中國儲能網訊：錯過商業(yè)運營日期 (COD) 會給儲能項目帶來數百萬美元的損失，而且這種情況發(fā)生的頻率比DJI_0682[21][74]預期的要高。根據 ERCOT 儲能互連隊列數據，項目錯過 COD 的時間平均為七個月，從通電到 COD 平均需要五個月。每次延遲都意味著成本不斷增加，包括部署的團隊、閑置的設備和累積的貸款利息，而沒有收入來抵消開支。在時間就是金錢的市場中，Energy Vault 的 VaultOS? 能源管理系統 (EMS) 和實時電站數字孿生提供了一個引人注目的選擇，可以大幅降低調試風險。通過在調試開始之前識別風險并消除風險，我們的軟件可以加速部署、最大限度地減少停機時間并確保項目按時并在預算范圍內上線。
儲能項目的投資通常超過 1 億美元。電池、逆變器和 EPC（工程、采購和施工）成本迅速累積，每停工一天就意味著收入損失。由于許可延遲、施工受挫、設備故障、控制和集成問題，項目可能會錯過 COD。雖然許多因素都會造成調試風險，但本文重點介紹如何利用 VaultOS? EMS（將所有設備在現場連接在一起的系統）來降低執(zhí)行風險。
挑戰(zhàn)：集成復雜性和后期發(fā)現
在大多數項目中，第一次測試所有設備作為一個完整系統是在現場調試期間，此時 COD 時鐘正在滴答作響。發(fā)電廠控制中的復雜相互作用通常在調試開始前才被發(fā)現，從而導致意外延遲。
傳統的電站驗收測試 (FAT) 會在單個硬件組件出廠前對其進行驗證，但并未考慮電池、逆變器、變壓器和電網基礎設施的全系統集成。許多關鍵問題僅在現場調試期間才會出現，因此修復成本高昂且耗時。
PSS/E 和 PSCAD 等電力系統建模工具可模擬功率響應和逆變器行為，對于開發(fā)強大的發(fā)電廠控制器 (PPC) 至關重要。它們主要關注逆變器和 PPC 對電網的響應，但它們無法輕松地在現場測試完整硬件和軟件系統的實施。它們無法捕捉電池行為、冷卻系統、安全機制和真實電站動態(tài)。如果項目的預調試測試不完整，則會導致方法分散，出現無法預見的問題，當在現場發(fā)現時，這些問題會增加成本并延遲項目時間表。PSS/E 和 PSCAD 中建模的 PPC 控制通常不會與生產軟件或設備進行交叉驗證，從而導致模擬和現場實際控制之間存在差異。這些是關鍵工具，但無法實時全面測試控制系統。
Energy Vault 方法：VaultOS? 和通過模擬加速
VaultOS? 是 Energy Vault 的發(fā)電廠控制器和能源管理系統，為儲能和發(fā)電資產提供實時監(jiān)控、運行控制和優(yōu)化調度。VaultOS? 控制儲能電站的一切，從監(jiān)控單個電池到全面電力調度。作為與硬件無關的解決方案，它可與任何逆變器、電池或電廠輔助設備（傳感器、暖通空調、冷卻器、消防系統）集成。管理大量現場設備需要精確到電池單元級別的高分辨率數據。在擁有數十萬個電池的項目中，這可能涉及每秒處理數百萬個數據點，我們將在即將發(fā)布的博客文章中探討這個主題。
后期發(fā)現的成本令人震驚。延誤可能意味著數百萬美元的收入損失和罰款。為了解決這個問題，我們設計并構建了 VaultOS? 來降低項目執(zhí)行風險。我們的解決方案：VaultOS? 實時電站數字孿生，這是一個基于軟件的專利平臺，可創(chuàng)建儲能電站的完整虛擬副本，以便在部署前數月甚至數年使用模擬電站設備對 PPC 和 EMS 軟件進行完整的端到端測試。在我們的模擬中測試的軟件與現場軟件“逐字節(jié)”相同。該軟件實時運行，就像在模擬過程中與現場設備對話一樣。
VaultOS? 不僅僅是一個概念——它已經在大型項目中證明了自己的價值。我們首次大規(guī)模部署的是Stanton 電池儲能系統 (SBES)，這是一個與 Wellhead Electric 在加州Stanton 合作的 68.8 MW / 275.2 MWh 項目。Wellhead首席執(zhí)行官 Hal Dittmer 強調了我們的速度：
Wellhead 首席執(zhí)行官 Hal Dittmer 表示：“Energy Vault 團隊為我們的 Stanton 電站設計并部署了最佳的儲能解決方案。機械完工后僅幾天，系統就向電網輸送了全部電力，驗證了設計和執(zhí)行的質量。Energy Vault 出色地提供了既滿足具有挑戰(zhàn)性的能量密度要求又滿足設備交付時間框架的解決方案，使項目得以推進。我們是一個滿意的客戶，我們感謝 Energy Vault 的專業(yè)知識、創(chuàng)造性思維和合作伙伴關系，使這個項目得以實現?！?/span>
對于我們的第一個項目，我們僅用了幾天就實現了全功率并網
