฟตกค้าง RCD AC มากกว่าหรือเท่ากับ 30mA, DC มากกว่าหรือเท่ากับ 6mA)

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: ระบบจะจัดการกับความไม่สมดุลของเฟสอย่างไรเมื่อ EV เฟสเดียว-เสียบเข้ากับเครือข่ายการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์สาม-

ตอบ: การชาร์จเฟสเดียว-บนระบบจำหน่ายสาม-เฟสอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลางและความไม่สมดุลของเฟส ซึ่งเสี่ยงต่อความเสียหายต่ออุปกรณ์อำนวยความสะดวกในพื้นที่ EMS แบบรวมศูนย์จะตรวจสอบโหลดเฟสแบบไดนามิกผ่านมิเตอร์อัจฉริยะภายนอก หากความไม่สมดุลเบี่ยงเบนเกิน 15% ระบบจะใช้การสลับแมทริกซ์คอนแทคเตอร์อัตโนมัติภายในแผงจำหน่ายเพื่อกระจายการเชื่อมต่อ-ยานพาหนะเฟสเดียวที่ตามมาในเฟสที่โหลดน้อยที่สุด- เพื่อรักษาความเสถียรของกริด

คำถามที่ 2: สถานีชาร์จสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยภายใต้สภาวะแวดล้อมที่รุนแรง เช่น สภาพแวดล้อมในทะเลทรายที่มีอุณหภูมิสูง-หรือ-เขตชายฝั่งทะเลที่มีความชื้นสูง

ตอบ: สถานีชาร์จ-ระดับอุตสาหกรรมใช้กล่องหุ้มป้องกันสภาพอากาศระดับ IP54 หรือ IP65 ที่ติดตั้งระบบทำความเย็นอิเล็กทรอนิกส์แบบวง-แบบคู่ที่แยกโมดูลพลังงานที่ละเอียดอ่อนออกจากอากาศแวดล้อมที่มีฝุ่นหรือชื้น สำหรับการติดตั้งที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 45 องศา เฟิร์มแวร์ภายในจะใช้อัลกอริธึมการลดระดับความร้อนเชิงเส้น ซึ่งจะลดกระแสการชาร์จลง 2% ต่อองศา เพื่อรักษาส่วนประกอบภายในให้อยู่ในเกณฑ์การทำงานที่ปลอดภัย ในขณะเดียวกันก็ป้องกันการปิดระบบทั้งหมด

คำถามที่ 3: อะไรคือข้อจำกัดในการบูรณาการซอฟต์แวร์เมื่อเชื่อมต่อสถานีชาร์จใหม่จากโรงงานกับระบบอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ของบริษัทอื่น-ที่มีอยู่

ตอบ: ความเข้ากันได้ขึ้นอยู่กับโปรไฟล์มาตรฐาน-การสื่อสารแบบเปิดของอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่ หากอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่รองรับโปรโตคอล Modbus SunSpec EMS ของสถานีชาร์จจะสามารถอ่านข้อมูลการลงทะเบียนสำหรับข้อมูลการผลิตไฟฟ้าได้โดยตรงผ่านลิงก์ RS485 หรืออีเทอร์เน็ต สำหรับอินเวอร์เตอร์โปรโตคอลแบบปิดรุ่นเก่า- ทีมติดตั้งจะต้องติดตั้งหม้อแปลงกระแสอิสระภายนอก (แคลมป์ CT) และมิเตอร์อัจฉริยะที่เอาท์พุตของอินเวอร์เตอร์เพื่อจัดหาข้อมูลที่แม่นยำให้กับ EMS ซึ่งจำเป็นสำหรับการปรับสมดุลโหลดแบบไดนามิก

การให้คำปรึกษาด้านเทคนิคและ CTA

การปรับใช้โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ EV แบบบูรณาการจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบถึงข้อจำกัดของกริดในท้องถิ่น โปรไฟล์การสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ และรูปแบบการชาร์จยานพาหนะ Xiamen Hemao Industry นำเสนอระบบการชาร์จที่เป็นไปตามข้อกำหนด OCPP- ที่ได้รับการรับรองอย่างสมบูรณ์ ซึ่งได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทำงานร่วมกับเครือข่าย PV เชิงพาณิชย์

ติดต่อทีมวิศวกรของเราที่ hemaosolarpv.com เพื่อขอการออกแบบระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ EV เชิงพาณิชย์ขนาด 5MW+ แบบกำหนดเอง รายงานการจำลองเครือข่ายเฉพาะที่ และใบเสนอราคา BOM โดยละเอียดภายใน 48 ชั่วโมง