240-720 किलोवाट डीसी लचीले चार्जिंग पाइल के साथ बस डिपो ने पीक-चार्ज लागत में 28% की कटौती कैसे की

ग्राहक पृष्ठभूमि

राइन-रुहर क्षेत्र में एक नगरपालिका पारगमन ऑपरेटर 42 बैटरी-इलेक्ट्रिक बसों के बेड़े का प्रबंधन करता है और हर महीने लगभग 120,000 किलोमीटर की निर्धारित सेवा को कवर करता है। बेड़ा 2019 में निर्मित एकल डिपो पर आधारित है, जहां रात भर और अवसर चार्जिंग का समर्थन करने के लिए 30 निश्चित 120 किलोवाट डीसी चार्जर स्थापित किए गए थे।

ऑपरेटर का मुख्य आदेश: सुबह और दोपहर की व्यस्त अवधि सहित, बसों को प्रति दिन कम से कम 16 घंटे सड़क पर रखना चाहिए। इसका मतलब है कि सर्विस ब्लॉक के बीच चार्जिंग विंडो में 45 मिनट जितना कम समय लगता था। मौजूदा फिक्स्ड-चार्जर लेआउट इन परिचालन बाधाओं के लिए बहुत कठोर साबित हो रहा था।

चुनौती: निश्चित बिजली, निश्चित दरें और निष्क्रिय चार्जर

प्रत्येक निश्चित 120 किलोवाट चार्जर को एक ही बस को सौंपा गया था। सुबह और शाम की सेवा के बाद जब बसें वापस लौटीं, तो कई चार्जर बेकार पड़े थे, जबकि चालू चार्जरों पर कतार लग गई। 40% चार्ज स्थिति वाली बस को अभी भी 120 किलोवाट चार्जर पर 1.5 घंटे की आवश्यकता होती है - 45 मिनट के ठहराव के लिए बहुत लंबा समय।

क्योंकि डिपो का ग्रिड कनेक्शन एक साथ 600 किलोवाट लोड तक सीमित था, यार्ड में अधिक बिजली लाने के लिए 180,000 डॉलर की अनुमानित लागत के साथ एक नए ट्रांसफार्मर और एक लंबी परमिट प्रक्रिया की आवश्यकता होगी। इस बीच, ऑपरेटर ने दो समाधान आज़माए:

• बिजली के लिए प्रतिस्पर्धा से बचने के लिए बसों को मैन्युअल रूप से शेड्यूल करना, जिससे प्रस्थान समय में देरी हुई और समय पर प्रदर्शन कम हो गया।
• चरम मांग के दौरान आउटपुट को सीमित करने के लिए मौजूदा चार्जरों की प्रोग्रामिंग की गई, लेकिन इससे केवल चार्ज समय बढ़ा और बसों को अगले ब्लॉक के लिए कम चार्ज करना पड़ा।

इसका सीधा परिणाम परिचालन घर्षण का एक बढ़ता हुआ ढेर था: कतार में लगना, छूटी हुई प्रस्थान, और मासिक मांग शुल्क जो लगातार $24,000 तक पहुंच गया। टीम को एक चार्जिंग आर्किटेक्चर की आवश्यकता थी जो वास्तविक समय में बिजली आवंटन को उस स्थान पर अनुकूलित कर सके जहां इसकी आवश्यकता थी, न कि निश्चित आउटपुट के सेट की।

240-720kW DC फ्लेक्सिबल चार्जिंग पाइल क्यों

ऑपरेटर ने साउथ्या 240-720 किलोवाट डीसी फ्लेक्सिबल चार्जिंग पाइल पर निर्णय लेने से पहले दो विकल्पों का मूल्यांकन किया।

पहला विकल्प दूसरा ट्रांसफार्मर जोड़ना और अधिक स्थिर 120 किलोवाट चार्जर तैनात करना था। यह दृष्टिकोण कतार को समाप्त कर देगा लेकिन फिर भी दिन के मध्य में कई चार्जर बेकार छोड़ देंगे, और ग्रिड अपग्रेड अकेले पूरे वार्षिक ऊर्जा बजट को खा जाएगा।

दूसरा विकल्प एक यांत्रिक स्विच मैट्रिक्स वाला केंद्रीय उच्च-शक्ति चार्जर था जो एक समय में एक बस को कनेक्ट कर सकता था। इसने बिजली-साझाकरण समस्या को हल कर दिया लेकिन एक नई बाधा पैदा कर दी: स्विच सिस्टम पर एक भी रुकावट पूरे डिपो को रोक देगी।

सौत्या लचीला चार्जिंग पाइल तीन कारणों से विशिष्ट रहा:

