Βελτιστοποίηση με επίγνωση της υποβάθμισης της μπαταρίας: γιατί περισσότερη ποδηλασία δεν σημαίνει πάντα μεγαλύτερο κέρδος

Η γήρανση της μπαταρίας έχει περισσότερες από μία αιτίες

Ημερολογιακή παλαίωση συμβαίνει καθώς ο χρόνος περνάει, επηρεάζεται από τη χημεία, τη θερμοκρασία και την κατάσταση φόρτισης ακόμα και όταν η μπαταρία είναι σε αδράνεια. Κύκλος γήρανσης συνδέεται με τη χρήση φόρτισης/απαλλαγής και εξαρτάται από τη διέλευση, το βάθος της απόρριψης, C-rate, θερμοκρασία, παράθυρο SOC και το σχήμα του κύκλου υπηρεσίας. Οι μηχανισμοί αλληλεπιδρούν.

NREL σημειώνει ότι τα μοντέλα διάρκειας ζωής πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τα παράθυρα λειτουργίας, τους ρυθμούς φόρτισης/εκφόρτισης, το περιβάλλον αποθήκευσης και τα μοτίβα ποδηλασίας. Γι' αυτό το «ένας κύκλος κοστίζει X» είναι κατά προσέγγιση. Δύο ισοδύναμα σύνολα πλήρους κύκλου μπορούν να προκαλέσουν διαφορετική γήρανση όταν το ένα περιλαμβάνει ρηχή λειτουργία κοντά σε μέτριο SOC και το άλλο επαναλαμβανόμενους βαθείς κύκλους ή συμβάντα υψηλής θερμοκρασίας, υψηλού ρυθμού.

Η απόφαση οριακού κύκλου

Ένας απλός βελτιστοποιητής μπορεί να μετατρέψει την αναμενόμενη κατανάλωση διάρκειας ζωής σε μεταβλητό κόστος:

Για μια προσέγγιση απόδοσης:

Αυτό εμποδίζει μια μπαταρία να κινηθεί μέσα από μικρά spreads που φαίνονται θετικά πριν από το κόστος ζωής. Αλλά η υποβάθμιση δεν είναι το μόνο κόστος ευκαιρίας. Η εκφόρτιση τώρα μπορεί να αφαιρέσει το SOC από ένα μεταγενέστερο διάστημα υψηλότερης αξίας ή μια υποχρέωση αποθεματικού. Ο βελτιστοποιητής χρειάζεται τόσο διάρκεια ζωής όσο και διαχρονική αξία.

Τρία πρακτικά επίπεδα μοντελοποίησης

Ένα κοινό μοτίβο παραγωγής χρησιμοποιεί ένα υπολογίσιμο κόστος εντός του βελτιστοποιητή και ένα πιο λεπτομερές μοντέλο εκτός σύνδεσης για την εκ νέου βαθμονόμησή του. Το ιστορικό αποστολής και οι θερμοκρασίες αναπαράγονται περιοδικά μέσω του μοντέλου υγείας. Στη συνέχεια ενημερώνεται το οριακό κόστος ή ο φάκελος λειτουργίας.

Ένα μοντέλο πρέπει να διακρίνει την παροχή ενέργειας από τον αριθμό κύκλων. Οι ισοδύναμοι πλήρεις κύκλοι είναι χρήσιμοι σύντομες αναφορές, αλλά μια μέθοδος με επίγνωση της βροχής ή του βάθους μπορεί να χαρακτηρίσει καλύτερα τη μεταβλητή ποδηλασία. Η επιλεγμένη μέθοδος θα πρέπει να ευθυγραμμίζεται με το μοντέλο εγγύησης και το οικονομικό.

Η εγγύηση είναι ένα όριο, όχι η πλήρης απάντηση

Οι εγγυήσεις OEM ενδέχεται να περιορίζουν χρόνια, απόδοση, ισοδύναμους πλήρεις κύκλους, SOC, θερμοκρασία, διαθεσιμότητα, διατηρούμενη χωρητικότητα ή εγκεκριμένη χρήση. Η λειτουργία εντός αυτών των ορίων μειώνει τον συμβατικό κίνδυνο, αλλά δεν αποδεικνύει ότι η επιλεγμένη αποστολή μεγιστοποιεί την αξία του έργου.

Η οικονομική αξία της υποβάθμισης εξαρτάται επίσης από την αύξηση. Εάν οι ενότητες προστεθούν το έβδομο έτος, η σταδιακή πρόωρη εξασθένιση μπορεί να επιταχύνει την εκροή μετρητών. Εάν τα έσοδα του έργου μειωθούν αργότερα επειδή τα spreads κανιβαλίζουν, η διατήρηση της ικανότητας μπορεί να είναι λιγότερο πολύτιμη από ό,τι υποτίθεται. Το τέλος του κύκλου ζωής, η διάσωση, οι υποχρεώσεις χωρητικότητας και οι συμφωνίες χρηματοδότησης μπορούν όλα να αλλάξουν το οριακό κόστος.

Η βελτιστοποίηση με επίγνωση της υποβάθμισης χρειάζεται λειτουργική ανατροφοδότηση

Ο βελτιστοποιητής θα πρέπει να καταναλώνει τη διαθέσιμη ισχύ και ενέργεια αντί να τα συμπεράνει αποκλειστικά από τη χωρητικότητα της πινακίδας. Τα όρια που αναφέρονται από το BMS, οι επικυρωμένες δοκιμές χωρητικότητας, η θερμοκρασία και ο τρόπος λειτουργίας ενημερώνουν το εφικτό φάκελο. Εάν αλλάξει η μετρούμενη απόδοση μετ' επιστροφής ή το βοηθητικό φορτίο, αλλάζει και η διαφορά κατωφλίου.

