CN118285034A - 用于削减电动运输车辆的车队的电力消耗的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在预定义时间段期间削减由电网供电的电动运输车辆的车队(420)的电力消耗的方法，该车队(420)包括至少一个运行中的活动电动运输车辆(420a，420b)，并且每个电动运输车辆(420a，420b，420c，420d)包括空调系统(460)，该空调系统被设计成修改该电动运输车辆的内部温度；该方法包括在该预定义时间段期间：获取参考频率与由该电网供应的电压的频率之间的差值；根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆(420a，420b)的空调系统(460)的电力消耗。

Description

用于削减电动运输车辆的车队的电力消耗的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于削减(shedding)电动运输车辆的车队的电力消耗的方法。本发明还涉及一种被设计和配置为执行这种方法的系统。

本发明尤其可以应用于由电网供电的轨道运输车辆(例如，火车、地铁、有轨电车、无轨电车等)的车队。

背景技术

理想情况下，由能量生产中心产生的电能应等于由所有电力消耗者消耗的电能。

为了实现这一目标，需要例如每天对能量消耗进行预测，尤其对于如交通运输部门、钢铁行业等主要电力消耗者。基于所述预测，电网管理公司对能量生产中心的电能生产以及对相对于预期消耗的消耗偏差的管理进行规划。

以这种方式，负责平衡电力供应和需求的电网管理公司识别出电力消耗与电力生产不一致的情况。例如，管理公司能够：

-识别出消耗超过电力生产的一个或多个高峰期，或电力消耗略高于电力生产的情况，这将导致不必要地启动附加的生产单元；

-识别出电力消耗略低于电力生产的情况，这在优化电力生产方面是不可接受的。

根据识别出的情况，管理公司制定了削减策略。该策略涉及在例如范围为几秒至30分钟的一个或多个时间段内临时减少或增加电力消耗，以便恢复电力生产与电力消耗之间的平衡。

该策略依赖于平衡储备，所述平衡储备可以将电能注入电网和/或从电网卸载电能，即，从电网提取电能。

这些平衡储备可以由与管理公司通信的平衡参与者(如电能生产者、电能消耗者或能够将电能注入电网或从电网提取电能的任何其他参与方)供应。

以这种方式，响应于反映由管理公司发布的指令的削减命令，平衡参与者被邀请修改他们的电力消耗。

如今，客运、并且尤其是轨道运输是法国最大的电力消耗者之一。在如轨道车辆等客运车辆中，空调系统是仅次于车辆牵引系统的最高电能消耗设备。

本发明的目的是提出一种技术解决方案，其通过根据由电网供应的能量的消耗波动相对于由电网供应的电力的消耗波动来精确地改变电动运输车辆的车队、特别是空调系统的电力消耗，使得可以使用该车队作为平衡参与者。

发明内容

在这方面，本发明涉及一种用于在预定义时间段期间削减由电网供电的电动运输车辆的车队的电力消耗的方法，该车队包括至少一个运行中的活动电动运输车辆，并且每个电动运输车辆包括空调系统，该空调系统被设计成修改该电动运输车辆的内部温度；

该方法包括在该预定义时间段期间：

获取参考频率与由该电网供应的电压的频率之间的差值；

根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆的空调系统的电力消耗。

这种方法使得可以在通过测量为车辆的车队供电的电网的频率而有效地检测到电力消耗的增加或减少时分别减少或增加电动运输车辆的车队的电力消耗，以维持由电网供应的能量与从电网消耗的能量之间的平衡。

因此，这种方法实现了对车辆的车队的电力消耗的一级削减。

另外，修改该空调系统的电力消耗包括发送在该预定义时间段期间修改该空调系统的消耗的命令，该修改命令包括：

发送第一校正值以在第一时间段期间修改对所述至少一个活动车辆的空调系统的电力供应；和/或

发送第二校正值以在第二时间段期间修改该活动车辆的内部温度；

其中，该第二时间段大于该第一时间段，并且

其中，该第一校正值和/或该第二校正值是基于所获取的差值来确定的。

因此，该方法使得能够对空调系统的电力消耗进行双重动作。

所谓的快速动作通过调节对空调系统的电力供应而在短时间内减少或增加空调系统的消耗。这使得由电网供应的电力能够快速地增加或减少。

所谓的慢动作通过在第二时间段内减少或增加空调系统的消耗(特别是通过修改车辆内部所保持的温度)而在较长的时间段内减少空调系统的消耗。

该第一时间段可以小于30秒。该第二时间段可以大于30秒并且小于或等于30分钟。

获取参考频率与由该电网供应的电压的频率之间的差值可以包括：

确定该车队中的车辆的供应电压的类型；

如果所述车辆的供应电压是DC，则确定该供应电压的谐波，以从中推导由该电网供应的该电压的频率；

如果所述车辆的供应电压是AC，则测量该供应电压的频率，以从中推导由该电网供应的该电压的频率。

获取参考频率与由该电网供应的电压的频率之间的差值可以包括：

接收由该电网供应的该电压的频率。

因此，这种方法被设计成使得无论由电动车辆电力供应网络供应的电压的性质如何，都能够进行削减。以这种方式，无论电压是直流还是AC，该方法都被设计成确定电网的频率，无论由电力供应网络供应给车队中的车辆的供应电压的性质如何。

