Автобус қоймасы 240–720 кВт тұрақты икемді зарядтау қадасымен ең жоғары зарядты 28%-ға қалай төмендетеді

Тұтынушы фоны

Рейн-Рур аймағындағы муниципалды транзиттік оператор 42 аккумуляторлы электрлі автобустар паркін басқарады және ай сайын шамамен 120 000 километр жоспарлы қызмет көрсетеді. Автопарк 2019 жылы салынған жалғыз депоға негізделген, онда түнде және зарядтау мүмкіндігін қолдау үшін 30 тұрақты 120 кВт тұрақты ток зарядтау құрылғысы орнатылған.

Оператордың негізгі мандаты: таңертең және түстен кейінгі ең жоғары кезеңдерді қоса алғанда, автобустарды күніне кемінде 16 сағат жолда ұстау. Бұл қызмет блоктары арасындағы терезелерді зарядтау 45 минутқа қысқа болды дегенді білдіреді. Қолданыстағы бекітілген зарядтағыш схемасы осы операциялық шектеулер үшін тым қатал болып шықты.

Қиындық: бекітілген қуат, бекітілген тарифтер және бос зарядтағыштар

Әрбір бекітілген 120 кВт зарядтағыш бір автобусқа тағайындалды. Таңертеңгілік және кешкі қызмет көрсетуден кейін автобустар толқынмен қайтқанда, белсенді зарядтағыштарда кезек пайда болған кезде көптеген зарядтағыштар бос отырды. 40% зарядталған автобус 120 кВт зарядтағышта әлі де 1,5 сағатты қажет етеді — бұл 45 минуттық тұру үшін тым ұзақ.

Депоның желіге қосылуы бір уақыттағы 600 кВт жүктемемен шектелгендіктен, аулаға көбірек қуат әкелу үшін жаңа трансформатор мен ұзақ рұқсат беру процесі қажет болады, оның болжамды құны $180 000. Осы уақытта оператор екі шешімді қолданды:

• Шығу уақытын кешіктіріп, уақытында өнімділікті төмендететін қуат үшін бәсекелесуді болдырмау үшін автобустарды қолмен жоспарлау.
• Қолданыстағы зарядтағыштарды ең жоғары сұраныс кезінде шығысты шектеу үшін бағдарламалау, бірақ бұл тек зарядтау уақытын ұзартты және келесі блок үшін автобустарды зарядсыз қалдырды.

Тікелей салдары жедел үйкелістің өсіп келе жатқан үйіндісі болды: кезек, өткізіп алған жөнелтулер және ай сайынғы сұраныс төлемдері үнемі 24 000 долларға жетті. Командаға нақты уақыт режимінде қуатты бөлуді бекітілген шығыстар жиынтығы емес, қажетті жерге бейімдей алатын зарядтау архитектурасы қажет болды.

Неліктен 240–720 кВт тұрақты ток икемді зарядтау қадасы

Сутья 240–720 кВт тұрақты ток икемді зарядтау қадасына орналаспас бұрын оператор екі баламаны бағалады.

Бірінші балама екінші трансформаторды қосу және тұрақты 120 кВт зарядтағыштарды орналастыру болды. Бұл тәсіл кезекті жояды, бірақ күннің ортасында көптеген зарядтағыштарды бос қалдырады және тек желіні жаңарту бүкіл жылдық энергия бюджетін жейді.

Екінші балама бір уақытта бір автобусты қоса алатын механикалық қосқыш матрицасы бар орталық жоғары қуатты зарядтағыш болды. Бұл қуатты бөлісу мәселесін шешті, бірақ жаңа кедергі тудырды: коммутатор жүйесіндегі бір рет үзіліс бүкіл қойма жұмысын тоқтатады.

Soutya икемді зарядтау үйіндісі үш себеп бойынша ерекшеленді:

• Динамикалық қуатты бөлу:Бір ғана 600 кВт құрылғы шығысын алты-сегіз зарядтау нүктесіне бөле алады, бұл әрбір автобусқа қазіргі уақытта қажет қуатты ғана береді. Бөлу нақты уақытта қолмен араласусыз жаңартылады.
• Модульдік масштабтау:Қада ауыспалы қуат модульдерінен жасалған. Егер флот өссе, оператор тұтас блокты ауыстырмай-ақ модульдерді қоса алады.
• Торды жаңарту қажет емес:Қада конфигурацияланатын максималды жалпы жүктемені қамтамасыз ете алатындықтан, ол 180 000 долларлық трансформатор жобасынан аулақ, бар 600 кВт желілік қосылымға сәйкес келеді.

Іске асыру: кезең-кезеңімен орналастыру және динамикалық жүктемені басқару

Жоба келісімшартқа қол қойылғаннан бастап толық пайдалануға дейін алты апта ішінде аяқталды. Іске асыру төрт кезеңнен тұрды:

1. Сайтты зерттеу және орналасу картасын жасау.Команда бір қадаға зарядтау розеткаларының оңтайлы санын анықтау үшін автобус тұрақтарын, кабельдік маршруттарды және қолданыстағы коммутаторлық сыйымдылықты картаға түсірді.
2. 600 кВт төрт қаданы орнату,әрқайсысы 32 зарядтау нүктесі үшін сегіз қосқышпен конфигурацияланған. Кабельдердің ұзындығы мен шығынын азайту үшін қадалар тұрақ қатарларының арасына қойылды.
3. Депоны басқару жүйесімен интеграция.Үйіндінің қуатын бөлу көлікті жоспарлау дерекқорымен байланыстырылды, осылайша ертерек жөнелту уақыты бар автобустар басым қуатқа ие болды.
4. Қызметкерлерді оқыту.Зарядтау операторлары қуат бөлу графиктерін оқуға және қосылым қатесінің сирек жағдайда не істеу керектігін үйретті.

