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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsstation mit einer Verbindung zu einem elektrischen Versorgungsnetz mit einer Mehrzahl von Ladeparkplätzen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wobei die Energieversorgungsstation eine Mehrzahl elektrischer Energiespeicher zur Pufferspeicherung von elektrischer Energie umfasst, wobei jeder Ladeparkplatz einen Ladeanschluss umfasst, wobei direkt benachbart zueinander liegende Ladeparkplätze Ladeanschlüsse aufweisen, welche mit unterschiedlichen elektrischen Energiespeichern elektrisch fest verbunden sind und ein Verfahren zur Steuerung einer Energiespeicherung in der Energieversorgungsstation.
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Stand der Technik
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Im Zusammenhang mit der Elektrifizierung des Antriebs von Kraftfahrzeugen, welche als batteriebetriebene Elektrofahrzeuge oder als sogenannte Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, stellt sich die Aufgabe des Ladens der Traktionsbatterien der Fahrzeuge. Üblicherweise wird der Ladevorgang bei abgestellten Fahrzeugen durchgeführt, welche dazu mit Energieversorgungsstationen verbunden werden. Diese Energieversorgungsstationen verfügen üblicherweise über eine Verbindung zu einem elektrischen Versorgungsnetz. Wenn die Anforderung nach besonders schnellen Ladevorgängen besteht, muss diese Verbindung zu einem elektrischen Energieversorgungsnetz entsprechend leistungsfähig ausgeführt werden. Wenn mehrere Ladevorgänge auf benachbarten Ladeparkplätzen durchgeführt werden sollen, vervielfacht sich die Leistungsanforderung an die Verbindung zu dem elektrischen Versorgungsnetz. Bei einer wachsenden Menge von batterieelektrisch angetriebenen Elektrofahrzeugen wird der Bedarf an leistungsfähigen Ladeparkplätzen mit der Menge der Fahrzeuge steigen. Gleichzeitig wird die Anforderung an die Stromnetze so steigen, dass nur mit hohen Investitionen und intelligenter Technik die Stromnetze so verstärkt werden können, dass die für das Laden der Energiespeicher der batteriebetriebenen Elektrofahrzeuge erforderliche Energie zur Verfügung steht. Die Energieversorgungsunternehmen als Betreiber der großen elektrischen Versorgungsnetze befassen sich neben der Stromproduktion auch mit einer zeitlichen Entkopplung von Stromproduktion und Verbrauch, um beispielsweise Solarstrom auch nachts nutzen zu können. Weiterhin ist die geforderte Auslegung der Energieversorgungsstationen für Ladevorgänge mit hoher Leistung nicht sehr wirtschaftlich, da die hohe Leistung nur für vergleichsweise kurze Zeiträume abgerufen wird. Ein wirtschaftlicher Betrieb lässt sich eventuell bei Energieversorgungsstationen erreichen, die in urbanen Gegenden sehr stark frequentiert werden. Zur Vermeidung dieser Nachteile finden sich im Stand der Technik verschiedene Vorschläge.
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In der unter AZ 10 2018 201 060.9 dem DPMA vorliegenden Anmeldung wird eine Energieversorgungsstation vorgeschlagen, welche eine Energieversorgungseinrichtung mit einer Transformatoreinrichtung aufweist, die primärseitig an ein Wechselspannungsnetz elektrisch anschließbar ist und welche eine Wandlereinrichtung aufweist, deren Eingang sekundärseitig an die Transformatoreinrichtung elektrisch angeschlossen ist und wobei die Energieversorgungseinrichtung eine Pufferbatterieeinrichtung aufweist, welche an den Ausgang der Wandlereinrichtung elektrisch angeschlossen ist und wobei die Wandlereinrichtung eine Gleichrichterfunktion aufweist, so dass die Pufferbatterieeinrichtung mit gleichgerichteter Spannung des Netzanschlusses aufladbar ist und wobei die Pufferbatterie an ein Gleichspannungsnetz elektrisch angeschlossen ist, das mit einer Mehrzahl von Ladeanschlüssen zum Laden der Batterie eines mit dem jeweiligen Ladeanschluss elektrisch verbundenen Elektrofahrzeugs elektrisch verbunden ist.
