החלת מחקרי עומס זרימה בפיתוח של תחנת צ'ינג מהירה

מדוע לטעון ניתוח זרימה הוא קריטי עבור EV מהיר צ'אנס עיצוב

המעבר העולמי לרכבים חשמליים (EVs) הוא מאיץ מערכת כוח המתוכננת לשטח בלתי מוגדר.תחנות טעינה מהירה, המסוגלות לספק 150 קילוואט ל-350 קילוואט עבור מחבר, לכפות עומסים לסירוגין על רשתות הפצה.ללא מחקרים קפדניים, שירותים ומפתחים סיכון חוסר יציבות, להפוך עומסים יתר, וכשלונות יקרים של עומס, מספק את הבסיס הכמותי לכיסוי בטוח, יעיל, קשקשים ופריסות מהירות.

מאמר זה בוחן כיצד מחקרים על זרימת העומס להנחות כל שלב של פיתוח התחנה - החל בחירת האתר וציוד המכוונים למיזוג רשת ותכנון עקביות.We'll לחקור מתודולוגיות בעולם האמיתי, מגבלות רגולטוריות ומגמות מתפתחות שהופכות ניתוח זרימה עומס הכרחי עבור מערכת האקולוגית EV.

מימון של ספויילר ב- EV Charging Contexts

מה מחקר Load Flow Computes

מחקר זרימת עומס פותר מתחים יציבים, זרמים, אמיתי וחדשני כוח זורם, והפסדי מערכת ברחבי רשת. עבור טעינה EV, הניתוח חייב מודל עומסים משתנים מאוד שיכולים להשתול מאפס כדי שיא הביקוש בתוך דקות.

(ב) בכל אוטובוס, ב-ApLT:0) פרופילי ההרחבה A או B.
(ב) ,0) , (ב"ג) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) דרישות כוח מילואים 1 ודרישות כוח תגובתיות, במיוחד עבור בעלי כוח לא אחיד.
(ב) ,0) אובדן מערכות (Pladers) 1 (ה) כדי להעריך יעילות מבצעית ועלויות.

אתגרים ייחודיים של עומסי טעינה מהירים

בניגוד למטענים ברמת מגורים 2 (7–19 קילוואט), DC מטען מהיר (DCFC) מתנהג כמו עומסים גדולים, לא לינאריים. אלקטרוניקה כוח המטען יכול להזריק הרמוניות, ליצור מוצץ מתח במהלך ההחלמה, ולמשוך זרם פעיל משמעותי כאשר פועל ליד כוח מדורג מודל זרימה עומס קונבנציונלי חייב לקחת בחשבון:

מפגשים הטעינה סימולטניים (עומס גורמים מגוונים נמוכים עבור מטען בעלי עוצמה גבוהה).
תופעות טעינה של מדינת סוללה - המטען עשוי למשוך כוח קבוע עד ליד מטען מלא, ולאחר מכן הקשב.
על גבי אתר אחסון אנרגיה ודור סולארי, המציג זרמי כוח דו-כי-כי-כי-כי-פי.

Integrating Load Flow Studies into Station Developmentflow

שלב 1: אפשרות והתאמה של שימוש במסך

לפני ביצוע מיקום, מפתחים מבצעים הערכה ראשונית של זרימת עומס באמצעות נתוני מזון תועלת.המחקר מזהה יכולת זמינה בשלב של הפיכה משותפת (PCC) אם הטרנספורמציה הנוכחית או הרשת משנית חסרה חדר ראש, הניתוח הקוונטים שדרוג עלויות וקווי זמן. רבים בארה"ב כיום דורשים ניתוח של תקן:0interconnection effect StudyFLT1 הכולל זרימה קצרה, ו-47 פעולות הגנה מקומית).

שלב 2: עיצוב חשמל מפורט

עם PCC קיימא אישר, מהנדסים בונים דיאגרמה מפורטת של קו יחיד בתוכנות מערכת חשמל (למשל, ETAP, SKM, PSS / E) מודל זרימת העומס משלב:

תנוחת Transformer, הגדרות הקש ודירוגים
התנהגות ושפע
אובדן כוח של המרה ומאפיינים של כוח תגובתי
על הדור או על גבי שירותי אחסון

(הופנה מהדף תזמון רב: טעינה חד פעמית הגרועה ביותר, קו הבסיס של פסטה, והאשמה של הצטברות (העיצוב חייב לספק FLT:0voltage drop Limits FLT:1 (בדרך כלל ⁇ 5% במסוף המטען תחת עומס מלא) ו-FLT:2transformer לטעון FLT 3, לא מעל 100% של שם plate עבור חובה רציפה.