• गतिशील शक्ति आवंटन:एक 600 किलोवाट इकाई अपने आउटपुट को छह से आठ चार्जिंग पॉइंट में विभाजित कर सकती है, जिससे प्रत्येक बस को केवल उतनी ही बिजली मिलती है जितनी उसे इस समय चाहिए। आवंटन मैन्युअल हस्तक्षेप के बिना वास्तविक समय में अद्यतन होता है।
• मॉड्यूलर स्केलेबिलिटी:ढेर विनिमेय पावर मॉड्यूल से बनाया गया है। यदि बेड़ा बढ़ता है, तो ऑपरेटर पूरी इकाई को बदले बिना मॉड्यूल जोड़ सकता है।
• ग्रिड अपग्रेड की आवश्यकता नहीं:क्योंकि पाइल एक कॉन्फ़िगर करने योग्य अधिकतम कुल लोड को लागू कर सकता है, यह $180,000 ट्रांसफार्मर परियोजना से बचते हुए, मौजूदा 600 किलोवाट ग्रिड कनेक्शन के भीतर फिट बैठता है।

कार्यान्वयन: चरणबद्ध तैनाती और गतिशील लोड प्रबंधन

अनुबंध पर हस्ताक्षर करने से लेकर पूर्ण संचालन तक परियोजना छह सप्ताह में पूरी हो गई। कार्यान्वयन के चार चरण थे:

1. साइट सर्वेक्षण और लेआउट मानचित्रण।टीम ने प्रति ढेर चार्जिंग आउटलेट की इष्टतम संख्या निर्धारित करने के लिए बस पार्किंग स्थिति, केबल मार्ग और मौजूदा स्विचबोर्ड क्षमता को मैप किया।
2. चार 600 किलोवाट पाइल्स की स्थापना,प्रत्येक को कुल 32 चार्जिंग पॉइंट के लिए आठ कनेक्टर के साथ कॉन्फ़िगर किया गया है। केबल की लंबाई और नुकसान को कम करने के लिए पार्किंग पंक्तियों के बीच ढेर लगाए गए थे।
3. डिपो प्रबंधन प्रणाली के साथ एकीकरण.पाइल के बिजली आवंटन को वाहन शेड्यूलिंग डेटाबेस से जोड़ा गया था ताकि पहले प्रस्थान समय वाली बसों को प्राथमिकता बिजली मिले।
4. कर्मचारियों का प्रशिक्षण।चार्ज ऑपरेटरों को बिजली आवंटन ग्राफ़ पढ़ने और कनेक्शन त्रुटि के दुर्लभ मामले में क्या करना है, इस पर प्रशिक्षित किया गया था।

दूसरे सप्ताह के दौरान एक प्रमुख चुनौती सामने आई। डिपो का मौजूदा विद्युत कक्ष छोटे पुनर्निर्माण के बिना नए ढेर के लिए आवश्यक अतिरिक्त वृद्धि सुरक्षा और मीटरिंग उपकरण को समायोजित नहीं कर सका। समस्या को एक कॉम्पैक्ट उप-वितरण बोर्ड स्थापित करके और बैकअप विद्युत भार को एक अलग चरण में ले जाकर हल किया गया था - एक छोटा सा सिविल कार्य जिसने शेड्यूल में चार दिन जोड़े।

मात्रात्मक परिणाम: तेज़ टर्नअराउंड, कम मांग शुल्क, कम कतारें

साउथ्या फ्लेक्सिबल चार्जिंग पाइल्स पर चलने के पहले तीन महीनों के परिचालन डेटा ने बोर्ड भर में औसत दर्जे का सुधार दिखाया।

• प्रति बस चार्जिंग समय में 38% की गिरावट आई।200 किलोवाट बैटरी का औसत 4.5 घंटे से गिरकर 2.2 घंटे हो गया, क्योंकि पार्किंग स्थल आधा खाली होने पर ढेर एक बस पर 240 किलोवाट केंद्रित कर सकता था।
• पीक डिमांड शुल्क में 28% की कमी आई,$24,000 से $17,300 प्रति माह तक। पाइल के लोड-सीमित एल्गोरिदम ने डिपो के कुल ड्रॉ को 600 किलोवाट सीमा से नीचे रखा, तब भी जब 20 बसें एक साथ चार्ज हो रही थीं।
• चार्जिंग उपयोग 47% से बढ़कर 78% हो गया।चूँकि बिजली का मार्ग लचीला होता है, इसलिए दोपहर 2:00 बजे आने वाली बस पूरी शक्ति से चार्ज हो सकती है, जबकि शाम 6:00 बजे प्रस्थान करने वाली बस अपनी बारी का इंतजार करती है।
• $180,000 ग्रिड अपग्रेड को टाला गया।चार ढेरों और स्थापना सहित परियोजना की लागत लगभग $96,000 थी, जिसका अर्थ है कि केवल मांग-प्रभार बचत के आधार पर भुगतान की अवधि एक वर्ष से अधिक थी।