该参考频率可以被包括在[48Hz；52Hz]的范围内。

该方法还可以包括在该预定义时间段期间：

定期发送该空调系统的消耗。

这种方法使得可以检查在该预定义时间段期间是否已经正确地执行了削减请求。这使得例如可以将空调系统的消耗的减少或增加实时地发送到管理公司。

该方法还可以包括：

接收定义用于削减的地理区域的地理信息；

确定所述车辆相对于该用于削减的地理区域的位置；

在该预定义时间段期间，该方法还包括当所述车辆位于该用于削减的地理区域中时的所述获取步骤和所述修改步骤。

本发明还涉及一种用于削减由电网供电的电动运输车辆的车队的电力消耗的系统，该系统包括用于获取由该电网供应的电压的频率的至少一个设备，

该车队中的所述电动运输车辆包括：

空调系统，该空调系统被设计成修改该电动运输车辆的内部温度；以及

控制单元，该控制单元被配置为控制该空调系统并且从该获取设备接收信号；

其中，该控制单元被配置为进行以下操作：

通过该获取设备获取参考频率与由该电网供应的电压的频率之间的差值；

根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆的空调系统的消耗。

这种系统尤其可以用于电动运输车辆的车队的一级消耗削减。事实上，通过检测由电网供应的电压与由电网消耗的电压之间的不平衡情况，该系统可以调节车队中各个活动电动运输车辆的空调系统的消耗。

该车队中的所述车辆各自可以包括用于测量由该电网供应的该电压的频率的设备。

因此，这实现了快速的一级消耗削减，并且不需要与远程服务器交换数据。

该用于测量该频率的设备可以被配置为确定该车队中的所述车辆的供应电压的类型，该用于测量该频率的设备包括：

第一子模块，该第一子模块被配置为确定直流供应电压的谐波，以从中推导由该电网供应的该电压的频率；

第二子模块，该第二子模块被配置为测量交流供应电压的频率，以从中推导由该电网供应的该电压的频率。

所述电动运输车辆还包括能量管理模块，该能量管理模块包括用于连接到温度控制系统和温度传感器的装置，

该控制系统与空调系统相关联，并且被配置为根据由该温度传感器测量的与内部温度相对应的温度将该内部温度维持在设定温度，

所述能量管理模块还包括温度偏移装置，该温度偏移装置被设计成使由该温度传感器测量的所述温度偏移预定值，

所述控制单元被配置为将所述第二校正值发送到该温度偏移装置以使所测量的温度偏移。

这种削减系统使得所述方法可与现有车辆兼容，能量管理模块尤其可以用于通过引诱温度传感器来改变空调系统的消耗。因此，这使得所述解决方案是通用的，以便可以与各种类型的车辆介接的能量管理模块用于在确认削减请求之后减少空调系统的能量消耗。

在该削减系统中，所述车辆还可以包括：

固态继电器，该固态继电器被配置为由该控制单元致动，该固态继电器被设计成修改对该空调系统的电力供应；

该控制单元被配置为将第一校正值发送到该固态继电器，以修改对该空调系统的电力供应。

在该削减系统中，所述车辆还可以包括：

接触器，该接触器将该空调系统连接到所述电力供应网络，该接触器包括线圈，通过该线圈来调节从该电网向该空调系统的电力供应，

该控制单元被配置为将第一校正值发送到该接触器，以通过该线圈来修改对该空调系统的电力供应。

在下文描述中，本发明的其他具体特征和优点也将变得显而易见。

附图说明

根据一个示意性实施方式，本发明将被更好地理解，并且其优点将在参考附图阅读以下通过示例而非限制的方式给出的详细描述时变得更加明显，在附图中：

[图1]图1是削减动作的示意性时序；

[图2]图2示出了削减方法；

[图3]图3示出了用于削减电动运输车辆的车队的消耗的系统，该系统被设计成执行参考图2所描述的方法；

[图4]图4示出了用于监督削减请求的执行的系统，该系统包括图2中所示的用于响应于来自管理公司的削减请求而进行削减的系统；以及

[图5A]和

[图5B]图5A和图5B分别示出了图3中所示的系统中包括的用于测量由电网供应的电压的频率的模块的子模块的两个实施方式。

具体实施方式

上述附图中所示的相同元件具有相同的附图标记。

图1示出了用于在给定电网中恢复电力生产与电力消耗之间的平衡的削减动作的示意性时序。

在该示例中，当电力生产者发生故障，从而导致在该中断后产生的电力减少时，能够恢复电力生产与电力消耗之间的平衡。该平衡尤其可以在其他情况下(例如，在消耗高峰期间)恢复。