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Der in dem unter AZ 10 2018 201 060.9 dem DPMA vorliegenden Dokument vorgeschlagenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hohen Spitzenbelastungen durch gleichzeitiges Laden von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder das Laden an Schnellladestationen durch eine zeitliche Entkopplung zu vermeiden und damit Einschränkungen hinsichtlich der gewünschten Ladeleistung und der Netzstabilität zu reduzieren bzw. zu eliminieren und die Energieversorgungsstation mit Ladesäule so kostengünstig wie möglich aufzubauen.
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Nachteilig an diesem Vorschlag des Standes der Technik ist, dass nur ein Gleichspannungsnetz und eine Pufferbatterie zur Verfügung gestellt wird.
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Weiterhin wird in der unter AZ 10 2018 207 232.9 dem DPMA vorliegenden Anmeldung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energieversorgung eines Verbrauchers vorgeschlagen. Diese Vorrichtung ist ausgestattet mit einer Energieversorgungseinrichtung, welche eine Transformatoreinrichtung aufweist, die primärseitig an ein Wechselspannungsnetz elektrisch anschließbar ist, und welche eine Wandlereinrichtung aufweist, deren Eingang sekundärseitig an die Transformatoreinrichtung elektrisch angeschlossen ist, wobei die Energieversorgungseinrichtung eine Pufferbatterieeinrichtung aufweist, welche an den Ausgang der Wandlereinrichtung elektrisch angeschlossen ist. Die Wandlereinrichtung weist eine Gleichrichterfunktion auf, so dass die Pufferbatterieeinrichtung mit gleichgerichteter Spannung des Wechselstromnetzes aufladbar ist. Die Pufferbatterieeinrichtung ist an ein Gleichspannungsnetz elektrisch angeschlossen, das mit einer Mehrzahl von Ladeanschlüssen zum Laden der Batterie eines mit einem jeweiligen Ladeanschluss elektrisch verbundenen Elektrofahrzeuges elektrisch verbunden ist.
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Der in dem unter AZ 10 2018 207 232.9 dem DPMA vorliegenden Dokument vorgeschlagenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Einschränkungen hinsichtlich der gewünschten Energieversorgungsleistung und Netzstabilität zu reduzieren bzw. zu eliminieren und die Energieversorgung so kostengünstig wie möglich aufzubauen.
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Nachteilig an diesem Vorschlag des Standes der Technik ist, dass nur ein Gleichspannungsnetz zur Versorgung der einen oder mehreren Pufferbatterien und der Ladeanschlüsse zur Verfügung gestellt wird.
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Es besteht daher ein Bedarf an einer Energieversorgungseinrichtung mit mehreren elektrischen Energiespeichern, welche mehrere Gleichspannungsnetze umfasst.
