Từ chức năng của sản phẩm đến điều phối năng lượng đa tác vụ: cách một tài sản năng lượng di động có thể quản lý tải trọng kỹ thuật và phương tiện cạnh tranh sau thảm họa
Sau một thảm họa lớn, sân bay có thể nhanh chóng trở thành trung tâm khu vực về vận chuyển y tế, hậu cần cứu trợ, ứng phó của chính phủ và phục hồi cơ sở hạ tầng. Đồng thời, các bộ phận của mạng lưới thu phí, phân phối địa phương, đường tiếp cận hoặc thông tin liên lạc của sân bay có thể bị xuống cấp.
Do đó, câu hỏi khó nhất về năng lượng hiếm khi là “Chúng ta có bộ sạc mạnh không?” Nhiều nhiệm vụ có thể cạnh tranh để giành cùng một nguồn năng lượng dự trữ: GSE quan trọng cần nhiệm vụ SOC, máy bơm thoát nước có thể cần chạy liên tục, kỹ thuật viên cần ánh sáng và dụng cụ, đồng thời các phương tiện vận chuyển khẩn cấp có thể đến mà không có cảnh báo trước.
Năng lượng cửatiếp cận vấn đề này như một vấn đề điều phối đa tác vụ. MỘTBộ sạc EV di độngkết hợp năng lượng lưu trữ, sạc DC công suất cao, hỗ trợ CCS1/CCS2, liên lạc OCPP, hỗ trợ tải AC được cấu hình theo dự án và khả năng bảo trì mô-đun trong một nền tảng di động.
Ý tưởng chính không phải là mọi tải phải chạy hết công suất cùng một lúc. Đó là một tài sản năng lượng có thể được phân bổ lại giữa việc sạc xe, tải kỹ thuật và dự trữ được bảo vệ khi các ưu tiên của nhiệm vụ thay đổi.
Lưu ý về kế hoạch: Các ưu tiên nhiệm vụ, ngân sách năng lượng, khung thời gian và ví dụ phân bổ trong bài viết này là các khuôn khổ quy hoạch chứ không phải là các tiêu chuẩn chung của sân bay. Việc sử dụng cuối cùng phải được xác nhận dựa trên các phương tiện đại diện, đặc điểm tải trọng, yêu cầu nối đất và bảo vệ, quy tắc vận hành sân bay, yêu cầu về điện/chữa cháy cục bộ và cấu hình Năng lượng Cửa đã chọn. Các hệ thống an toàn tính mạng, không lưu, dẫn đường và các hệ thống quan trọng theo quy định khác phải duy trì ở mức điện khẩn cấp đã được phê duyệt trừ khi thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và sự phê duyệt của địa phương cho phép rõ ràng khác.
Trong điều kiện bình thường, việc sạc cố định chủ yếu phục vụ việc bổ sung nhiên liệu cho xe định kỳ. Sau thảm họa, nhu cầu năng lượng có thể mở rộng sang GSE quan trọng, vận chuyển cứu trợ, sửa chữa phương tiện, thoát nước, chiếu sáng tạm thời và các công cụ kỹ thuật. Quản lý từng nhiệm vụ bằng một nguồn điện riêng biệt có thể làm tăng số lượng thiết bị, hệ thống cáp, nhân sự và độ phức tạp về an toàn.
Nhu cầu khẩn cấp hiếm khi ở một nơi. Một trạm dừng từ xa có thể cần sạc xe khẩn cấp vào buổi sáng, khu vực làm việc bị ngập lụt có thể trở thành ưu tiên vào buổi chiều và việc phục hồi vào ban đêm có thể chuyển nhu cầu sang chiếu sáng và dụng cụ. Tính cơ động cho phép năng lượng đi theo sứ mệnh thay vì buộc mọi sứ mệnh quay trở lại một nguồn cố định.