因此，图1示出了当电力生产与电力消耗之间的平衡恢复时随着时间的推移的电网的所产生的电力和频率。

在时刻t1，当电力生产者发生故障而引起电网输送的电力减少ΔP时，触发削减机制。输送电力的减少使电网的所产生的电力从值P_nom下降到值P_min。

削减机制的目的是通过平衡参与者(如生产者、消耗者或能够将电能注入电网或从电网提取电能的任何其他参与方)从电力减少ΔP中恢复。因此，平衡参与者提供了平衡储备，根据来自管理公司的指令，所述平衡储备使得由电网提供的电力能够被恢复。

根据预定义的规范，将平衡参与者的电力注入或削减储备分类为一级储备、二级储备或三级储备。一级储备和二级储备用于调节可从电网获得的电力，以补偿由电网供应的电力的减少或增加。三级储备用于响应于来自管理公司的请求而调节可从电网获得的电力。特别地，为了被分类为其中一类，注入或削减储备必须满足与注入或削减速度有关的特定条件。

例如，在法国进行注入的情况下，储备必须满足以下条件：

-对于一级储备，在检测到电力短缺的30秒内恢复至少部分缺失的电力；

-对于二级储备，在检测到电力短缺后的最长15分钟内，在一级储备对缺失的电力采取行动后，完全恢复缺失的电力；

-对于三级储备，在检测到电力短缺后，在一级储备和二级储备采取行动后，永久替换缺失的电力。

在削减的情况下，在一级储备、二级储备和三级储备采取行动后，应用时间条件以削减附加的电力。

当然，一级储备、二级储备和三级储备恢复缺失电力的时间尺度可能根据地理区域而改变。

以这种方式，如图1所示，在削减机制的介于时刻t1与t2之间的第一阶段期间，提供第一储备的一个或多个平衡参与者减少了它们的消耗，以便在几秒(例如，从触发削减机制起的30秒)内提供部分地补偿电力减少ΔP的电力。以这种方式，在时刻t2，电网的电力恢复到刚好低于电力生产者发生故障之前的P_nom的水平。

在介于时刻t2与t4之间的第二阶段期间，由供应二级储备的一个或多个平衡参与者接管，以便在考虑到由(多个)一级储备供应的电力的减少的情况下逐步供应电力，以将在时刻t3由电网供应的电力恢复到与电力生产者发生故障之前相同的水平P_nom。

在从时刻t4起的第三阶段期间，由供应三级储备的一个或多个平衡参与者接管，以便根据由(多个)二级储备供应的电力的减少逐步供应电力，以将由电网供应的电力维持在与电力生产者发生故障之前相同的水平P_nom。

从由电网供应的频率和电压的时间趋势可以看出，所产生的电力的减少以所供应电压的频率变化为特征。

事实上，在标称操作条件下，当所消耗的电力和由电网分配的所产生电力处于平衡时，由电网供应的电压的频率基本上是稳定的并且基本上等于参考频率。所供应的电压的参考频率的值取决于电网的地理位置。例如，在欧洲，由电网供应的电压的频率可以在48Hz与52Hz之间变化，使得可以在该值范围内选择参考频率。例如，参考频率可以等于50Hz。

以这种方式，所产生的电力的减少导致由电网供应的电压的频率降低，如图1所示。

一般来说，当所产生的电力(即，由电网供应的电力)与所消耗的电力之间存在不平衡时，这会导致由电网供应的频率和电压的变化。以这种方式，当所产生的电力大于所消耗的电力时，由电网供应的电压的频率增加，并且反之亦然。

如上所述，由电动运输车辆消耗的大部分能量用于为空调系统供电。本发明的目的是提供一种用于修改电动运输车辆的电力消耗以将电动车辆的车队转变为平衡参与者的方法和系统。

图2示出了用于削减电力消耗作为由电网供电的电动运输车辆的车队的一级储备或二级储备的方法的流程图。

削减是由平衡参与者消耗的电力的变化。如上所述，这种变化是消耗的增加或减少。

该方法是针对包括至少一个活动车辆的电动运输车辆车队来执行的。

活动车辆是其中空调系统正在工作的运行中的车辆。其不简单地是通电或准备用于服务的车辆，而是正在使用的其中空调系统正被使用的车辆。

在说明书的其余部分中，参考了被配置为加热或冷却车辆的内部(即，被设计成修改车辆的内部温度)的空调系统。空调系统也可以被称为加热、通风和空调(HVAC)系统。

当然，本说明书也适用于被配置为加热或冷却若干种内部的空调系统。

空调系统可以包括用于加热内部的设施和用于冷却内部的设施，或者包括用于加热或冷却内部的单个设施。

方法200包括第一步骤210，在该第一步骤中，获取参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值。

