DE102019117582A1 - PROCEDURE AND SYSTEM FOR THE COORDINATION OF CHARGING PROCEDURES FOR ELECTRIC VEHICLES - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur dynamischen Koordination von Ladevorgängen für eine Mehrzahl von Elektrofahrzeugen (14, 14') offenbart, die über Ladepunkte (13) zu laden sind, die über ein lokales Netz (17) an einen gemeinsamen Transformator (11) angeschlossen sind. Mit Hilfe von erfassten Belastungsdaten des Transformators (11) und empfangenen Lastverlaufsprognosen für weitere angeschlossene Lasten wird ein Überlastverlauf des Transformators (11) bestimmt und regelmäßig erfasst und aktualisiert. Bei jedem Anschluss eines neuen Elektrofahrzeugs (14') an einem Ladepunkt (13) des lokalen Netzes (17) wird dessen Ladebedarf empfangen, ein angepasster Überlastverlauf (33) bestimmt und mit einem Überlastgrenzwert OTH verglichen. Wird dieser nicht überstiegen, wird der Ladebedarf genehmigt und der Überlastverlauf (33) aktualisiert, andernfalls wird der Ladebedarf verweigert. Im Fall einer Verweigerung können Maßnahmen zur Entlastung ergriffen werden, die ein Laden doch noch zeitnah erlauben. Ein entsprechendes System zur Ladekoordination ist ebenfalls offenbart.A method is disclosed for the dynamic coordination of charging processes for a plurality of electric vehicles (14, 14 ') which are to be charged via charging points (13) which are connected to a common transformer (11) via a local network (17). With the help of recorded load data of the transformer (11) and received load profile prognoses for other connected loads, an overload profile of the transformer (11) is determined and regularly recorded and updated. Each time a new electric vehicle (14 ') is connected to a charging point (13) in the local network (17), its charging requirement is received, an adapted overload curve (33) is determined and compared with an overload limit value OTH. If this is not exceeded, the charging requirement is approved and the overload profile (33) is updated, otherwise the charging requirement is refused. In the event of a refusal, measures can be taken to relieve the burden that still allow loading in a timely manner. A corresponding system for charging coordination is also disclosed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Koordination von Ladevorgängen für eine Mehrzahl von Elektrofahrzeugen, sowie ein derartiges System.The invention relates to a method for the dynamic coordination of charging processes for a plurality of electric vehicles, and to such a system.
Die Umstellung der Antriebsart für Kraftfahrzeuge von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu elektrisch angetriebenen Fahrzeugen stellt erhebliche neue Anforderungen an die Energieversorgung, da die Energiespeicher von vielen Elektrofahrzeuge mit erheblichen Ladeleistungen geladen werden müssen. Insbesondere Lieferdienste sind Vorreiter bei der Umstellung ihrer Fahrzeugflotte auf Elektrofahrzeuge, und sie sind darauf angewiesen, dass ihre Fahrzeuge in kurzer Zeit und in großer Anzahl an den Logistikpunkten der Lieferdienste geladen werden können. Gleiches gilt für zukünftige Ladestationen an Autobahnen zur Bedienung des individuellen Mobilitätsbedürfnisses.The change in the type of drive for motor vehicles from vehicles with internal combustion engines to electrically powered vehicles places considerable new demands on the energy supply, since the energy storage devices of many electric vehicles have to be charged with considerable charging capacities. Delivery services in particular are pioneers in converting their vehicle fleets to electric vehicles, and they rely on the fact that their vehicles can be charged in a short time and in large numbers at the logistics points of the delivery services. The same applies to future charging stations on motorways to serve individual mobility needs.