Phân phối cố định, UPS và máy phát điện được phê duyệt vẫn là nền tảng cho khả năng phục hồi của sân bay.Năng lượng cửaphù hợp hơn giữa các hệ thống đó và thiết bị hiện trường, tạo ra đường dẫn năng lượng thứ hai cho các bộ sạc cố định không thể tiếp cận, khu vực làm việc ở xa, tải kỹ thuật tạm thời và thời gian cao điểm trong thời gian ngắn. Các ứng dụng sân bay liên quan được thảo luận trong Door Energy'shướng dẫn điện khí hóa sân bay.
| Loại nhiệm vụ | Nhu cầu điển hình | Tại sao nó cạnh tranh về năng lượng | Logic điều phối tốt hơn |
| GSE quan trọng | Xe kéo, hành lý, chở hàng và bảo dưỡng | Tác động trực tiếp đến nhiệm vụ phục hồi sân bay | Ưu tiên theo thời gian và năng lượng của nhiệm vụ tiếp theo |
| Thoát nước | Máy bơm hoạt động trong nhiều giờ | Tiêu thụ cả điện năng và kWh dự trữ | Dự trữ năng lượng theo rủi ro khu vực và thời gian |
| Công việc phục hồi | Ánh sáng, dụng cụ và thiết bị kỹ thuật | Có thể ở xa nguồn điện cố định | Lên lịch giờ cao điểm bên ngoài xe sau khi xác minh tải trọng |
| Vận chuyển cứu trợ | Nhu cầu sạc EV tạm thời | Thời gian đến có thể không thể đoán trước | Giữ một khoản dự trữ có thể gửi được |
| Khu bảo tồn được bảo vệ | Nhiệm vụ tương lai chưa biết | Không thể dự đoán đầy đủ | Đặt mức dự trữ tối thiểu mà các tác vụ thông thường không thể tiêu tốn |
Ba biến phải được quản lý cùng nhau. Giới hạn công suất hỏi có thể cung cấp bao nhiêu kilowatt tại một thời điểm nhất định. Ngân sách năng lượng hỏi còn lại bao nhiêu kilowatt giờ trong thời gian thực hiện nhiệm vụ. Mức độ ưu tiên của nhiệm vụ quyết định nhiệm vụ nào sẽ nhận được những nguồn lực hạn chế đó trước tiên.
Nếu một GSE quan trọng đang nhận sạc DC công suất cao thì hệ thống có thể hỗ trợ một máy bơm lớn hoặc tải kỹ thuật cùng lúc hay không tùy thuộc vào cấu hình đã chọn và chiến lược phân bổ nguồn đã xác định. Hỗ trợ nhiều loại tải không bao giờ được hiểu là sự đảm bảo tự động cho hoạt động toàn công suất đồng thời.
Đối với máy bơm và các thiết bị truyền động bằng động cơ khác, công suất liên tục định mức không đủ để kiểm tra kỹ thuật. Dòng khởi động, nhu cầu nhất thời, điện áp, tần số, nối đất và các thiết bị bảo vệ cũng phải được kiểm tra trước khi triển khai.
| Ý tưởng | Câu hỏi cốt lõi | Trọng tâm quy hoạch sân bay |
| Giới hạn công suất | Có thể cung cấp bao nhiêu kW vào thời điểm này? | Sạc DC, tải AC và ranh giới tác vụ đồng thời |
| Ngân sách năng lượng | Còn lại bao nhiêu kWh cho thời gian thực hiện nhiệm vụ? | Tổng năng lượng nhiệm vụ, tổn thất, cửa sổ SOC, dự trữ được bảo vệ |
| Ưu tiên nhiệm vụ | Ai sẽ nhận được năng lượng hạn chế bây giờ? | Hậu quả của sứ mệnh, tính cấp bách, khả năng thay thế và tác động an toàn |
Một tài sản năng lượng di động có thể sạc P1 GSE trước, sau đó hỗ trợ tải kỹ thuật đã được xác minh, quay lại sạc phương tiện khi nhu cầu vận chuyển cứu trợ tăng lên và tự bổ sung sau giai đoạn nhu cầu cao. Giá trị vận hành đến từ việc chuyển đổi nhiệm vụ chứ không phải từ việc cố gắng thực hiện mọi nhiệm vụ cùng một lúc.
Sắp xếp các nhiệm vụ tốn nhiều năng lượng vào các cửa sổ xác định có thể làm giảm xung đột quyền lực và bảo vệ dự phòng dự phòng. Năng lượng cửa cũng mô tả việc sử dụng rộng rãi hơn từtạp dề đến khu vực bảo trì, điều này minh họa tại sao việc di chuyển có thể quan trọng khi thay đổi khu vực làm việc tại sân bay.
