Инженеры из Технического университета Дании успешно протестировали интеллектуальную систему управления массовым зарядом для электромобилей. Новая архитектура позволила зарядной станции самостоятельно координировать подключение транспортных средств, избегая перегрузки сети и снижая затраты на электроэнергию.
В отличие от традиционного централизованного управления, при котором все решения принимаются одним контроллером, новая система использует двухуровневую схему управления. На верхнем уровне специальная программа анализирует динамику тарифов, прогнозирует выработку возобновляемой энергии и следит за тем, чтобы общее потребление станции не превышало установленный лимит. Её основная задача – закупать электроэнергию в часы наименьшей стоимости и использовать её для зарядки транспортных средств. Нижний уровень отвечает за распределение этой энергии между подключёнными электромобилями. Система определяет приоритет для каждого транспортного средства в зависимости от требуемого количества энергии и предполагаемого времени отправления. Чем выше приоритет, тем быстрее автомобиль зарядится. Если к системе подключается электромобиль с более высоким приоритетом, мощность уже заряжающихся транспортных средств временно снижается, чтобы освободить ресурсы.
Испытания проводились в кампусе Рисё недалеко от Копенгагена, где были установлены шесть зарядных станций с 12 разъёмами, мощностью 11 киловатт каждая, и солнечная панель мощностью 20 киловатт. В течение двух дней система работала с ограниченной мощностью – 215 киловатт-часов (кВт·ч) в день, что составляет примерно половину её технической мощности. Электромобили сотрудников подключались в разное время, и программа каждые пять минут пересчитывала оптимальный план распределения энергии. Этот метод называется оптимизацией с переменным горизонтом: алгоритм прогнозирует параметры на шесть часов вперёд, но реализует только самые срочные решения, постоянно уточняя расчёты по мере поступления новых данных о ценах и генерации.
Результаты были очевидны. В первый день электромобили получили всю запрошенную энергию: 110 кВт⋅ч из 110 кВт⋅ч. Во второй день, несмотря на увеличение количества подключений, они получили только 112 кВт⋅ч из 143 кВт⋅ч. В тот день один электромобиль не смог получить команду из-за кратковременного сбоя. В результате другие автомобили перешли в спящий режим. Это показало необходимость автоматического исключения неисправных устройств из общего доступа.
В течение двух дней станция строго соблюдала ограничения энергосистемы и автоматически подстраивалась под динамику цен: мощность увеличивалась в часы с низкими тарифами и уменьшалась в часы с высокими тарифами. Также был достигнут интересный компромисс между двумя уровнями управления: на нижнем уровне всегда поддерживается минимальная мощность (2,1 киловатта на фазу), чтобы электромобиль не отключался, даже если на верхнем уровне в данный момент ограничивается общая нагрузка. Хотя это может привести к кратковременным скачкам напряжения, это также предотвращает перебои в зарядке и повышает стабильность системы.
Разработчики также выявили другие проблемы, возникающие в реальных условиях, такие как кратковременные ошибки связи, задержки при запуске сеансов и несовместимость некоторых электромобилей с протоколами обмена данными. Эти наблюдения помогли усовершенствовать алгоритмы: расширить диапазон снижения мощности для транспортных средств с низким приоритетом, добавить защиту от перехода в спящий режим при кратковременных перерывах и улучшить диагностику неисправных соединений.
В итоге эксперимент достиг своей цели. Распределённая иерархическая система продемонстрировала стабильность даже при ограниченных ресурсах, доказав свою способность выполнять несколько задач одновременно: сглаживать нагрузку, учитывать колебания цен и обеспечивать справедливое распределение энергии. Эту технологию потенциально можно масштабировать для больших парковок, офисных центров и жилых районов, а её основные принципы можно применить к системам двустороннего энергообмена (от транспортного средства к сети), где электромобили могли бы не только потреблять энергию, но и возвращать накопленный заряд в сеть.
Источник: Ассоциация «Глобальная энергия»
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0
- Интеллектуальнаясистемауправления
- Массоваязарядкаэлектромобилей
- Двухуровневоеуправление
- Оптимизацияэнергопотребления
- Системасмартзарядки
- Энергосистемасдатчиками