Пределы SOC при старении аккумулятора: проверьте доступную ёмкость…

Краткое содержание

В SAM минимальный и максимальный пределы SOC при управлении зарядом и разрядом задаются относительно текущей доступной ёмкости аккумулятора, которая изменяется по мере деградации и замены аккумуляторов. Покупателям следует запрашивать номинальную и доступную ёмкость, пределы SOC и расчёты граничных значений вместе. Определения, используемые фактическим контроллером, необходимо подтверждать отдельно: принятый в SAM подход к моделированию не подтверждает поведение оборудования.

Ключевые выводы

• SAM применяет минимальные и максимальные процентные пределы SOC при управлении зарядом и разрядом к текущей доступной ёмкости.
• При неизменных процентных значениях SOC абсолютный диапазон ёмкости сужается по мере снижения доступной ёмкости.
• Для расчёта каждого граничного значения умножьте текущую доступную ёмкость на соответствующее значение SOC, выраженное долей единицы.
• Диапазон ёмкости между пределами SOC не гарантирует определённую отдачу энергии переменного тока или продолжительность работы.
• Запрашивайте эксплуатационные ограничения для конкретного оборудования и подтверждение того, какая ёмкость используется контроллером в качестве знаменателя при расчёте SOC.
• Проверяйте отдельные параметры: в SAM значение SOC покоя при сглаживании генерации ФЭ-системы рассчитывается относительно паспортной ёмкости.

1. Используйте текущую доступную ёмкость для пределов управления зарядом и разрядом в SAM

Да — в System Advisor Model (SAM) минимальный и максимальный пределы степени заряженности (SOC) выражаются в процентах от текущей доступной ёмкости аккумулятора, а не от его первоначальной паспортной ёмкости. Как справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне потребителя, так и справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне сети прямо указывают, что доступная ёмкость изменяется по мере деградации и замены аккумуляторов. В них также проводится различие между этой доступной ёмкостью и номинальной ёмкостью, вводимой на странице «Аккумуляторный элемент и система». Документация по управлению на стороне потребителя (BTM); документация по управлению на стороне сети (FOM).

Для закупок рекомендуется требовать явного указания базовой ёмкости в спецификации управления зарядом и разрядом. Одно лишь процентное значение не определяет, какая часть накопленной ёмкости остаётся доступной для эксплуатации по мере старения аккумулятора.

Этот ответ описывает подход SAM к управлению зарядом и разрядом. Две указанные страницы справки не определяют, как конкретная система управления аккумулятором или система управления энергией рассчитывает отображаемый SOC. Прежде чем принимать настройки оборудования, попросите поставщика документально указать знаменатель, используемый контроллером при расчёте SOC, и продемонстрировать, как его пределы управления зарядом и разрядом реагируют на снижение доступной ёмкости.

2. Рассчитывайте рабочий диапазон на единой основе

SAM определяет минимальный SOC как нижний предел накопленной ёмкости, а максимальный SOC — как верхний предел. Оба предела рассчитываются относительно доступной ёмкости аккумулятора на соответствующем временном шаге моделирования. Следовательно, соответствующие абсолютные пределы изменяются при изменении этой доступной ёмкости. Справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне потребителя, «Пределы заряда и приоритет».

Прямой расчёт с использованием согласованных единиц ёмкости и пределов SOC, выраженных долями единицы, выглядит следующим образом:

• Нижняя граница ёмкости = текущая доступная ёмкость × минимальный SOC.
• Верхняя граница ёмкости = текущая доступная ёмкость × максимальный SOC.
• Диапазон ёмкости между пределами = текущая доступная ёмкость × (максимальный SOC − минимальный SOC).

Эти выражения воспроизводят процентные определения; они не рассчитывают отдаваемую энергию переменного тока. В частности, диапазон ёмкости не следует представлять как гарантированную величину отдаваемой энергии или продолжительности работы. Документация SAM по управлению на стороне сети отдельно поясняет, что управление зарядом и разрядом учитывает потери при преобразовании и может не обеспечивать заданную мощность из-за ограничений по ёмкости и SOC. Справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне сети, «Автоматизированное управление».

Таким образом, при неизменных процентных пределах снижение доступной ёмкости уменьшает абсолютный диапазон между этими пределами. Если продолжать умножать процентные значения на первоначальную паспортную ёмкость, расчёт будет отличаться от метода, описанного в документации SAM.

Для сравнения коммерческих предложений запрашивайте первоначальную номинальную ёмкость, доступную ёмкость, используемую в каждой точке оценки, и пределы SOC вместе. Рекомендуется требовать от участников тендера представлять расчёты, а не только значение полезной ёмкости без указания базовой величины.

3. Отделяйте базовую ёмкость от выбора пределов

Использование текущей доступной ёмкости отвечает на вопрос, к чему применяются процентные значения. Оно не определяет, какие процентные значения подходят.