为此，获取由电网供应的电压的频率。可以通过测量来获取由电网供应的电压的频率。替代性地，可以通过接收由电网供应的电压的频率来获取由电网供应电压的频率：测量结果可以由例如远程设备发送。

方法200的第二步骤215涉及发送根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆的空调系统的消耗的命令。

如参考图1所示，可以通过由电网供应的电压的频率的变化来识别出所消耗的电力与为电网供电所产生的电力之间的不平衡。

以这种方式，第二步骤涉及检测由电网供应的电压的频率相对于参考频率的变化。

该检测尤其可以用于确认在所消耗的电力与为电网供电所产生的电力之间确实存在不平衡。

如图1所示，频率降低到参考频率以下反映了所消耗的电力大于为电网供电所产生的电力的不平衡。

因此，频率增加到参考频率以上反映了所消耗的电力小于为电网供电所产生的电力的不平衡。

同样，根据参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值的符号来识别不平衡：例如，该符号特别指示所消耗的电力是否小于为电网供电所产生的电力，或者反之亦然。

根据差值，对活动运输车辆的空调系统的电力消耗进行修改。

以这种方式，将命令发送到车队中的活动车辆的空调系统。该命令是用于修改空调系统的消耗的命令，特别是用于调节为空调系统供电的电力。

这种用于修改空调系统的消耗的命令尤其用于线性且永久地增加或减少空调系统的消耗。

修改命令被连续发送，并且修改命令的幅度随所确定的差值而变化。

因此，用于修改空调系统的消耗的命令用于在预定义时间范围内调节由空调系统消耗的电力。

用于修改空调系统的消耗的命令可以包括第一校正值和/或第二校正值。

第一校正值是用于在第一时间段期间修改对所述至少一个活动车辆的空调系统的电力供应的值。例如，该值可以是使对空调系统的电力供应能够通过例如固态继电器进行调节的占空比。

第二校正值是用于在第二时间段期间修改活动车辆的内部温度的值。例如，该值可以是空调系统必须将内部加热到的目标温度(以度为单位)。例如，当空调系统被配置为冷却内部时，内部必须被冷却到的目标温度的增加使得可以减少空调系统的电力消耗。类似地，当空调系统被配置用于加热时，内部必须被加热到的目标温度的降低使得可以减少空调系统的电力消耗。

应用校正值的结果是在第一时间段内调节对空调系统的电力供应，并在第二时间段内减少对空调系统的电力供应，该第二时间段比第一时间段更长，即更大。

第一校正值的动作是所谓的“快速”作用，因为一旦在短时间段内发送校正值，就调节对空调系统的电力供应。第一校正值的动作可以是几秒，例如小于或等于1秒。

第二校正值的动作是所谓的“缓慢”动作，因为通过修改内部的目标温度来减少空调系统的消耗使得可以在更长的时间段内修改消耗。第二校正值的动作可以包括在30秒与30分钟之间。

第一校正值和第二校正值是基于参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值来确定的。

例如，第一校正值和第二校正值可以与所获取的参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值成比例。在这种情况下，削减可以称为一级削减。

替代性地，第一校正值和第二校正值可以与参考频率和由电网供应的电压的频率之间的差值与该差值的时间积分之和成比例。在这种情况下，削减可以称为二级削减。

第一校正值和第二校正值可以以KW/Hz表示。

为了验证空调系统消耗的有效减少，该过程可以包括监测空调系统的消耗。例如，在执行削减的预定义时间段期间，该方法可以包括定期发送由空调系统消耗的电力。例如，该电力可以被实时发送到管理公司或中间机构，以便使得能够监测空调系统的消耗。可以定期发送空调系统的消耗。

图3中示出了根据参考图2描述的方法使用的示意性削减系统300。

所示的削减系统300的示例是电动运输车辆车队中的一个或多个车辆中的车载系统。

在该示例中，削减系统300包括用于获取由电网305供应的电压的频率的设备310。

电动车辆由电网通过一组变电站和电力供应网络供电。

供电变电站和电力供应网络由电网供电。每个变电站被配置为向预定地理区域中的电动车辆供应电力。

车辆的供应电压可以是交流或直流。

在交流电压的情况下，供应电压的频率等于由电网供应的电压的频率。交流电压的幅度可以包括在1500V与25000V之间。

在直流电压的情况下，通过对由电网供应的交流电压进行整流和滤波，在变电站级处获得直流电压。直流电压的幅度可以包括在600V与5000V之间，例如1500V。

当电力供应网络是架空线路时，车辆可以通过受电弓被供电。替代性地，当电力供应网络是第三轨时，车辆可以通过集电靴被供电。

获取设备310可以包括测量模块，该测量模块被设计成定期地或连续地测量由为电动运输车辆车队供电的电网供应的电压的频率。测量模块可以被布置为测量由电网305在接触点处供应的电压的频率。