Sau mỗi phiên sạc hoặc tải AC, người vận hành nên xem lại SOC còn lại, yêu cầu P1 tiếp theo, trạng thái cơ sở hạ tầng cố định và thời gian sạc lại khả dụng tiếp theo. Quản lý năng lượng đa nhiệm là một quá trình ra quyết định liên tục chứ không phải là một lịch trình cố định cả ngày.
| Cửa sổ thời gian | Nhu cầu hiện trường | Vai trò năng lượng cửa | Kiểm tra trước khi chuyển đổi |
| 06:00–09:00 | GSE quan trọng và xe cứu trợ | Ưu tiên tính phí cơ hội DC | Xe SOC, nhiệm vụ tiếp theo, năng lượng còn lại |
| 09:00–12:00 | Bảo trì và phục hồi khu vực | Sạc xe, sau đó xác minh tải trọng kỹ thuật | Tải điện, nhu cầu khởi động, bảo vệ |
| 12:00–15:00 | Nhu cầu nhiệm vụ thấp hơn | Bảo quản đơn vị dự trữ và nạp tiền nếu thích hợp | Nhiệm vụ trong tương lai, nguồn nạp lại có sẵn |
| 15:00–18:00 | Đỉnh cao hậu cần cứu trợ | Quay lại chế độ sạc ưu tiên cho xe | Danh sách P1, kWh có thể giao được |
| 18:00–22:00 | Công việc phục hồi ban đêm | Hỗ trợ các công cụ/ánh sáng đã được xác minh | Tải AC và thời lượng dự kiến |
| Sau 22:00 | Nhu cầu giảm | Trở về khu vực an toàn và xây dựng lại khu bảo tồn | Đơn vị SOC, nguồn đầu vào, cửa sổ chờ tiếp theo |
Câu hỏi đầu tiên không còn đơn giản là “Xe nào nên sạc trước?” Máy bơm thoát nước 30kW có thể quan trọng hơn một phương tiện có khả năng tiếp nhận 100kW nếu lũ lụt tiếp tục đe dọa khu vực phục hồi. Hậu quả của nhiệm vụ sẽ cao hơn kích thước của tải.
GSE quan trọng, vận chuyển khẩn cấp, thoát nước khẩn cấp và sửa chữa thiết yếu có thể được xếp vào nhóm ưu tiên cao nhất. Bảo trì định kỳ và hậu cần thông thường có thể được thực hiện sau. Các phương tiện có thể trì hoãn và các nhiệm vụ không quan trọng nên chờ đợi, trong khi nguồn dự trữ được bảo vệ vẫn không có sẵn để sử dụng thường xuyên.
Lập kế hoạch năng lượng phải tính đến cửa sổ SOC vận hành, tổn thất chuyển đổi, điều kiện môi trường và dự phòng dự phòng được bảo vệ. cácBộ sạc EV di động loại MCP-E 420kWhrất hữu ích trong việc tách dung lượng lưu trữ khỏi năng lượng sạc, nhưng con số quy hoạch vẫn là năng lượng có thể cung cấp cho nhiệm vụ thay vì 100% dung lượng bảng tên.
| Nhiệm vụ hiện tại | Minh họa nhu cầu năng lượng | Logic quyết định | Quyết định minh họa |
| P1 GSE A | 50kWh | Nhiệm vụ tiếp theo là khẩn cấp và không có sự thay thế thực tế nào | Phục vụ trước |
| Bơm thoát nước | 20kW × 3h = 60kWh | Lũ lụt tiếp tục đe dọa sự phục hồi | Dự trữ 60kWh |
| Chiếu sáng làm việc ban đêm | 12kW × 5h = 60kWh | Có thể đặt lịch sau giờ cao điểm xe | Đặt trước nhưng không nhả sớm |
| Xe hỗ trợ P3 | 35kWh | Nhiệm vụ có thể bị trì hoãn | Trì hoãn nếu dự trữ eo hẹp |
| dự phòng dự phòng | Không có tải cố định | Bảo vệ trước nhu cầu khẩn cấp mới | Giữ được bảo vệ |
Kế hoạch năng lượng di động linh hoạt cần có một chu trình lặp lại: triển khai, cung cấp năng lượng, quay trở lại nguồn nạp lại, xây dựng lại nguồn dự trữ và triển khai lại. Nếu thiết bị không thể được bổ sung vào một thời điểm thực tế trong ngày vận hành, nó chỉ giải quyết được một nhiệm vụ duy nhất thay vì hỗ trợ phục hồi sân bay bền vững.