并在幾周內達到 COD，而大多數項目需要更長的時間。我們是如何行動得如此之快的？我們很早就開始了！在設備首次通電之前，我們就確定并解決了發(fā)電廠的控制風險。在我們踏入現場之前，一切都在實時電站數字孿生中進行了測試，這使我們能夠排除故障并解決潛在問題，以免延遲 COD。性能測試提前數月開始，為主動應對挑戰(zhàn)提供了充足的時間。當我們在Stanton 進行每個現場性能測試時，我們確切地知道該電站將如何響應，并且知道一旦我們進入市場，我們將可靠地運行。該項目最終被要求提前進入市場，并在 2023 年夏天南加州熱浪期間提供關鍵援助。
從航空航天到儲能的經驗教訓
Energy Vault 的軟件團隊由多位工程師組成，他們精通多個行業(yè)，包括儲能、軟件開發(fā)、航空航天和國防、網絡安全、物聯網和電信。我們吸取了多個行業(yè)的經驗教訓，為下一代多 GWh 系統構建了新的儲能軟件控制平臺。
目前，我負責 VaultOS 能源管理系統的軟件工程和開發(fā)，但我在航空航天和國防領域的背景涉及為船舶、飛機和無人機開發(fā)和部署系統，這些系統必須在關鍵任務環(huán)境中完美運行。我之前的團隊無法在需要時隨時試用我們的平臺來測試我們的設備。數字模擬技術至關重要，因為實際測試通常不是一種選擇。由于我們無法在系統投入運營環(huán)境之前對其進行現場測試，因此我們開發(fā)了嚴格的測試工具和模擬，以在高保真模擬環(huán)境中評估設備和軟件。
在 Energy Vault，我們將這些方法應用于儲能，應用先進的建模和實時模擬來提高效率、降低風險并確保從建設到運營的無縫過渡。
什么是實時電站數字孿生？
Energy Vault 的實時電站數字孿生是一種高保真虛擬儲能系統模型，它集成了真實數據、高級模擬算法和預測分析。該模型復制了電池、逆變器和電網組件的性能和相互作用，使我們能夠在部署之前就發(fā)現并解決問題。
VaultOS? 實時電站數字孿生的主要優(yōu)勢
-加速調試并降低風險：通過在軟件中模擬系統性能，我們縮短了調試時間并確保準時交付。現場通常出現的常見集成問題在部署之前得到解決。
-保護高資本支出投資：儲能系統涉及從變壓器到電池的許多設備。我們監(jiān)控和控制所有電站設備。即使是中型電站也可能涉及數十萬個電池，每個電池都有關鍵的電壓和溫度參數。我們的解決方案確保所有資產都受到監(jiān)控和安全控制，以實現長期可靠性和優(yōu)化的投資回報。
-創(chuàng)建高保真電站模型：我們構建整個電站的數字化表示，捕捉電池、逆變器、變壓器和電網連接在實際運行條件下的相互作用。通過在現實環(huán)境中進行測試，我們改進了模型并確保未來的項目從經驗教訓中受益。這也是一個非?？岬难菔?！
-最大限度地減少部署中斷：通過預測模擬，我們可以在性能和控制問題發(fā)生之前解決它們，確保順利、不間斷的調試和運行。我們創(chuàng)建實時故障場景，觀察系統響應，并將其與實際電站行為進行比較，使我們能夠根據實際數據快速改進模型和控制。
-調試、運營和增強的測試模型：數字孿生提供了一個環(huán)境，允許在調試和運營期間復制問題并測試更改。這減少了診斷問題的時間，并為我們的客戶提供了更好的運營和維護 (O&M) 體驗。此外，這些模型可以協助增強過程，并在增強發(fā)生之前測試電站的控制，從而限制任何潛在的沖突或停機時間。
已證實的影響
VaultOS? EMS 和實時電站數字孿生對我們在第一批千兆瓦時項目中取得早期成功至關重要。通過在集成和運營問題成為現場問題之前解決它們，我們縮短了調試時間、降低了成本并提高了系統可靠性。我們的客戶受益于更快的上市時間、更少的意外延遲，以及對他們的儲能系統從第一天起就能按設計運行的信心。
隨著儲能項目規(guī)模和復雜性的不斷增長，VaultOS? EMS 和實時電站數字孿生將成為降低執(zhí)行風險和確保無縫部署的重要工具。隨著分析、機器學習和實時數據集成的不斷進步，我們正在為速度和可靠性設定新的行業(yè)標準。
我們已經在最新的項目卡利斯托加微電網（世界上最大的綠色氫能微電網）中對此進行了測試。該系統集成了先進的儲能和氫燃料電池，可提供彈性備用電源。雖然物理電站的機械安裝即將完成，但我們的虛擬模擬已經運行了一年多。通過利用我們的實時電站數字孿生，我們在第一次氫氣輸送之前就對微電網控制進行了嚴格測試，確保在調試前實現無縫集成、優(yōu)化性能和降低風險。
在 Energy Vault，我們不僅構建儲能系統，還改變其部署方式。我們的技術可確保項目實現 COD 目標、最大限度提高投資回報并從第一天起可靠運行。VaultOS ? EMS 和實時電站數字孿生不僅僅是一個電池控制器，更是儲能項目成功的關鍵。
COD 延遲會造成數百萬美元的損失。VaultOS? 可消除風險并確保您的項目按時、按預算上線。