该接触点可以在车辆的受电弓上或在集电靴上。

接触点也可以在供电变电站或电力供应网络的任何点处。

假设由变电站供应的供电电压可以是直流电压或交流电压，则测量模块可以包括至少两个子模块：

-第一子模块，该第一子模块被配置为测量为电动车辆供电的交流电压的频率，该频率是由电网供应的电压的频率。

-第二子模块，该第二子模块被配置为确定直流供应电压的谐波，以从中推导由电网供应的电压的频率。示例在图5A和图5B中更详细地示出。

例如，测量模块可以布置在每个车辆中，以分别在集电靴或受电弓处测量由第三轨或由架空线路供应的电压。

例如，测量模块可以布置在变电站或电力供应网络的可以测量电压和频率的任何其他点处。在这种情况下，获取设备310可以包括一个或多个通信模块，该一个或多个通信模块被设计成发送和/或接收由电网305供应的电压的频率的测量结果。

换言之，通过通信模块将由变电站或电力供应网络的任何其他点处的测量模块测量的频率发送到也包括通信模块的车辆。

例如，这样的通信模块可以使数据能够通过无线网络传输，例如可以是可与WiFi、5G或4G网络兼容的无线电模块。

削减系统300包括空调系统325，该空调系统被设计成修改安装有削减系统300的车辆的内部温度。

该空调系统被设计成提高或降低车辆的内部温度，因此可以包括加热装置325b和压缩机325a。加热装置325b被配置为加热空气以提高内部的温度。压缩机325a被配置为冷却空气并降低内部的温度。

削减系统300还包括控制单元315，该控制单元被配置为从获取设备310接收信号并根据来自获取设备310的信号控制空调系统325。

控制单元315被配置为根据通过获取设备获取的由电网供应的电压的频率的测量值来激活削减。

因此，控制单元315被配置为通过获取设备310获取参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值。

同样地，控制单元315被配置为发送根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆的空调系统的消耗的命令。

为此，控制单元315一方面与固态继电器345连接，并且另一方面与能量管理模块330连接。

固态继电器控制模块320和固态继电器345(其可以是高速固态继电器)用于调节对空调系统的电力供应340。一个示意性高速固态继电器345例如可以是晶体管。

能量管理模块330是用于减少空调系统的电力消耗的模块。

能量管理模块330可以用于调节由空调系统消耗的电力，即，根据由电网供应的电压的频率来增加或减少由空调系统消耗的电力。例如，能量管理模块可以通过以下方式起作用：

-修改例如车队中的车辆中的空调系统的电源。模块尤其可以使空调系统能够由车载电池供电预定时间段；

-修改空调系统的操作，例如以修改目标温度，即内部的实际温度。

此外，在法国专利申请FR 3 011 912中披露了一种示意性通用能量管理模块330，其可以与运输车辆中存在的任何空调系统相关联。

所提出的能量管理模块330也称为EcoPark，包括用于连接到与空调系统325相关联的温度控制系统335a和温度传感器335b的装置。

控制系统335a被配置为根据由温度传感器335b测量的与内部温度相对应的温度将内部温度维持在设定温度。换言之，控制系统335a用于控制空调系统325，以便维持车辆内部的目标温度。

能量管理模块330还包括温度偏移装置。这些偏移装置用于将由温度传感器335b测量的温度修改预定值：这些偏移装置因此用于引诱温度传感器335b。

当车队中的车辆减少其消耗时以及当车队中的车辆增加其消耗时，能量管理模块330可以根据第一操作模式和第二操作模式来配置。

在第一操作模式下，为了减少电力消耗，能量管理模块330的偏移装置被配置为当空调系统325被配置用于加热时增加由温度传感器335b测量的温度，并且当空调系统325被配置用于冷却时降低由温度传感器335b测量的温度。

在第二操作模式下，能量管理模块330的偏移装置被配置为当空调系统325被配置用于冷却时增加由温度传感器335b测量的温度，并且当空调系统325被配置用于加热时降低由温度传感器335b测量的温度。

以这种方式，控制系统335a根据由温度传感器335b测量的温度将内部温度维持在设定温度，该测量的温度已经被偏移，即增加或减少了预定值。

这种增加或减少在任何时候都会放大设定温度与用作控制系统的参考的温度(即，由温度传感器测量的偏移温度)之间的差值。

以这种方式，控制系统335a调节空调系统以加热或冷却内部，直到由温度传感器335b测量的偏移温度分别降低或增加到接近设定温度的值。

因此修改了电能消耗。

以这种方式，控制单元315被配置为根据参考频率与由电网供应的电压的频率之间的差值来确定要执行的削减(以KW/Hz表示)。然后，基于所确定的削减，控制单元315被配置为确定第一校正值和第二校正值，以分别提供给固态继电器345的控制模块320以及能量管理模块330，以减少空调系统的消耗。