תקנות אינטגרציה ווולטראז'

טפטציה Drop Mitigation

ריצות משניות ארוכות מהשירות להפוך את הנימוק לדוכני הן סיבה נפוצה לניתוח זרימה תחת מתח.טעה חושפת את המקומות המדויקים שבהם טיפות מתח עולות על גבולות. Solutions כוללים:

מעלים את המוליכים או מקבילים להאכיל
התקנת הרגולטורים של מתח או להגביר את הטרנספורמציה
הוספת בנקים מקומיים של capacitor כדי לשפר את גורם הכוח ולהקטין את זרם השבירה הנוכחי
ללקט מטען עם תמיכה פעילה במתח (למשל, מופנים שיכולים לספוג או להזריק כוח תגובתי)

השפעה על Feeder and Substation Loading

אשכול של מטען מהיר יכול לדחוף מזין הפצה להגבלת התרמית שלו.טעול סטרימינג מחקרים עם פרופילים טעינה שעה (באמצעות OpenDSS או כלים דומים) לעזור לכלי רכב עבור:

שדרוגים של Transformer או העברה עומס למאכלים סמוכים
תוכניות תגובה לדרוש כי לצמצם טעינה במהלך לחץ רשת
אחסון סוללות מאחורי מטר כדי לשאוב את הביקוש לפסגה

מחקר שנערך ב-FLT:0) של מסדרונות טעינה בעוצמה גבוהה מצאו כי ללא אופטימיזציה של זרימה של עומס, אשכולות של 10+ 350 עובדי וואט יכול לגרום לעומס יתר בתוך שנתיים של התקנה.ניתוח פרואקטיבי הפחית את עלויות השדרוג ב-40%.

מחקר אמיתי-עולמי: כביש Corridor Fast-Charging Network

פרויקט Scope

קונסורציום תכנן 12 אתרים מהירים במסדרון בין-מדינתי 300 קילומטר, כל אחד עם 8 דוכנים ב-350 קילוואט.חברת ההפצה המקומית (LDC) דרשה מחקר השפעה של 300 מייל:0-מערכתית (FLT:1) לפני מתן חיבור. בשלושה אתרים, 12.47 kV הנוכחי חסר יכולת מעבר ל- 1.2 מווא; כל תחנה תמשוך עד 2.8 בו-זמנית.

המונחים:

המחקר חשף מתח בלתי מתקבל על הדעת (6–8%) במטענים הרחוקים ביותר במהלך ניתוח שיא.בנוסף, אחד מהמהפך המשרת אזור מסחרי-עמיד פנים מעורב כבר היה טעון ב-85% בשעות אחר הצהריים של הקיץ; הוספת טעינה EV תדחוף אותו ל-130%.

פתרונות הנדסה

בהתבסס על סימולציות של זרימת העומס, המהנדסים המליצו:

(ב) 4.16 שירות הטרנספורמציה של שירות KV (KV) 1 בשני האתרים הגבוהים ביותר, ניזונים ישירות מאוטובוס תת-קרקעי חדש.
(FLT:0) באתר 500 קילוואטה סוללה buffersuaFLT:1 באתר השלישי כדי לשעבד את הפסגה, להפחית את העודף ל-95%.
(ב) ,0) ציוד תקנה של תקנות (FLT:1 (הג'רגולטורים שלב-התעלים) על 12.47 kV להאכילer שבו זמן רב גרם לחבלות.
(FLT:0)Power factor AmendmentveFLT:1) באמצעות capacitors בכל תחנה כדי לשמור על PF >0.95, צמצום זרם תגובתי.

העיצוב הסופי פגש דרישות יעילות וקיים מתחים בתוך ±5% בכל המפגשים הטעינה.המחקר סיפק גם תוכנית ממצה לרצף בנייה ללא הפרעה ללקוחות קיימים.

(ראה גם מסדרון המחקר של מסדרון המסדרון של מסדרון גבוה של מסדרון, 1 לממצאים קשורים).