Trong điều kiện đầu vào phù hợp, Năng lượng Cửa cung cấp thời gian tự sạc lại tham chiếu 0–100% trong khoảng một giờ thông qua bộ sạc DC thích hợp và khoảng hai giờ thông qua hộp điện AC phù hợp. Thời gian thực tế phụ thuộc vào nguồn điện đầu vào hiện có, SOC còn lại, trạng thái thiết bị và điều kiện môi trường. Do đó, kế hoạch phải xác định nơi đơn vị sẽ nạp năng lượng, khi nào nó sẽ rời khỏi khu vực nhiệm vụ và những gì sẽ thực hiện công việc ưu tiên trong khoảng thời gian đó.
Cách bố trí bền vững hơn có thể tách biệt khu vực cung cấp năng lượng khỏi vị trí nạp năng lượng của thiết bị di động. Hệ thống phục vụ GSE và các tải kỹ thuật đã được xác minh gần khu vực bị ảnh hưởng, sau đó quay trở lại vị trí an toàn trong khoảng thời gian có nhu cầu thấp hơn với nguồn đầu vào phù hợp.
| Giai đoạn chu kỳ nhiệm vụ | Câu hỏi chính | Dữ liệu cần ghi |
| Triển khai | Đơn vị nên đi đâu? | Điểm dừng, tuyến đường, ETA |
| Cung cấp năng lượng | Nhiệm vụ có giá trị cao nhất hiện nay là gì? | Công suất, kWh, thời gian bắt đầu/kết thúc |
| Chuyển đổi nhiệm vụ | Một nhiệm vụ khác có trở nên cấp bách hơn không? | SOC còn lại, ưu tiên nhiệm vụ |
| Quay lại để nạp tiền | Khi nào đơn vị nên rời khỏi khu vực nhiệm vụ? | Năng lượng còn lại, trạng thái nguồn nạp lại |
| xây dựng lại dự trữ | Khi nào thiết bị có thể hoạt động trở lại? | Nguồn điện đầu vào, thời gian sạc lại, SOC cuối |
| Triển khai lại | Ai sẽ nhận được năng lượng trong chu kỳ tiếp theo? | Danh sách nhiệm vụ mới, dự trữ được bảo vệ |
Door Energy hỗ trợ liên lạc OCPP cho các cấu hình dự án hiện hành. Trạng thái bộ sạc, phiên, năng lượng được cung cấp và cảnh báo có thể được ghi lại ở phần phụ trợ, giúp người vận hành hiểu được nhiệm vụ nào của phương tiện đã nhận được năng lượng và khi nào. Để biết thêm bối cảnh kỹ thuật, hãy xem Năng lượng cửaOCPP và hướng dẫn thiết kế mô-đun.
OCPP không nên được coi là một hệ thống quản lý năng lượng sân bay hoàn chỉnh. Máy bơm, hệ thống chiếu sáng và dụng cụ cũng phải được ghi lại theo loại tải, công suất, thời gian vận hành, người vận hành và các sự kiện bất thường, sau đó đánh giá cùng với lượng năng lượng dự trữ còn lại.
Door Energy sử dụng kiến trúc mô-đun có thể hỗ trợ chẩn đoán và thay thế ở cấp độ mô-đun. Lợi ích về khả năng phục hồi chỉ trở nên thực tế khi các mô-đun dự phòng, hỗ trợ kỹ thuật từ xa, cơ quan dịch vụ địa phương, lộ trình leo thang và mục tiêu về thời gian sửa chữa trung bình được xác định trước khi xảy ra trường hợp khẩn cấp.