提供给固态继电器320的控制模块的第一校正值用于快速修改对空调系统325的电力供应。

例如，该第一校正值可以是应用于将电力供应网络(电力供应340)连接到空调系统325的晶体管345的占空比ρ的修改。表示晶体管345导通与关断之间的比率的该占空比使得可以修改对空调系统325的电力供应，从而根据占空比的值来减少或增加电力供应。

特别地，当空调系统325被配置为加热车辆的内部时，调节对加热器的电力供应。当空调系统325被配置为冷却车辆的内部时，调节对压缩机的电力供应。

根据所使用的值，修改占空比可以增加或减少空调系统325的消耗。占空比越小，空调系统325的电力消耗减少得越多。相比之下，占空比越大，空调系统325的电力消耗增加得越多。

提供给能量管理模块的第二校正值特别用于修改空调系统的消耗。

其可以是校正的目标温度或相对于空调系统325的电源的命令。

例如，在EcoPark能量管理模块的情况下，第二校正值可以是由移位装置用于修改由温度传感器测量的温度的预定值(以摄氏度为单位)。

因此，控制单元315可以被配置为将第二校正值发送到温度偏移装置以使测量的温度偏移。

由空调系统消耗的能量通过能量管理模块的动作在比接触器342的动作更长的时间段内被修改。

车队中的部分或全部车辆可以装配有如所描述的削减系统。

替代性地，对空调系统325的电力供应可以通过接触器342来调节，该接触器将空调系统325连接到电力供应网络340。

该接触器342可以是机电可控开关，可以使用占空比来控制。接触器342可以周期性地被激活(如由虚线箭头342a所示，通过接触器340的控制模块320)，例如周期为大约3分钟。

可以由该接触器342通过修改控制占空比来调节对空调系统的电力供应。

可以例如通过修改控制接触器342的线圈的占空比、通过延迟或提前对线圈的控制来调节对空调系统的电力供应。

在这种情况下，第一校正值可以是使对空调系统的电力供应能够通过接触器342进行调节的占空比。

图4示出了其中使用了示意性削减系统(如图3所示的削减系统)的环境400。

示出了电动运输车辆的车队420。车队420中的车辆各自装配有削减系统425。为了清楚起见，仅示出了削减系统425中的一个削减系统。

在该车辆车队420中，仅车辆420a和420b是活动的并且因此可以执行削减。

车辆420d正在为服务做准备，并且由于它不是活动的，所以该车辆不能通过其削减系统425执行削减。这同样适用于不活动的车辆420c。

车队420中的车辆由供电变电站410供电。连接到通信模块430的用于测量电网频率的模块415被布置在该变电站410处。

通信模块430被设计成将由测量模块415测量的频率传输到安装在车队420中的车辆中的削减系统425的通信模块435。

通信模块435还可以被设计成与服务器415交换数据，如图所示。

削减系统425还包括控制单元440，该控制单元根据接收到的频率测量结果、通过与温度传感器425和用于控制空调系统的系统455相关联的能量管理模块以及通过高速固态继电器来修改空调系统460的消耗。

然后，控制单元440确定每个活动车辆的校正值，使得可以在给定的时间段内改变车辆的消耗(以千瓦(kW)为单位)。

在一个实施方式中，可以设想，每个活动车辆定期将空调系统460的电力消耗的测量结果发送到服务器415。以这种方式，服务器可以被配置为将这些测量结果发送到管理公司405，该管理公司然后可以量化由车辆车队420执行的一级削减。

替代性地，可以相对于地理信息470来定义第一校正值和第二校正值。

可以在特定的地理区域中观察到消耗高峰和低谷。在这种情况下，有意义的是减少受影响地理区域中的电力消耗，而不是减少其他或多或少遥远的地理区域中的电力消耗。

管理公司405可以提供与平衡参与者必须修改其电力消耗的地理位置有关的信息。

例如，管理公司405可以实时地提供这样的地理指示。替代性地，管理公司可以例如基于天气预报和预期电力消耗而提前在前一天提供该地理信息。

地理信息可以通过存在于服务器415中和/或管理公司405处的通信模块(未示出)来提供。然后，服务器将该数据发送到车队420中的车辆，所述车辆通过通信模块(例如，所述通信模块可以与通信模块435相同或者是另一单独的通信模块)接收该数据。

例如，当确定校正值时，只有位于由管理公司提供的地理区域的10km半径内的活动车辆才执行一次削减。

车队中的车辆可以例如包括连接到控制单元440的车辆地理定位模块，如GPS芯片。所提供的地理信息例如可以是定义地理区域的一组GPS坐标。

以这种方式，控制单元440可以被配置为将车辆的位置与所提供的定义用于削减的地理区域的地理信息进行比较。当控制单元440确定车辆在该地理区域中时，确定校正值以最大化该位置处的削减。否则，当车辆在由管理公司提供的地理区域之外时，确定较低的校正值或零校正值，即车辆随后执行较小量值的一级削减和/或二级削减、或零削减。