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Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Energieversorgungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche mehrere Energiespeicher und mehrere Gleichspannungsnetze umfasst.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 bietet mit der erfindungsgemäßen Energieversorgungstation mit einer Verbindung zu einem elektrischen Versorgungsnetz eine Energieversorgungsstation, welche bei einer Mehrzahl von Ladeparkplätzen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, welche mit unterschiedlichen elektrischen Energiespeichern elektrisch fest verbunden sind den Vorteil, dass DC-Inverter-Lader ohne galvanische Trennung auch bei auftretenden Fehlern ohne Gefahren für Leib und Leben eingesetzt werden können. Dazu werden die jeweiligen Ladeanschlüsse der einzelnen Ladeparkplätze so mit den elektrischen Energiespeichern verbunden, dass direkt nebeneinanderliegende Ladeparkplätze mit unterschiedlichen elektrischen Energiespeichern elektrisch fest verbunden sind. In vorteilhafter Weise wird so vermieden, dass im Fehlerfall zweier nebeneinanderstehender Fahrzeuge bei gleichzeitiger Berührung der nebeneinanderstehenden Fahrzeuge über den Körper des Menschen ein Kurzschluss gebildet wird. Durch eine alternierende Zuordnung der elektrischen Energiespeicher lässt sich dieser Sicherheitsmangel einfach beheben. Weiterhin bietet diese Anordnung den Vorteil, dass nicht jeder Ladeanschluss eines Ladeparkplatzes für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit einem eigenen elektrischen Energiespeicher ausgestattet sein muss. Die Anzahl der elektrischen Energiespeicher kann kleiner sein als die Anzahl der Landeanschlüsse der Ladeparkplätze, sie muss aber auf jeden Fall so groß sein, dass die direkt nebeneinander liegenden Ladeparkplätze nicht mit denselben elektrischen Energiespeichern elektrisch fest verbunden sind. Je mehr elektrische Energiespeicher vorhanden sind, desto weiter auseinander liegen die Ladeparkplätze, deren Ladeanschlüsse mit demselben elektrischen Energiespeicher verbunden sind. Weiterhin bietet die Erfindung den Vorteil, Einschränkungen hinsichtlich gewünschter Energieversorgungsleistung und Netzstabilität zu reduzieren bzw. vollständig zu eliminieren und die Energieversorgung so kostengünstig wie möglich bereitzustellen. Dabei besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee darin, den Aufbau einer stationären Energieversorgungsstation zur Gleichstromversorgung (bzw. Versorgung eines DC-Netzes bzw. Gleichstromladen) von Verbrauchern darzustellen, wobei mehrere Wandlereinrichtungen mit dazugehörenden elektrischen Energiespeichern vorgesehen sind. In kostengünstiger Weise sind diese Wandlereinrichtungen zentral in der Energieversorgungsstation angeordnet, aber nicht galvanisch miteinander verbunden. Als Energieversorgung ist beispielsweise das konduktive oder induktive Laden bzw. Versorgen eines Energiespeichers (z.B. eine Batterie / Traktionsbatterie) über Ladeanschlüsse zu verstehen. Der Verbraucher bzw. Energiespeicher ist beispielsweise als Teil eines Elektrofahrzeuges und / oder eines Haushaltes anzusehen.
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Die Ladeanschlüsse sind über elektrische Energiespeicher zur Netzstabilisierung direkt oder mittels Gleichspannungswandler an die Gleichspannungsversorgung angeschlossen. Weiterhin bieten die elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation den Vorteil, dass jederzeit unabhängig von der aktuellen Netzauslastung des Versorgungsnetzes eine hohe Ladeleistung zur Verfügung gestellt wird. Vorteilhafterweise wird der durch die Energieversorgungsstation zur Verfügung gestellte Gleichstrom direkt für das Laden der elektrischen Energiespeicher von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen verwendet, welche über eine Kabelverbindung mit den jeweiligen Ladeanschlüssen verbunden sind. Weiterhin ist die elektrische Energie auch für induktives Laden geeignet, wobei für induktives Laden zusätzliche Schaltungseinrichtungen sowohl im Fahrzeug als auch auf Seite der Energieversorgungsstation erforderlich sind.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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In vorteilhafter Weise gibt die erfindungsgemäße Energieversorgungsstation Gleichstrom an die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge ab. Damit ergibt sich der Vorteil, dass in dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug keine aufwändigen Ladeinrichtungen vorgehalten werden müssen, da der von der Energieversorgungsstation gelieferte Gleichstrom entweder direkt oder nach einer Spannungsanpassung zum Laden des elektrischen Energiespeichers verwendet werden kann.
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In besonders vorteilhafter Weise gibt die Energieversorgungsstation die Ladeenergie über ein Kabel an die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge ab. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die elektrischen Energiespeicher der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge unabhängig von ihrer Parkposition auf dem vorherbestimmten Ladeparkplatz mit einem hohen Wirkungsgrad aufgeladen werden können.