Екінші аптада негізгі қиындық туындады. Депоның қолданыстағы электр бөлмесі шағын қайта конфигурациясыз жаңа қадалар үшін қажет қосымша кернеуден қорғау және өлшеу жабдығын сыйдыра алмады. Мәселе ықшам қосалқы тарату тақтасын орнату және резервтік электр жүктемелерін басқа фазаға ауыстыру арқылы шешілді - кестеге төрт күн қосылған шағын құрылыс жұмыстары.

Сандық нәтижелер: тезірек айналымдар, төмен сұраныс алымдары, аз кезек

Soutya икемді зарядтау қадаларында жұмыс істеудің алғашқы үш айындағы операциялық деректер бүкіл әлемде өлшенетін жақсартуларды көрсетті.

• Бір автобусты зарядтау уақыты 38%-ға қысқарды.200 кВт-сағ аккумулятордың орташа жұмысы 4,5 сағаттан 2,2 сағатқа төмендеді, себебі автотұрақ жартылай бос кезде қада бір автобусқа 240 кВт шоғырлануы мүмкін.
• Ең жоғары сұраныс төлемдері 28%-ға төмендеді,айына 24 000 доллардан 17 300 долларға дейін. Қаданың жүктемені шектейтін алгоритмі 20 автобус бір уақытта зарядталып жатқанда да депоның жалпы тартуын 600 кВт шекті деңгейден төмен ұстады.
• Зарядтауды пайдалану 47%-дан 78%-ға дейін өсті.Қуат икемді бағытта болғандықтан, сағат 14:00 де келетін автобус толық қуатпен зарядталады, ал кешкі сағат 18:00 де жөнелтілетін автобус өз кезегін күтіп тұр.
• 180 000 долларлық торды жаңартудан аулақ болды.Жобаның құны, төрт қада мен орнатуды қоса алғанда, шамамен $96,000 құрады, бұл өтелу мерзімі тек сұранысты үнемдеу негізінде бір жылдан астам болды.

Кеңірек әсер кестені сақтауда байқалды: заряды 90%-дан аз деподан шығатын автобустардың саны аптасына 12-ден 2-ге дейін төмендеді, ал автопарктің уақытында жөнелту көрсеткіші 92%-дан 98%-ға дейін жақсарды.

Клиенттің куәлігі

Депоның операциялық менеджері мұны қарапайым тілмен түсіндіреді:

"Икемді қада жылдамырақ зарядты бермейді; ол бізге кестемізді бақылауды қайтарады. Мен енді қай автобусты бірінші зарядтайтынын шешудің қажеті жоқ. Қуат қажет жерде жүреді, бұл біздің бүкіл ауысым жоспарымызды өзгертті."

Басқа техникалық қызмет көрсету супервайзері былай деп қосты: "Модульдік дизайн біз бар қондырғыны алып тастамай-ақ қуаттылықты арттыра алатынымызды білдіреді. Бұл біздің ескі бекітілген қондырғыларымызда мүмкін емес еді".

Басқа флот және зарядтау операторлары үшін сабақтар

Бұл жобадан үш қайталанатын сабақ алынды:

1. Үйінді конфигурациясын максималды қуатқа емес, нақты автобус кестелеріне сәйкестендіріңіз.Депо 720 кВт моделін қарастырды, бірақ 32 розеткалары бар 600 кВт қондырғылар автобустың айналуына жақсырақ сәйкес келеді және құны төмен. Қайтару уақытының ең жоғары қабаттасуын түсіну мүмкін болатын ең үлкен бірлікті сатып алудан гөрі құндырақ.
2. Бірінші күннен бастап қуат бөлу алгоритмін қолданыңыз.Зауыттық әдепкі параметр жалпы сценарий үшін орнатылған. Депоның жұмысы жөнелту уақыты мен батарея зарядының күйіне сәйкес болу үшін бөлу басымдықтарын теңшегеннен кейін ғана жақсарды.
3. Модульдік блокты таңдау арқылы флоттың өсуін жоспарлаңыз.Оператор тағы 10 автобус қосса, олар бар қадаларға қосымша қуат модульдерін енгізе алады. Бекітілген зарядтағыш толығымен жаңа орнатуды және басқа желі қосылымын қажет етеді.

Команда үшін ең үлкен тосынсый зарядтау тәртібінің өзгеруі олардың жалпы жұмысына қалай әсер еткені болды. Тұрақты қуат үлгісінен сұранысқа негізделген модельге ауысу ақшаны үнемдеді, уақытында өнімділікті жақсартты және қызметкерлердің күнделікті күйзеліс көзін жойды.

Анықтамалар

Тұрақты ток икемді зарядтау қадаларын бағалайтын операторлар үшін келесі салалық стандарттар қауіпсіздік пен өнімділікке қатысты пайдалы контекст береді:

• EN 50620:2017 – 0,6/1 кВ тұрақты ток жүйелеріне арналған кабельдің икемділігін, ауа-райына төзімділігін және кернеу талаптарын анықтайтын электрлік көліктерді зарядтауға арналған электр кабельдері.
• IEC 62196 сериясы – Айнымалы ток және тұрақты ток интерфейсінің талаптарын (CCS және CHAdeMO қоса) қамтитын электр көліктерін өткізгіштік зарядтауға арналған ашалар, розеткалар және көлік коннекторлары.
• UL 1699B – Фотоэлектрлік (PV) тұрақты ток доғасының ақаулық тізбегін қорғау, жоғары қуатты тұрақты зарядтау жүйелерінде қолданылатын тұрақты ток доғасының ақауларын анықтау әдістеріне арналған анықтама.