图5A和图5B示出了图3所示的系统中包括的被设计成确定由电网供应的电压频率的测量模块的示意性子模块。

如所提及的，例如通过受电弓或第三轨供应给电动运输车辆的电压可以是交流电压或直流电压。

如果供应给电动运输车辆的供应电压是交流电压，则通过已知的装置(如频率计或用于获得所供应的交流电压的频率的任何其他已知电路)测量频率。

如果供应给电动运输车辆的供应电压是直流电压(即，通过对由电网供应的交流电压进行整流和滤波而产生)，则恢复由电网供应的交流电压在被整流之前的频率。

事实上，当例如在变电站处对由电网供应的交流电压进行整流和滤波时，在输出处获得的直流电压包含与整流相关的频率，该频率与由电网供应的交流电压的频率成比例。

例如，在由电网供应的频率为50Hz的三相交流电压的情况下，在三相整流器的输出处，整流器的输出处的频率是由电网供应的交流电压的频率的六倍或300Hz。因此，在该示例中，直流输出电压包括频率为300Hz的整流谐波。为了使电压平滑，将带通滤波器与整流器串联连接。结果，仅保留直流输出电压的低幅度，其包括整流谐波。

图5A和图5B所示的子模块是被设计成在车队中的电动车辆的供应电压为直流电压时确定由电网供应的电压的频率的子模块。

所示的电路使得直流供应电压的频率(即，所确定的整流谐波)能够用于确定由电网供应的交流电压的频率。

子模块包括电压和频率传感器500a以及处理模块500b。

传感器500a直接连接到高压线505，并且用于在输出处提取直流输出电压的包括整流谐波的部分。

示意性传感器500a的结构在图5A中示出。

传感器500a包括电容器510，该电容器优选地可以是适用于高电压(例如，15kV)的Y型安全电容器。

电容器510之后是用于保护电路免受过电压的影响的双瞬态电压抑制二极管515。

与基于运算放大器的电路520相组合，电容器可以尤其用于提取并因此在输出Vs处获得电压的包括整流谐波的部分。

以这种方式，可以通过在该电路的输出(Vs)处寻找整流谐波来读取由高压电网505供应的电压的频率。

以这种方式，在知道所使用的整流器的类型(例如，三相或六相或十二相)的情况下，可以使用整流谐波来找到由电网供应的交流电压的频率。

替代性地，可以通过分析供应电压的频率来推断所使用的整流器的类型。例如，如果供应电压仅包括600Hz的频率，而不包括300Hz的频率，则可以推断出正在使用六相整流器。

为此，使用与传感器500a串联连接的数字电路500b。

通过低通滤波器530对在传感器500a的输出处获得的电压Vs进行滤波以从信号中去除高频。优选地从信号中去除所有高于1000Hz的频率。

采样模块545对信号进行采样以便将其数字化。可以以大约10kHz的采样频率执行采样。

然后由模块550确定在采样模块545的输出处的数字信号中包含的谐波频率。为此，模块550可以执行数字快速傅里叶变换或FFT，以便确定构成采样模块545的输出处的信号的谐波。

然后，根据使用模块550确定的谐波，使用模块555提取电网的频率。该模块555例如可以使用锁相环或PLL，以便确定所确定的谐波的主频率。

然后可以计算与参考频率550的差值565，如图5B所示。

这种电路、特别是传感器处的500a的优点在于，它提供了双重水平的容错。

事实上，当在电容器515处发生故障时，电路作为开路操作。同样地，当在双二极管515处发生故障时，电路作为短路操作。

尽管通过一定数量的详细示意性实施方式进行了描述，但是所提出的设备和方法包括对本领域技术人员来说显而易见的各种替代方案、修改和改进，应当理解，这些各种替代方案、修改和改进落入本发明的范围(如由以下权利要求限定的范围)内。

另外，上面描述的各个方面和特征可以一起或单独地或彼此替代地实施，并且所述方面和特征的所有各种组合和子组合落入本发明的范围内。

此外，上面描述的某些系统和设备可能不包括针对优选实施方式描述的所有模块和功能。

Claims (13)

1.一种用于在预定义时间段期间削减由电网供电的电动运输车辆的车队(420)的电力消耗的方法，所述车队(420)包括至少一个运行中的活动电动运输车辆(420a，420b)，并且每个电动运输车辆(420a，420b，420c，420d)包括空调系统(460)，所述空调系统被设计成修改所述电动运输车辆的内部温度；