שילוב של דור ומחסן מחדש

תחנות טעינה מודרניות רבות כוללות photovoltaics ו אחסון סוללות.טעול ניתוח זרימת המטענים הופך מורכב יותר עם זרימת חשמל דו-כי-כי-ידית מהנדסים חייב מודל:

דור השמש variability (ענן טראנס, הטיה עונתית)
סוללה מטען / תזמון טעינה (למשל, טעינה במהלך הביקוש לרשת נמוכה וניתוק במהלך אירועי טעינה שיא)
גילוי האי והגנה מפני לוחמה בפל:0IEEE 1547-2018

סימולציה נכונה של זרימת עומס מבטיח כי כאשר דור השמש עולה על עומס התחנה, זרימת הכוח לאחור אינה עולה על דירוגי ציוד הפצה.זה גם מאשר כי מערכת האחסון יכולה לספק תמיכה מתח להפחית את הלחץ.

סליחות וסטנדרטים

תחנות טעינה מהירה בצפון אמריקה חייבות לדבוק במספר קודים וסטנדרטים.מחקרי זרימת המטען תומכים ישירות בציות:

סעיף 625: 625 קיד"מ - הגנה עדכנית ודירוגי ציוד
(ב) ,0) ,9173 ,5 ,1 (חיבור של משאבי אנרגיה מבוזרים)
(ב) [15] [13] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) דרישות חיבור ספציפיות של קישוריות ספציפית לקישוריות (FLT:1) - לעתים קרובות מחייבות מחקר זרימת חשמל כחלק מחבילת היישום

באירופה, הסטנדרטים המקבילים כוללים את FLT:0 1600003IRLT:1 עבור איכות מתח וסדרה IEC 61851 שונים עבור EV טעינה.

מגמות עתידיות: הרעלת מטען דינמי וחכמים

המונחים: Grid-Aware Charging

ההתקדמות באוטומציה של הפצה מאפשרת חישובי זרימת עומס לרוץ קרוב בזמן אמת.תחנות צ'ינג יכולות להשתמש בתוצאות של זרימת עומס דינמי כדי להתאים את שיעורי הטעינה המבוססים על תנאי רשת.לדוגמה, צי של 10 מטען עשוי להפחית באופן קולקטיבי את הכוח ב-30% במהלך עומס יתר של מזון, עם הפסדים מצטמצם על ידי אופטימיזציה של התפלגות עומס על פני שלבים.

מודל גבוה של Power Electronics

כלים של זרימת עומס הדור הבא משלבים מודלים מפורטים של סיליקון carbide (SiC) ו-Geium nitride (GaN) מופנים במטענים מהירים מהירים יותר.מודלים אלה ללכוד זריקה הרמונית תגובה transient, המאפשרת מחקרים אינטגרציה רשת מדויקת יותר.

המונחים: loading Flow

מכיוון שהתנהגות טעינה EV היא ניתוח שטף עומס סטושבי, פרוביביליסטי צוברת מתח.במקום להניח טעינה הגרועה ביותר במקביל, הניתוח פועל אלפי סימולציות מונטה קרלו כדי לייצר מתח פרוביביליסטי וחלוקות טעינה. Utilities להשתמש זה כדי להגדיר דרישות קיבולת מציאותיות ולהימנע ממשיכת יתר.

כדי לצלול עמוק יותר לתוך שיטות של שטף עומס רב, ראה מאמר זה (FLT:0) על אי ודאות מודלים במערכות הפצה עם EV הטעינהFLT:1.

מסקנה: חיוני עבור תשתיות סקאלה

ניתוח זרימת המטען אינו תיבת צ'ק חד פעמית - זהו תהליך הנדסי מתמשך המתבסס על כל פרויקט מוצלח EV מהיר טעינה מהירה.מבטיח איכות מתח במסופים המטען כדי להוכיח יציבות רשת הרגולטורים, מחקרים אלה למנוע טעויות יקרות ומאפשרים פריסה מהירה יותר.כפי שרמת כוח הטעינה מטפסת ורשתות גדלות צפופה יותר, עומס ימשיך לעמוד השדרה של מערכת כוח תכנון ניידות חשמלית.

מפתחים, שירותים ורגולטורים חייבים לשתף פעולה כדי לתקן את המתודולוגיות של זרימת העומס, לשתף נתונים להאכיל, להשקיע בכלים ניתוח.התוצאה תהיה תשתית טעינה כי היא בטוחה, יעילה, מוכן לאימוץ המוני של כלי רכב חשמליים.

(ב) לקריאה נוספת על תכנון מערכת הפצה לתשתיות EV, מחלקת האנרגיה של מחלקת האנרגיה של EV-Grid Interconnection GuideFLT:2 מספקת המלצות מעשיות עבור שירותים ומפתחים.