शेड्यूल पालन में व्यापक प्रभाव दिखाई दे रहा था: 90% से कम चार्ज स्थिति के साथ डिपो छोड़ने वाली बसों की संख्या प्रति सप्ताह 12 से घटकर 2 हो गई, और बेड़े की समय पर प्रस्थान दर 92% से बढ़कर 98% हो गई।

ग्राहक प्रशंसापत्र

डिपो के परिचालन प्रबंधक ने इसे सरल शब्दों में कहा:

"लचीला ढेर तेजी से चार्ज नहीं करता है; यह हमें हमारे शेड्यूल पर नियंत्रण वापस देता है। मुझे अब यह तय नहीं करना है कि कौन सी बस को पहले चार्ज करना है। बिजली वहां जाती है जहां इसकी आवश्यकता होती है, और इसने हमारी पूरी शिफ्ट योजना के तरीके को बदल दिया है।"

एक अन्य रखरखाव पर्यवेक्षक ने कहा: "मॉड्यूलर डिज़ाइन का मतलब है कि हम मौजूदा इंस्टॉलेशन को तोड़े बिना क्षमता को अपग्रेड कर सकते हैं। यह हमारी पुरानी निश्चित इकाइयों के साथ संभव नहीं था।"

अन्य फ़्लीट और चार्जिंग ऑपरेटरों के लिए सबक

इस परियोजना से तीन अनुकरणीय सबक उभर कर सामने आए:

1. पाइल कॉन्फ़िगरेशन का मिलान वास्तविक बस शेड्यूल से करें, अधिकतम शक्ति से नहीं।डिपो ने 720 किलोवाट मॉडल पर विचार किया, लेकिन 32 आउटलेट वाली 600 किलोवाट इकाइयां बस रोटेशन के लिए बेहतर फिट बैठती हैं और लागत कम होती है। रिटर्न समय के चरम ओवरलैप को समझना सबसे बड़ी संभावित इकाई खरीदने से अधिक मूल्यवान है।
2. पहले दिन से ही बिजली आवंटन एल्गोरिदम का उपयोग करें।फ़ैक्टरी डिफ़ॉल्ट सामान्य परिदृश्य के लिए सेट किया गया है। प्रस्थान समय और बैटरी चार्ज की स्थिति से मेल खाने के लिए आवंटन प्राथमिकताओं को कॉन्फ़िगर करने के बाद ही डिपो के प्रदर्शन में सुधार हुआ।
3. एक मॉड्यूलर इकाई चुनकर बेड़े के विकास की योजना बनाएं।यदि ऑपरेटर अन्य 10 बसें जोड़ता है, तो वे मौजूदा पाइल्स में अतिरिक्त पावर मॉड्यूल डाल सकते हैं। एक निश्चित चार्जर के लिए पूरी तरह से नए इंस्टॉलेशन और दूसरे ग्रिड कनेक्शन की आवश्यकता होगी।

टीम के लिए सबसे बड़ा आश्चर्य यह था कि चार्जिंग व्यवहार में बदलाव ने उनके समग्र संचालन को कैसे प्रभावित किया। एक निश्चित बिजली मॉडल से मांग-संचालित मॉडल में बदलाव से पैसे की बचत हुई, समय पर प्रदर्शन में सुधार हुआ और कर्मचारियों के तनाव का दैनिक स्रोत समाप्त हो गया।

संदर्भ

डीसी लचीले चार्जिंग पाइल्स का मूल्यांकन करने वाले ऑपरेटरों के लिए, निम्नलिखित उद्योग मानक सुरक्षा और प्रदर्शन पर उपयोगी संदर्भ प्रदान करते हैं:

• EN 50620:2017 - इलेक्ट्रिक वाहनों को चार्ज करने के लिए इलेक्ट्रिक केबल, 0.6/1 केवी डीसी सिस्टम के लिए केबल लचीलेपन, मौसम प्रतिरोध और वोल्टेज आवश्यकताओं को परिभाषित करना।
• IEC 62196 श्रृंखला - इलेक्ट्रिक वाहनों की प्रवाहकीय चार्जिंग के लिए प्लग, सॉकेट-आउटलेट और वाहन कनेक्टर, AC और DC इंटरफ़ेस आवश्यकताओं (CCS और CHAdeMO सहित) दोनों को कवर करते हैं।
• यूएल 1699बी - फोटोवोल्टिक (पीवी) डीसी आर्क-फॉल्ट सर्किट प्रोटेक्शन, उच्च-शक्ति डीसी चार्जिंग सिस्टम में उपयोग की जाने वाली डीसी आर्क-फॉल्ट पहचान विधियों के लिए एक संदर्भ।