420kW, 420kWh, CCS1/CCS2 và OCPP là các thông số kỹ thuật quan trọng, nhưng sân bay cũng cần yêu cầu trình diễn toàn diện: sạc GSE đại diện, chuyển sang tải AC đã được xác minh, hỗ trợ phương tiện thứ hai, kiểm tra năng lượng còn lại, bổ sung thiết bị di động và triển khai lại. Năng lượng cửahướng dẫn tính phí khẩn cấp tại sân baycung cấp bối cảnh hoạt động liên quan.
Hồ sơ chấp nhận phải ghi lại kWh được phân phối, công suất đầu ra, thời gian thực hiện nhiệm vụ, thời gian chuyển mạch, SOC của thiết bị, cảnh báo, mọi yêu cầu khởi động lại thủ công và liệu các bản ghi phụ trợ có còn đầy đủ hay không. Điều này biến “đa mục đích” từ mô tả tiếp thị thành khả năng hoạt động có thể lặp lại.
Đầu nối CCS1/CCS2 phù hợp không chứng tỏ khả năng tương tác ở cấp độ xe và sự hiện diện của đầu ra AC không chứng tỏ rằng mọi máy bơm hoặc dụng cụ đều có thể được vận hành an toàn. FAT/SAT phải bao gồm cả tải trọng kỹ thuật đại diện và GSE quan trọng đại diện.
Theo mặc định, các hệ thống an toàn tính mạng theo luật định, thiết bị không lưu cốt lõi, hệ thống dẫn đường quan trọng và cơ sở hạ tầng được quản lý khác không được gán cho hệ thống di động. Các ranh giới rõ ràng giữ cho tài sản Door Energy nằm trong vai trò kỹ thuật và quy định đã được xác minh của nó.
| Mục FAT/SAT | Những gì cần được chứng minh | Tại sao nó quan trọng |
| Khả năng tương tác GSE | Kết nối, bắt tay, thay đổi nguồn, dừng, phục hồi bất thường | Đầu nối phù hợp không chứng minh được khả năng tương thích ở cấp độ xe |
| tải AC | Điện áp, tần số, nguồn liên tục, khởi động, nối đất, bảo vệ | Xác nhận ranh giới sử dụng kỹ thuật thực tế |
| Chuyển đổi tác vụ | GSE → Tải AC → GSE thứ hai | Hiển thị khả năng đa tác vụ có thể lặp lại |
| Kế toán năng lượng | kWh được cung cấp và năng lượng dự trữ còn lại sau mỗi giai đoạn | Ngăn không cho dung lượng bảng tên được coi là hoàn toàn có thể sử dụng được |
| Tự nạp tiền | Chu kỳ nạp lại DC/AC và triển khai lại | Xác thực chu kỳ nhiệm vụ |
| OCPP / hồ sơ | Trạng thái, phiên, cảnh báo và tính đầy đủ của dữ liệu | Hỗ trợ hoạt động theo dõi |
| Dịch vụ mô-đun | Cách ly lỗi, thay thế, phụ tùng và MTTR | Giảm thời gian chết trong giai đoạn quan trọng |
| Sử dụng ranh giới | Tải được quy định và chưa được xác minh | Ngăn chặn việc triển khai ngoài phạm vi |
Các sân bay so sánh các trường hợp sử dụng vòng đời cũng có thể xem xét Door Energygiá trị sân bay và hướng dẫn chi phíVàtrường hợp ứng dụngkhi xác định việc sử dụng ngoài việc ứng phó với thảm họa.
Đối với một sân bay bị ảnh hưởng bởi thảm họa, khả năng có giá trị nhất không chỉ đơn giản là sở hữu nhiều thiết bị điện độc lập hơn. Nó có một tài sản có thể điều động được, có thể phân bổ lại năng lượng hạn chế giữa việc sạc xe, tải kỹ thuật và dự trữ được bảo vệ khi các nhiệm vụ thay đổi.
Năng lượng cửa Bộ sạc EV di độngdo đó không nên hiểu là “một đơn vị cung cấp năng lượng cho mọi thứ cùng một lúc”. Vai trò mạnh mẽ hơn của nó là chuyển đổi giữa các nhiệm vụ đã được xác minh và hướng nguồn năng lượng hữu hạn cũng như kilowatt giờ hướng tới sứ mệnh có kết quả hoạt động cao nhất.