Ein hierdurch entstehender Leistungsbedarf kann an diesen Logistikpunkten die vorhandenen Komponenten des Energieversorgungsnetz, insbesondere Transformatoren, die eine Netzspannung von einem Hochspannungsnetz auf ein die Logistikpunkte versorgendes lokales Netz anpassen, schnell überlasten, auch wenn die Transformatoren über ihre Nennkapazität hinaus für eine gewisse Zeit mit einer deutlich höheren Leistung belastet werden können, ohne Schaden zu nehmen. Die Überlastschwelle an einem Transformator, ab der dieser übermäßig geschädigt wird, ist aber nicht fest definiert, sondern eine in der Regel empirisch zu ermittelnde Funktion der Höhe und Dauer der Überlast, aber auch der Vorbelastung. Von daher ist eine dynamische und kontinuierliche Nachkalkulation der Überlastschwelle erforderlich, um die verfügbare Überlastmarge eines Transformators vollständig nutzen zu können.A resulting power requirement at these logistics points can quickly overload the existing components of the energy supply network, in particular transformers that adapt a network voltage from a high-voltage network to a local network supplying the logistics points, even if the transformers are significantly above their nominal capacity for a certain time higher power can be loaded without being damaged. The overload threshold on a transformer, from which it is excessively damaged, is not firmly defined, but a function of the level and duration of the overload, but also of the previous load, which is usually empirically determined. A dynamic and continuous recalculation of the overload threshold is therefore necessary in order to be able to fully use the available overload margin of a transformer.
Daher entsteht die Anforderung, die durch das Laden der Elektrofahrzeuge entstehenden Leistungsverläufe zu prognostizieren und eine Überlastungsmarge der Transformatoren durch Koordinierung der Ladevorgänge optimal nutzen zu können, um möglichst viele Elektrofahrzeuge in kurzer Zeit laden zu können. Diese Anforderung ist natürlich nicht von der oben vorgestellten Anwendung abhängig, sondern entsteht auch, wenn eine große Anzahl von Elektrofahrzeugen über eine gemeinsame Ressource wie einen Transformator geladen werden muss. Dies kann beispielsweise auch in einem Wohngebiet der Fall sein, in dem private Kraftfahrzeuge als Elektrofahrzeuge genutzt werden, wobei das Wohngebiet über einen gemeinsamen Ortsnetztransformator an elektrisches Versorgungsnetzwerk angebunden ist.Therefore, the requirement arises to forecast the performance curves resulting from the charging of the electric vehicles and to be able to optimally use an overload margin of the transformers by coordinating the charging processes in order to be able to charge as many electric vehicles as possible in a short time. Of course, this requirement does not depend on the application presented above, but also arises when a large number of electric vehicles have to be charged via a common resource such as a transformer. This can also be the case, for example, in a residential area in which private motor vehicles are used as electric vehicles, the residential area being connected to the electrical supply network via a common local network transformer.
Die Schrift
In der Praxis besteht die Anforderung, den Lageplan dynamisch erstellen zu können, da die Elektrofahrzeuge zu unterschiedlichen Zeitpunkten zum Laden an ihren Ladepunkt angeschlossen werden und deren Ladebedarf entsprechend zu unterschiedlichen Zeitpunkten bekannt wird. Hierbei sollte beim Anschließen des Elektrofahrzeugs auch zuverlässig festgestellt werden können, ob und in welchem Umfang der Ladebedarf des Elektrofahrzeugs befriedigt werden kann. Außerdem soll sichergestellt werden, dass der Leistungsbedarf weiterer Lasten des lokalen Netzes befriedigt werden kann.In practice, there is a requirement to be able to create the site plan dynamically, since the electric vehicles are connected to their charging point for charging at different times and their charging requirements are accordingly known at different times. When connecting the electric vehicle, it should also be possible to reliably determine whether and to what extent the charging requirement of the electric vehicle can be satisfied. In addition, it should be ensured that the power requirements of other loads in the local network can be satisfied.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese in der Praxis bestehende Anforderung erfüllen zu können.The invention is based on the object of being able to meet this requirement that exists in practice.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, sowie durch ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 7. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.This object is achieved by a method with the features of independent claim 1 and by a system with the features of independent claim 7. The dependent claims describe preferred embodiments.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur dynamischen Koordination von Ladevorgängen für eine Mehrzahl von Elektrofahrzeugen, die über Ladepunkte zu laden sind, die über ein lokales Netz an einen gemeinsamen Transformator angeschlossen sind, ist gekennzeichnet durch ein Erfassen von Systemdaten, die eine Nennkapazität, ein Überlastbewertungsschema und einen Überlastgrenzwert für den Transformator aufweisen. Für weitere an das lokale Netz angeschlossene Lasten wird eine Lastprognose empfangen. Hierunter fällt auch der Fall, dass lediglich Daten zur Erstellung einer Lastprognose empfangen werden. Unter Nutzung des Überlastbewertungsschemas und unter Berücksichtigung zumindest der Lastverlaufsprognose für die weiteren an den Transformator angeschlossenen Lasten wird ein Überlastverlauf des Transformators bestimmt. Der Überlastverlauf des Transformators wird regelmäßig aktualisiert, indem ein zeitlicher Verlauf einer über den Transformator fließenden Leistung erfasst und bei der Aktualisierung berücksichtigt wird.A method according to the invention for the dynamic coordination of charging processes for a plurality of electric vehicles that are to be charged via charging points that are connected to a common transformer via a local network is characterized by the acquisition of system data including a nominal capacity, an overload evaluation scheme and an overload limit value for the transformer. A load forecast is received for other loads connected to the local network. This also includes the case that data is only received to create a load forecast. Using the overload evaluation scheme and taking into account at least the load profile prognosis for the other loads connected to the transformer, an overload profile of the transformer is determined. The overload profile of the transformer is updated regularly by recording a time profile of a power flowing through the transformer and taking it into account in the update.
Bei jedem Anschluss eines neuen Elektrofahrzeugs an einem Ladepunkt des lokalen Netzes wird zunächst ein Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs empfangen, wobei der Ladebedarf eine Energiemenge und einen Endpunkt, zu dem die Energiemenge in das neue Elektrofahrzeugs zu laden ist umfasst. Unter Berücksichtigung des zusätzlichen Ladebedarfs des neuen Elektrofahrzeugs wird ein möglicher Überlastverlauf des Transformators bestimmt und ein Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs mit dem Überlastgrenzwert verglichen. Wenn der Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert nicht übersteigt, wird ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs gemäß des Ladebedarfs genehmigt und durchgeführt, sowie der Überlastverlauf des Transformators unter Berücksichtigung des zusätzlichen Ladebedarfs des neuen Elektrofahrzeugs aktualisiert. Wenn der Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert allerdings übersteigt, wird der Ladebedarf abgelehnt und das Laden des neuen Elektrofahrzeugs blockiert. Bevorzugt wird das Genehmigen beziehungsweise das Ablehnen des Ladebedarfs dem Elektrofahrzeug mitgeteilt und einem Nutzer des Elektrofahrzeugs in geeigneter Form angezeigt.Each time a new electric vehicle is connected to a charging point in the local network, a charging requirement of the new electric vehicle is received, the charging requirement being an amount of energy and an end point at which the amount of energy is to be charged into the new electric vehicle includes. Taking into account the additional charging requirement of the new electric vehicle, a possible overload profile of the transformer is determined and a maximum value of the possible overload profile is compared with the overload limit value. If the maximum value of the possible overload profile does not exceed the overload limit value, charging of the new electric vehicle is approved and carried out in accordance with the charging requirement, and the overload profile of the transformer is updated taking into account the additional charging requirement of the new electric vehicle. However, if the maximum value of the possible overload profile exceeds the overload limit value, the charging requirement is rejected and charging of the new electric vehicle is blocked. The approval or rejection of the charging requirement is preferably communicated to the electric vehicle and displayed to a user of the electric vehicle in a suitable form.