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Bevorzugt ist die Energieversorgungsstation durch Ladeanschlüsse mit Steckverbindungen gekennzeichnet. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Ladekabel der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge durch Einstecken einfach mit der Energieversorgungsstation verbunden werden können.
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In vorteilhafter Weise ist die Energieversorgungsstation durch Ladeanschlüsse mit Ladekabeln gekennzeichnet. Mit dem Ladekabel der Energieversorgungsstation ist vorteilhaft ein Komfortgewinn für die Nutzer des Fahrzeugs verbunden, da kein eigenes Ladekabel im Fahrzeug mitgeführt werden muss.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass die Energieversorgungsstation Einrichtungen zur Wandlung des von dem elektrischen Versorgungsnetz bezogenen Wechselstroms in Gleichstrom umfasst. In einer Energieversorgungsstation mit einem Wechselstrom-Gleichstromwandler kann in vorteilhafter Weise Wechselstrom verwendet werden.
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Vorteilhafterweise ist die Energieversorgungsstation mit Einrichtungen zur Wandlung der in den elektrischen Energiespeichern gespeicherten elektrischen Energie in Wechselstrom zur Abgabe an einen mit einem anderen elektrischen Energiespeicher verbundenen Ladeanschluss ausgerüstet. In vorteilhafter Weise kann die Energieversorgungsstation somit selbst dann die Leistung für die Schnellladung der elektrischen Energiespeicher von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen zur Verfügung stellen, wenn der Energiebedarf höher ist als die Leistungsfähigkeit des Versorgungsnetzes. Dies führt zu einem Komfortgewinn für den Nutzer eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, der für die Schnellladung seines Fahrzeugs die in den elektrischen Energiespeichern der Energieversorgungsstation, welche nicht genutzt werden, gespeicherte Energie nutzen kann.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Energieversorgungsstation mit Einrichtungen zur Wandlung der in den elektrischen Energiespeichern gespeicherten elektrischen Energie in Wechselstrom zur Abgabe an das Versorgungsnetz ausgerüstet ist. In vorteilhafter Weise können die elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation bei Bedarf Spitzenlaststrom für das Netz zur Verfügung stellen. In Zeiten mit niedrigen Strompreisen und/oder niedriger Netzauslastung können die elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation wieder aufgeladen werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Energieversorgungsstation mit Einrichtungen zur Wandlung der in den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge gespeicherten elektrischen Energie in Wechselstrom zur Abgabe an das Versorgungsnetz ausgerüstet ist. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die elektrischen Energiespeicher der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge bei Bedarf Spitzenlaststrom für das Netz zur Verfügung stellen können. Besonders die elektrischen Energiespeicher von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, welche nicht unmittelbar für Fahrten benötigt werden, können während des Nichtgebrauchs des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs so als Pufferspeicher benutzt werden und in Zeiten von hohen Strompreisen und/oder bei hoher Netzauslastung Spitzenlaststrom zur Verfügung stellen und dann wieder zu Zeiten mit niedrigen Strompreisen und/oder niedriger Netzauslastung aufgeladen werden.
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Die vorliegende Erfindung eines Verfahrens mit dem Kennzeichen des Anspruchs 10 bietet mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in vorteilhafter Weise ein Ladeverfahren, mit welchem die Energiespeicher der Energieversorgungsstation in Abhängigkeit von der Netzbelastung und/oder des Energiepreises geladen werden können. Weiterhin ermittelt das Verfahren den Ladezustand der elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation, um in Abhängigkeit von der Netzbelastung und/oder des Energiepreises und/oder des Ladezustands der elektrischen Energiespeicher den Ladevorgang zu starten. Vorteilhaft ist an diesem Verfahren, dass die Aufladung der elektrischen Energiespeicher nur dann erfolgen kann, wenn der Preis der elektrischen Energie unter einem Schwellwert für den Energiepreis liegt und/oder die Netzbelastung unter einem Schwellwert für die Netzbelastung liegt. Weiterhin ist vorteilhaft, dass elektrische Energiespeicher mit einem Ladezustand oberhalb eines Schwellwerts für den Ladezustand nicht weiter aufgeladen werden.