Οι εντολές εξακολουθούν να περνούν από τις προστασίες BMS και PCS. Ο βελτιστοποιητής μπορεί να αποφύγει μια οικονομικά αδύναμη δράση υψηλής ταχύτητας C, αλλά δεν αντικαθιστά την προστασία σε επίπεδο κυψέλης. EMS και χειριστήρια άκρων να επιβάλλει το εγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα εντός των υφιστάμενων ορίων των χώρων, ενώ τα συστήματα παρακολούθησης καταγράφουν τον κύκλο υπηρεσίας που απαιτείται για τα αποδεικτικά στοιχεία υγείας και εγγύησης.

Ερωτήσεις για μια μελέτη βελτιστοποίησης ή εσόδων

• Ποια χημεία, εγγύηση ΚΑΕ και χρησιμοποιήσιμο φάκελο AC είναι μοντελοποιημένα;
• Το κόστος ποικίλλει με την είσοδο, το βάθος, την SOC, τη θερμοκρασία ή την C-rate;
• Πώς αναπαρίσταται η γήρανση του ημερολογίου όταν η μπαταρία είναι σε αδράνεια;
• Μήπως η ικανότητα εξασθενεί, η αποδοτικότητα εξασθενεί και η δύναμη εξασθενεί διακρίνοντας πού το υλικό;
• Πώς η αύξηση και ο χρόνος αντικατάστασης επηρεάζουν την οριακή τιμή;
• Η backtest μεταφέρει την υγεία προς τα εμπρός αντί να επαναρυθμίζει την μπαταρία κάθε χρόνο;
• Συμπεριλαμβάνονται η συντήρηση, ο χρόνος διακοπής και τα δερμάτινα άλατα BMS;
• Μπορεί το μοντέλο να εξηγήσει γιατί απέρριψε ένα θετικό ακαθάριστο περιθώριο;

Για επενδυτικές αποφάσεις, εκτελέστε πολλές υποθέσεις υποβάθμισης και αναφέρετε τόσο την ακαθάριστη συνεισφορά συναλλαγών όσο και την καθαρή συνεισφορά μετά το κόστος ζωής. Η ακρίβεια χωρίς βαθμονόμηση είναι ψευδής εμπιστοσύνη.οι διαφανείς ευαισθησίες είναι πιο χρήσιμες.

Παράδειγμα εργασίας: όταν ένα θετικό περιθώριο απορρίπτεται

Ενδεικτικός υπολογισμός. Ας υποθέσουμε ότι μια ενέργεια πλήρους φόρτισης/εκφόρτισης αγοράζει 1 MWh και αργότερα επιστρέφει 0,88 MWh μετά από απώλειες. Εάν η τιμή αγοράς είναι €50/MWh και η τιμή πώλησης είναι €70/MWh, η ακαθάριστη ταμειακή ροή είναι €61,60 − €50 = €11,60 πριν από τέλη, βοηθητικά και υποβάθμιση. Επομένως, ένα περιθώριο κέρδους 20 € δεν είναι περιθώριο κέρδους 20 €.

Εάν το κόστος συναλλαγής και το επικουρικό κόστος είναι 2 € και το μοντελοποιημένο αυξητικό κόστος ζωής είναι €8, απομένει μόνο 1,60 € πριν από την ανισορροπία και το κόστος ευκαιρίας. Ο βελτιστοποιητής θα πρέπει να απορρίψει την ενέργεια εάν η διατήρηση του χώρου SOC έχει πάνω από 1,60 € της αναμενόμενης μελλοντικής αξίας ή εάν η αβεβαιότητα κάνει την αρνητική πλευρά απαράδεκτη.

Οι αριθμοί δεν αποτελούν σημείο αναφοράς. Δείχνουν γιατί πρέπει να εφαρμόζεται η αποδοτικότητα στις ποσότητες ενέργειας και γιατί η υποβάθμιση ανήκει εκτός των τελών. Διαφορετικά όρια απόδοσης - rack DC, τερματικό AC PCS ή μετρητής εσόδων - θα αλλάξουν τον υπολογισμό.

Διαχωρίστε την κατάσταση της υγείας από τη διαθέσιμη ικανότητα

Η κατάσταση της υγείας είναι μια εκτίμηση, που συχνά συνδέεται με τη διατηρούμενη ικανότητα ή αντοχή. Η διαθέσιμη ισχύς και ενέργεια είναι τρέχοντα όρια λειτουργίας. Μια μπαταρία σε 90% SOH μπορεί να μειωθεί προσωρινά από τη θερμοκρασία.μια μπαταρία με χαμηλότερη χωρητικότητα μπορεί να εξακολουθεί να παρέχει ονομαστική ισχύ για μικρότερη διάρκεια. Ο βελτιστοποιητής θα πρέπει να χρησιμοποιεί όρια ρεύματος και να διατηρεί το SOH για τον σχεδιασμό και τη βαθμονόμηση υποβάθμισης.

Επικυρώστε το μοντέλο υποβάθμισης

Συμφωνία μοντελοποιημένης και μετρημένης απόδοσης, θερμοκρασιών, δοκιμών χωρητικότητας και ιστορικού ορίων BMS. Συγκρίνετε το προβλεπόμενο ξεθώριασμα με το παρατηρούμενο ξεθώριασμα για αρκετά μεγάλα χρονικά διαστήματα. Παρακολούθηση έκδοσης και αβεβαιότητας μοντέλου. Εάν η μέθοδος εγγύησης και το εσωτερικό οικονομικό μοντέλο διαφέρουν, διατηρήστε μια γέφυρα μεταξύ τους, ώστε οι ομάδες λειτουργίας να μπορούν να εξηγήσουν τόσο τη συμμόρφωση όσο και την αξία.