SAM указывает, что минимальный и максимальный пределы SOC влияют как на энергию, доступную для управления зарядом и разрядом, так и на глубину циклов заряда-разряда, используемую в расчётах срока службы аккумулятора. Рекомендуется выбирать значения, соответствующие моделируемому типу аккумулятора. Документированный диапазон по умолчанию является настройкой моделирования по умолчанию, а не подтверждением допустимого рабочего диапазона для конкретной приобретаемой системы. Справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне потребителя, «Пределы заряда и приоритет».

Поэтому рекомендуемый подход к закупкам заключается в получении эксплуатационных ограничений для конкретной модели отдельно от расчёта ёмкости. Попросите поставщика указать допустимый диапазон SOC и объяснить, как он используется в предлагаемой конфигурации управления зарядом и разрядом. Не изменяйте эти процентные значения только ради сохранения диапазона ёмкости, соответствующего началу срока службы, без получения соответствующих подтверждающих данных по оборудованию.

Также различайте ограничения SOC и цели управления зарядом и разрядом. Варианты SAM для стороны потребителя включают снижение пиков нагрузки, управление по розничным тарифам и собственное потребление. Автоматизированное управление на стороне сети стремится максимизировать выручку от продажи электроэнергии в пределах ограничений аккумулятора. Выбор цели не устраняет ограничения по ёмкости или SOC. Документация по управлению на стороне потребителя (BTM); документация по управлению на стороне сети (FOM).

4. Определите метод проверки до приёмки модели

Практически полезная закупочная спецификация должна позволять проверить базовую ёмкость. Рекомендуется запрашивать следующие подтверждающие данные:

• Определения: укажите первоначальную номинальную ёмкость, текущую доступную ёмкость, начальный SOC, а также минимальный и максимальный SOC как отдельные входные параметры или отчётные значения.
• Учёт старения: покажите, как модель обновляет доступную ёмкость с учётом деградации и замены, сохраняя видимость процентных настроек.
• Расчёты граничных значений: представьте абсолютные нижнюю и верхнюю границы ёмкости в согласованных точках оценки.
• Результаты управления зарядом и разрядом: сопоставьте требуемую мощность аккумулятора с фактической мощностью аккумулятора в модели и значениями SOC, чтобы выявить интервалы, в которых целевые значения не достигаются.

Эти рекомендации основаны на проводимом в SAM различии между номинальной ёмкостью, доступной ёмкостью, ограничениями SOC и целевыми значениями управления зарядом и разрядом. Справка по стороне сети прямо рекомендует при анализе результатов управления сопоставлять автоматически заданную целевую мощность аккумулятора с фактической мощностью, поступающей в аккумулятор и отдаваемой им. Справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне сети, «Автоматизированное управление».

Наконец, точно определите рассматриваемый параметр управления. Та же справка по стороне сети описывает SOC покоя при сглаживании генерации ФЭ-системы как процент от паспортной ёмкости. Согласно документации, этот параметр имеет иную базу расчёта, чем минимальный и максимальный пределы SOC при управлении зарядом и разрядом. Требуйте от поставщика указывать название параметра и его знаменатель в перечне настроек; не предполагайте, что все процентные значения с обозначением SOC используют одну и ту же базовую величину. Справка SAM: управление зарядом и разрядом на стороне сети, «Сглаживание генерации ФЭ-системы».

Часто задаваемые вопросы

Должна ли базовая ёмкость для минимального и максимального SOC изменяться по мере старения?

В SAM эти пределы уже рассчитываются относительно текущей доступной ёмкости, которая изменяется по мере деградации и замены аккумуляторов. Они не являются фиксированными процентами от первоначальной паспортной ёмкости.

Как рассчитывается диапазон ёмкости между пределами SOC?

Умножьте текущую доступную ёмкость на разность максимального и минимального SOC, выраженных долями единицы, используя согласованные единицы ёмкости.

Сохраняет ли постоянный диапазон SOC первоначальную полезную ёмкость?

Нет. При неизменных процентных пределах снижение доступной ёмкости уменьшает абсолютный диапазон ёмкости.

Следует ли покупателям автоматически расширять пределы SOC по мере снижения ёмкости?

Страницы справки SAM не предусматривают автоматической корректировки. Прежде чем предлагать более широкий диапазон, запросите эксплуатационные ограничения для конкретной модели.

Равен ли рассчитанный диапазон ёмкости отдаваемой энергии переменного тока?

Он не определяет отдачу энергии переменного тока. При расчёте управления зарядом и разрядом SAM отдельно учитывает потери при преобразовании и эксплуатационные ограничения.

Определяет ли SAM, как установленный контроллер рассчитывает SOC?

Нет. Попросите поставщика оборудования документально указать базовую величину, используемую контроллером для расчёта SOC, и продемонстрировать, как он учитывает изменение доступной ёмкости.

Какие результаты моделирования следует проверять покупателям?

Рекомендуется совместно анализировать доступную ёмкость, SOC, расчёты граничных значений, целевые значения мощности аккумулятора и фактическую мощность аккумулятора в модели.

Все ли настройки SOC в SAM используют доступную ёмкость?

Нет. В справке по стороне сети SOC покоя при сглаживании генерации ФЭ-системы определяется относительно паспортной ёмкости, в отличие от минимального и максимального пределов SOC при управлении зарядом и разрядом.