Das Überlastbewertungsschema ist hierbei ein Mittel, um abschätzen zu können, ob eine Überlastung des Transformators zu einer akzeptablen oder einer nicht akzeptablen Belastung führt. Grundsätzlich sind Transformatoren recht robuste Einrichtungen, die auch eine über sie fließende Leistung, die die Nennkapazität erheblich überschreitet, für einen endlichen Zeitraum gestattet, ohne dass hierdurch eine sofortige Schädigung des Transformators eintritt. Auch eine Reduzierung der Lebensdauer des Transformators durch eine Überlastung kann in gewissen Grenzen akzeptabel sein. Das Überlastbewertungsschema kann insbesondere ein Rechenverfahren sein, das einen zeitlichen Verlauf einer über den Transformator fließenden Leistung bis zu einem Zeitpunkt t in eine Kennzahl O(t) umrechnet. Diese Kennzahl kann dann mit einem Grenzwert verglichen werden, wobei ein Überschreiten des Grenzwerts durch die Kennzahl O(t) anzeigt, dass die Überlastung des Transformators zum Zeitpunkt t ein akzeptables Maß überschritten hat. Das Überlastbewertungsschema kann aus einem thermischen Modell des Transformators erzeugt werden, welches das Erwärmungs- und Abkühlungsverhalten des Transformators als Funktion der fließenden Leistung berücksichtigt. Eine konkrete Möglichkeit für ein Überlastbewertungsschema ist eine gewichtete Integration der die Nennkapazität P0 überschreitenden Leistung P über die Zeit:
Hierbei bezeichnet g(τ) eine Gewichtungsfunktion, über die die thermische Trägheit des Transformators nachgebildet wird.Here, g (τ) denotes a weighting function which simulates the thermal inertia of the transformer.
Das Überlastbewertungsschema kann auch eine real am Transformator gemessene Temperatur berücksichtigen, um eine genauere Abschätzung der Überlastung zu ermöglichen. Insbesondere kann durch Berücksichtigung der real gemessenen Temperatur ein vereinfachter Verlauf einer über den Transformator fließenden Leistung genutzt werden, beispielsweise indem der Leistungsverlauf vor dem Zeitpunkt der Temperaturmessung unberücksichtigt bleiben kann.The overload evaluation scheme can also take into account a real temperature measured at the transformer in order to enable a more precise estimate of the overload. In particular, by taking into account the actually measured temperature, a simplified profile of a power flowing through the transformer can be used, for example in that the power profile before the time of the temperature measurement can be disregarded.
In einem konkreten Beispiel beschreibt das Überlastbewertungsschema eine reale oder virtuelle Temperatur. Beispielsweise kann das Überlastbewertungsschema unter Berücksichtigung der Messung einer Temperatur T(t0) zum Zeitpunkt t0 folgendermaßen ausgedrückt werden:
Sofern der Ladebedarf des neu angeschlossenen Elektrofahrzeugs dazu führt, dass der Maximalwert des Überlastungsverlaufs den Überlastgrenzwert übersteigt, können in vorteilhaften Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens unterschiedliche Strategien verfolgt werden:
- in einer ersten Ausführungsform kann ein möglicher Ladebedarf, der unter Einhaltung des Überlastgrenzwerts erfüllt werden kann, bestimmt werden, wobei der mögliche Ladebedarf eine gegenüber dem abgelehnten Ladebedarf eine reduzierte Energiemenge oder einen späteren Endpunkt enthält, und nach Bestätigung des möglichen Ladebedarfs kann das neue Elektrofahrzeug gemäß des möglichen Ladebedarfs geladen werden. Hierdurch ergibt sich eine maximale Ausnutzung der Überlastmarge des Transformators, allerdings werden später eintreffende Elektrofahrzeuge mit einer geringeren Energiemenge versorgt oder eventuell auch gar nicht mehr geladen.
- In a first embodiment, a possible charging requirement that can be met while adhering to the overload limit value can be determined, with the possible charging requirement containing a reduced amount of energy compared to the rejected charging requirement or a later end point, and after confirmation of the possible charging requirement, the new electric vehicle can according to of the possible charging requirement. This results in maximum utilization of the overload margin of the transformer, but electric vehicles arriving later are supplied with a smaller amount of energy or may not be charged at all.