所述方法包括在所述预定义时间段期间：

获取参考频率与由所述电网供应的电压的频率之间的差值；

根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆(420a，420b)的空调系统(460)的电力消耗；其中，修改所述空调系统(460)的电力消耗包括发送在所述预定义时间段期间修改所述空调系统(460)的消耗的命令，所述修改命令包括：

发送第一校正值以在第一时间段期间修改对所述至少一个活动车辆(420a，420b)的空调系统(460)的电力供应；和/或

发送第二校正值以在第二时间段期间修改所述活动车辆(420a，420b)的内部温度；

其中，所述第二时间段大于所述第一时间段，并且

其中，所述第一校正值和/或所述第二校正值是基于所获取的差值来确定的。

2.根据权利要求1所述的削减方法，其中，

所述第一时间段小于30秒；

所述第二时间段大于30秒并且小于或等于30分钟。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的削减方法，其中，获取参考频率与由所述电网供应的电压的频率之间的差值包括：

确定所述车队(420)中的车辆的供应电压的类型；

如果所述车辆的供应电压是DC，则确定所述供应电压的谐波，以从中推导由所述电网供应的所述电压的频率；

如果所述车辆的供应电压是AC，则测量所述供应电压的频率，以从中推导由所述电网供应的所述电压的频率。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的削减方法，其中，获取参考频率与由所述电网供应的电压的频率之间的差值包括：

接收由所述电网供应的所述电压的频率。

5.根据权利要求1至4之一所述的削减方法，其中，所述参考频率被包括在[48Hz；52Hz]的范围内。

6.根据权利要求1至5之一所述的削减方法，其中，在所述预定义时间段期间：

定期发送所述空调系统(460)的消耗。

7.根据权利要求1至6之一所述的削减方法，包括：

接收定义用于削减的地理区域的地理信息；

确定所述活动车辆(420a，420b)相对于所述用于削减的地理区域的位置；

在所述预定义时间段期间，所述方法还包括当所述活动车辆位于所述用于削减的地理区域中时的所述获取步骤和所述修改步骤。

8.一种用于削减由电网供电的电动运输车辆的车队的电力消耗的系统，所述系统包括用于获取由所述电网供应的电压的频率的至少一个设备(310)，

所述车队(420)中的所述电动运输车辆(420a，420b，420c，420d)包括：

空调系统(325，460)，所述空调系统被设计成修改所述电动运输车辆(420a，420b，420c，420d)的内部温度；以及

控制单元(315，440)，所述控制单元被配置为控制所述空调系统(325，460)并且从所述获取设备(310)接收信号；

其中，所述控制单元(315，440)被配置为进行以下操作：

通过所述获取设备(310)获取参考频率与由所述电网供应的电压的频率之间的差值；

根据所述差值来修改所述至少一个活动车辆(420a，420b)的空调系统(325，460)的消耗。

9.根据权利要求8所述的削减系统，其中，所述车队中的所述车辆各自包括用于测量由所述电网供应的所述电压的频率的设备(415)。

10.根据权利要求9所述的削减系统，其中，所述用于测量所述频率的设备(410)被配置为确定所述车队(420)中的所述车辆(420a，420b，420c，420d)的供应电压的类型，所述用于测量所述频率的设备包括：

第一子模块，所述第一子模块被配置为确定直流供应电压的谐波，以从中推导由所述电网供应的所述电压的频率；

第二子模块，所述第二子模块被配置为测量交流供应电压的频率，以从中推导由所述电网供应的所述电压的频率。

11.根据权利要求8至10之一所述的削减系统，其中，所述电动运输车辆还包括能量管理模块(445)，所述能量管理模块包括用于连接到温度控制系统(455)和温度传感器(425)的装置，

所述控制系统(455)与空调系统相关联，并且被配置为根据由所述温度传感器(425)测量的与内部温度相对应的温度将所述内部温度维持在设定温度，所述能量管理模块(445)还包括温度偏移装置，所述温度偏移装置被设计成使由所述温度传感器测量的所述温度偏移预定值，

所述控制单元(315，440)被配置为将所述第二校正值发送到所述温度偏移装置以使所测量的温度偏移。

12.根据权利要求8至11之一所述的削减系统，其中，所述车辆还包括：

固态继电器(345)，所述固态继电器被配置为由所述控制单元(315，440)致动，所述固态继电器被设计成修改对所述空调系统(325，460)的电力供应；

所述控制单元(315，440)被配置为将第一校正值发送到所述固态继电器(345)，以修改对所述空调系统(325，460)的电力供应。

13.根据权利要求8至11之一所述的削减系统，其中，所述车辆还包括：

接触器(342)，所述接触器将所述空调系统连接到所述电力供应网络(340)，所述接触器(342)包括线圈，通过所述线圈来调节从所述电网向所述空调系统(325，460)的电力供应，

所述控制单元(315，440)被配置为将第一校正值发送到所述接触器(342)，以通过所述线圈来修改对所述空调系统(325，460)的电力供应。