Hệ thống phân phối cố định, UPS theo luật định và các máy phát điện được phê duyệt tiếp tục cung cấp đường trục chính được điều chỉnh và có thời hạn sử dụng lâu dài. Door Energy hoạt động gần rìa trường hơn, nơi tính di động, chuyển đổi nhiệm vụ, tính toán năng lượng và khả năng sử dụng có thể giảm thiểu hậu quả của cơ sở hạ tầng sạc bị hư hỏng hoặc không thể tiếp cận.
Một dự án trưởng thành nên xác định giới hạn công suất, ngân sách năng lượng, mức độ ưu tiên của nhiệm vụ, dự trữ được bảo vệ và chu kỳ nhiệm vụ năng lượng, sau đó xác minh các khái niệm đó bằng GSE đại diện, tải AC đại diện và chuỗi nhiệm vụ FAT/SAT từ đầu đến cuối. Sau khi các quy trình đó được kết nối với SOP tại hiện trường, bản ghi OCPP, lập kế hoạch tự sạc lại và bảo trì mô-đun, hệ thống năng lượng di động sẽ trở thành tài sản vận hành đa mục đích thay vì bộ sạc tạm thời.
Đối với các nhà điều hành sân bay, nhà thầu kỹ thuật và người mua khu vực công đang đánh giá một dự án năng lượng khẩn cấp đa nhiệm, danh mục Bộ sạc EV di động Door Energy có thể được xem xét cùng với dữ liệu phương tiện đại diện, yêu cầu tải AC, chu kỳ nhiệm vụ dự kiến và quy trình vận hành tại địa điểm cụ thể trước khi cấu hình cuối cùng.
Nó phụ thuộc vào cấu hình đã chọn, nhu cầu sạc DC, tải AC, yêu cầu nhất thời và chiến lược phân bổ nguồn đã xác định. Khả năng đa mục đích không nên được hiểu là hoạt động toàn công suất đồng thời của mọi tải.
420kW mô tả đầu ra DC tối đa của cấu hình liên quan và ảnh hưởng đến tốc độ truyền năng lượng. Bộ lưu trữ loại 420kWh mô tả lượng năng lượng mang theo. Quy hoạch sân bay cần cả ngân sách năng lượng và ngân sách năng lượng.
Ưu tiên nên dựa trên kết quả của nhiệm vụ, độ nhạy cảm về thời gian, khả năng thay thế và tác động an toàn thay vì chỉ dựa vào quy mô tải. Một máy bơm thoát nước bảo vệ một khu vực quan trọng có thể quan trọng hơn một phương tiện không quan trọng.
Tùy thuộc vào cấu hình dự án và xác minh kỹ thuật, tải được phê duyệt có thể bao gồm máy bơm, công cụ chiếu sáng và bảo trì công trình. Điện áp, tần số, nguồn điện liên tục, dòng khởi động, nối đất và bảo vệ phải được xác nhận trước.
Khả năng duy trì sự cố khẩn cấp phụ thuộc vào chu kỳ hoạt động năng lượng chứ không phải một sự kiện phóng điện. Sân bay nên xác định trước nơi thiết bị sạc lại, thời điểm nó rời khỏi khu vực nhiệm vụ và những gì thực hiện công việc quan trọng trong khoảng thời gian đó.
Không phải tự nó. OCPP chủ yếu hỗ trợ trạng thái thiết bị sạc và dữ liệu phiên sạc. Nhiệm vụ kỹ thuật AC vẫn yêu cầu hồ sơ hiện trường và kiểm soát vận hành riêng biệt.
Một thử nghiệm hữu ích là một chuỗi từ đầu đến cuối: sạc GSE đại diện, chuyển sang tải AC thực đã được xác minh, hỗ trợ GSE thứ hai, tính toán năng lượng còn lại, tự sạc lại thiết bị và triển khai lại.
Cơ sở hạ tầng an toàn tính mạng theo luật định, giao thông hàng không cốt lõi, điều hướng quan trọng và cơ sở hạ tầng được quy định khác phải duy trì ở mức điện khẩn cấp đã được phê duyệt trừ khi thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và phê duyệt của địa phương cho phép bố trí khác một cách rõ ràng.