In einer zweiten Ausführungsform kann eine Leistung, die an die weiteren an den Transformator angeschlossenen Lasten übertragen wird, auf gegenüber der Lastverlaufsprognose reduzierte Leistung begrenzt werden, so dass der Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs unter Einhaltung des Überlastgrenzwerts erfüllt werden kann. Hierdurch kann ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs gemäß des Ladebedarfs genehmigt und durchgeführt werden. Dies resultiert in einer Priorisierung des Ladens der Elektrofahrzeuge gegenüber dem Betrieb weiterer Lasten am lokalen Netz, die abgeregelt oder gar ganz abgeschaltet werden, wenn der Transformator überlastet wird.In a second embodiment, a power that is transmitted to the other loads connected to the transformer can be limited to a power that is reduced compared to the load profile prognosis, see above that the charging requirements of the new electric vehicle can be met while adhering to the overload limit. In this way, charging of the new electric vehicle can be approved and carried out in accordance with the charging requirement. This results in a prioritization of the charging of the electric vehicles over the operation of other loads on the local network, which are regulated or even switched off completely if the transformer is overloaded.
In einer dritten Ausführungsform kann zusätzliche Leistung aus einem Generator oder einem Speicher in das lokale Netz eingespeist werden, sodass der Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs unter Einhaltung des Überlastgrenzwerts erfüllt werden kann, sodass ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs gemäß des Ladebedarfs genehmigt und durchgeführt werden kann. Der Speicher kann zu Zeiten, zu denen der Transformator nicht überlastet wird, nachgeladen werden.In a third embodiment, additional power from a generator or a storage device can be fed into the local network so that the charging requirement of the new electric vehicle can be met while adhering to the overload limit value, so that charging of the new electric vehicle can be approved and carried out according to the charging requirement. The storage tank can be recharged at times when the transformer is not overloaded.
In einer vierten Ausführungsform kann ein reduzierten Ladebedarfs für Elektrofahrzeuge, deren Ladebedarf bereits genehmigt wurde, derart bestimmt werden, dass der Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs erfüllt werden kann, und ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs gemäß des Ladebedarfs kann genehmigt und durchgeführt werden. Das Laden der Elektrofahrzeuge. deren Ladebedarf bereits genehmigt wurde, wird mit dem bestimmten reduzierten Ladebedarf fortgesetzt. Dies kann optional eine vorherige Genehmigung des reduzierten Ladebedarfs durch die betroffenen Elektrofahrzeuge erfordern.In a fourth embodiment, a reduced charging requirement for electric vehicles whose charging requirement has already been approved can be determined such that the charging requirement of the new electric vehicle can be met, and charging of the new electric vehicle according to the charging requirement can be approved and carried out. Charging the electric vehicles. whose charging requirement has already been approved will continue with the specific reduced charging requirement. This can optionally require prior approval of the reduced charging requirement by the affected electric vehicles.
Es ist ebenfalls denkbar, dass ein Spannungsübersetzungsverhältnis des Transformators mit dem Ziel verändert wird, falls im Rahmen einer Neuberechnung unter Berücksichtigung des geänderten Spannungsverhältnisses die Überlastkennzahl unter den Überlastgrenzwert gedrückt werden kann.It is also conceivable that a voltage transformation ratio of the transformer is changed with the aim of being able to push the overload index below the overload limit value in the course of a recalculation taking into account the changed voltage ratio.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung dient ein System zur dynamischen Koordination von Ladevorgängen für eine Mehrzahl von Elektrofahrzeugen, die über Ladepunkte zu laden sind, die über ein lokales Netz an einen gemeinsamen Transformator angeschlossen sind. Das System ist dazu eingerichtet, Systemdaten zu erfassen, die eine Nennkapazität, ein Überlastbewertungsschema und einen Überlastgrenzwert für den Transformator aufweisen. Eine Lastverlaufsprognose für weitere an das lokale Netz angeschlossene Lasten wird empfangen und ein Überlastverlauf des Transformators unter Nutzung des Überlastbewertungsschemas und unter Berücksichtigung zumindest der Lastverlaufsprognose für die weiteren an den Transformator angeschlossenen Lasten wird bestimmt. Weiterhin wird ein zeitlicher Verlauf einer über den Transformator fließenden Leistung erfasst und der Überlastverlauf des Transformators wird unter Berücksichtigung der erfassten Leistung regelmäßig aktualisiert.In a further aspect of the invention, a system is used for the dynamic coordination of charging processes for a plurality of electric vehicles which are to be charged via charging points which are connected to a common transformer via a local network. The system is set up to acquire system data which have a nominal capacity, an overload rating scheme and an overload limit value for the transformer. A load profile forecast for other loads connected to the local network is received and an overload profile of the transformer is determined using the overload evaluation scheme and taking into account at least the load profile forecast for the other loads connected to the transformer. Furthermore, a time profile of a power flowing through the transformer is recorded and the overload profile of the transformer is updated regularly taking into account the power recorded.
Bei jedem Anschluss eines neuen Elektrofahrzeugs ist das System dazu eingerichtet, einen Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs, umfassend eine Energiemenge und einen Endpunkt, zu dem die Energiemenge in das neue Elektrofahrzeug zu laden ist, zu empfangen und einen möglichen Überlastverlauf durch Berücksichtigen des zusätzlichen Ladebedarfs des neuen Elektrofahrzeugs zu bestimmen, sowie einen Maximalwerts des möglichen Überlastverlaufs mit dem Überlastgrenzwert zu vergleichen. Dabei ist es denkbar, dass der Verlauf einer Ladekurve für das neu angeschlossene GFZ oder auch die Verläufe von Ladekurven bereits angeschlossener Elektrofahrzeuge variiert werden, um einen Überlastverlauf mit einem möglichst geringen Maximalwert zu erhalten.Each time a new electric vehicle is connected, the system is set up to receive a charging requirement of the new electric vehicle, including an amount of energy and an end point at which the amount of energy is to be charged into the new electric vehicle, and a possible overload profile by taking into account the additional charging requirement of the new one To determine the electric vehicle, and to compare a maximum value of the possible overload curve with the overload limit value. It is conceivable that the course of a charging curve for the newly connected GFZ or also the courses of charging curves for already connected electric vehicles are varied in order to obtain an overload course with the lowest possible maximum value.
Wenn der Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert nicht übersteigt, wird ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs gemäß des Ladebedarfs genehmigt und durchgeführt, sowie der Überlastverlauf des Transformators unter Berücksichtigung des zusätzlichen Ladebedarfs des neuen Elektrofahrzeugs aktualisiert.If the maximum value of the possible overload profile does not exceed the overload limit value, charging of the new electric vehicle is approved and carried out in accordance with the charging requirement, and the overload profile of the transformer is updated taking into account the additional charging requirement of the new electric vehicle.
Wenn der Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert allerdings übersteigt, wird der Ladebedarf abgelehnt und ein Laden des neuen Elektrofahrzeugs blockiert.However, if the maximum value of the possible overload profile exceeds the overload limit value, the charging requirement is rejected and charging of the new electric vehicle is blocked.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das System zusätzlich einen Energiespeicher und/oder einen Generator auf, die an das lokale Netz angeschlossen sind. Das System ist hierbei dazu eingerichtet, im Fall des Ablehnens eines Ladebedarfs zusätzliche Leistung aus dem Generator beziehungsweise dem Speicher in das lokale Netz einzuspeisen, so dass der Ladebedarf des neuen Elektrofahrzeugs unter Einhaltung des Überlastgrenzwerts erfüllt werden kann. Das Laden des neuen Elektrofahrzeugs wird dann gemäß des Ladebedarfs genehmigt und durchgeführt.In an advantageous embodiment, the system additionally has an energy store and / or a generator, which are connected to the local network. In this case, the system is set up to feed additional power from the generator or the storage unit into the local network in the event that a charging requirement is rejected, so that the charging requirement of the new electric vehicle can be met while adhering to the overload limit. The charging of the new electric vehicle is then approved and carried out according to the charging requirement.
Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren detaillierter beschrieben, von denen
-
1 eine Infrastruktur mit einer Mehrzahl von Ladepunkten, die über ein lokales Netz an einen gemeinsamen Transformator angeschlossen sind, und in der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, -
2 ein Flussdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren, und -
3 beispielhafte zeitliche Verläufe einer Überlast und einer über den Transformator fließenden Leistung zeigen.
-
1 an infrastructure with a plurality of charging points that are connected to a common transformer via a local network and in which the method according to the invention can be carried out, -
2 a flow chart for the method according to the invention, and -
3 show exemplary time profiles of an overload and a power flowing through the transformer.
Über die Kommunikationsverbindung
Das System
Hierzu kann das System
Die Ladepunkte
Durch die ausgetauschten Informationen soll das System
Weiterhin wird im ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In regelmäßigen Zeitabständen wird dann in einem dritten Schritt
In einem vierten Schritt
Diese Information wird dann in einem sechsten Schritt
Wenn der Maximalwerte des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert nicht übersteigt, wird in einem achten Schritt
Falls der Maximalwert des möglichen Überlastverlaufs den Überlastgrenzwert übersteigt, ist ein Durchführen eines Ladens des Elektrofahrzeugs gemäß seines Ladebedarfs zunächst nicht möglich. Daher wird in einem neunten Schritt
In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Bestandteil des neunten Schritts
Sowohl im Anschluss an den achten Schritt
Das Übersteigen der Nennkapazität PNom stellt zunächst kein Hindernis dafür dar, dass weitere Elektrofahrzeuge zum Laden an das lokale Netz angeschlossen und geladen werden können, da ein aus dem Leistungsverlauf
Erst zu einem Zeitpunkt t1 soll ein weiteres Elektrofahrzeug an das lokale Netz zum Laden angeschlossen werden, so dass eine mit einem Erfüllen des Ladebedarfs verknüpfte Zusatzladeleistung
Zu einem Zeitpunkt t2 sinkt die über den Transformator fließenden Leistung, wobei unerheblich ist, ob diese Reduktion durch ein gezieltes Eingreifen, beispielsweise einem Einspeisen zusätzlicher Leistung aus einem an das lokale Netz angeschlossenen Speicher, einer Reduktion einer von Verbrauchern aus dem lokalen Netz entnommenen Leistung oder durch Anpassung des Ladebedarfs bereits angeschlossener Elektrofahrzeuge verursacht ist oder ohne aktiven Eingreifen einer Kontrollinstanz erfolgt. Als Folge der Leistungsreduktion sinkt auch die Überlastkennzahl O(t), so dass zu einem Zeitpunkt t3 erkannt wird, dass auch bei Erfüllen des Leistungsbedarfs des neu anzuschließenden Elektrofahrzeugs der Verlauf
Auf diese Weise kann möglichst vielen Elektrofahrzeugen ein schnelles Erfüllen ihres Ladebedarf gewährleistet werden, wobei die Überlastmarge des Transformators optimal ausgereizt wird. Es ist aber nicht erforderlich, im Voraus bereits die Zeitpunkte und den Ladebedarf von anzuschließenden Elektrofahrzeugen zu kennen. Vielmehr ist es möglich, dynamisch auf das Eintreffen von Elektrofahrzeugen zu reagieren. Auch das Einbinden zusätzlicher Energiereserven eines Speichers wird effizient ermöglicht.In this way, as many electric vehicles as possible can be guaranteed that their charging requirements can be met quickly, with the transformer's overload margin being optimally exploited. However, it is not necessary to know in advance the times and the charging requirements of the electric vehicles to be connected. Rather, it is possible to react dynamically to the arrival of electric vehicles. The integration of additional energy reserves in a storage system is also made possible efficiently.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Energieverteilungsnetz (EVN)Energy distribution network (EVN)
- 1111
- Transformatortransformer
- 1212th
- Verbraucherconsumer
- 1313
- LadepunktCharging point
- 1414th
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 14'14 '
- ElektrofahrzeugElectric vehicle
- 1515th
- Systemsystem
- 1616
- SpeicherStorage
- 1717th
- lokales Netzlocal network
- 1818th
- KommunikationsverbindungCommunication link
- 21-2921-29
- Schrittstep
- 3131
- LeistungsverlaufPerformance history
- 3232
- KennzahlverlaufKPI history
- 3333
- ZusatzladeleistungAdditional charging power
- 3434
- KennzahlverlaufKPI history
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2505421 [0005]EP 2505421 [0005]
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