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Vorteilhafterweise bietet die Erfindung ein Verfahren, um bei einer Netzbelastung oberhalb eines Schwellwertes für die Netzbelastung und/oder bei Energiekosten oberhalb eines Schwellwertes für die Energiekosten und bei einem Ladezustand der elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation oberhalb eines Schwellwertes für den Ladezustand der elektrischen Energiespeicher der Energieversorgungsstation einen Einspeisevorgang von elektrischer Energie aus den elektrischen Energiespeichern der Energieversorgungsstation zu starten. Somit kann die in den elektrischen Energiespeichern der Energieversorgungsstation gespeicherte elektrische Energie beispielsweise als Spitzenlaststrom in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden, wenn kein Bedarf für einen Ladevorgang eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs besteht. Weiterhin bietet die Erfindung in vorteilhafter Weise ein Verfahren, um bei einer Netzbelastung über einem Schwellwert für die Netzbelastung und/oder bei Energiekosten oberhalb eines Schwellwertes für die Energiekosten und bei einem Ladezustand der elektrischen Energiespeicher der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge oberhalb eines Schwellwertes für den Ladezustand der elektrischen Energiespeicher der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge einen Einspeisevorgang von elektrischer Energie aus den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge zu starten. Somit kann die in den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge gespeicherte elektrische Energie beispielsweise als Spitzenlaststrom in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden, wenn kein Bedarf für eine Fahrt mit einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug besteht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1 eine erfindungsgemäße Energieversorgungsstation mit elektrischen Energiespeichern.
- 2 ein beispielhaftes Zuordnungsschema der elektrischen Energiespeicher einer Energieversorgungsstation zu Ladeparkplätzen.
- 3 eine beispielhafte Energieversorgungsstation.
- 4 ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Energiespeicherung in der Energieversorgungsstation.
- 5 ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Rückspeisung von Energie aus der Energieversorgungsstation.
- 6 ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Rückspeisung von Energie aus den elektrisch angetriebenen Fahrzeugen.
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Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Bestandteile bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Energieversorgungsstation 1, welche über eine Verbindung 2 mit einem elektrischen Versorgungsnetz 3 verbunden ist. Die Energieversorgungsstation umfasst einen Transformator. Dieser Transformator ist primärseitig mit dem elektrischen Versorgungsnetz 3 verbunden. Die Sekundärseite bilden in diesem Beispiel 3 Spulen, welche jeweils mit zugeordneten Gleichrichtern verbunden sind, die ihrerseits den jeweils zugeordneten elektrischen Energiespeicher PB1..PBm mit Gleichstrom speisen. Weiterhin umfasst die Energieversorgungsstation 1 eine Anzahl von Ladeparkplätzen P1..Pn. Jeder dieser Ladeparkplätze P1..Pn umfasst einen Ladeanschluss L1..Ln. Diese Ladeanschlüsse L1..Ln sind so mit den elektrischen Energiespeichern PB1..PBm verbunden, dass die Ladeanschlüsse L1..Ln direkt benachbarter Ladeparkplätze P1..Pn mit unterschiedlichen elektrischen Energiespeichern PB1..PBm elektrisch fest verbunden sind. Weiterhin umfasst in diesem Ausführungsbeispiel jedes der zum Laden angeschlossenen elektrisch angetriebenen Fahrzeuge 4 einen Gleichstromwandler 17, mit dessen Hilfe die Spannung des von der Energieversorgungsstation gelieferten Gleichstroms an den Bedarf des Energiespeichers des jeweiligen elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4 angepasst wird. Die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge 4 sind über Ladekabel 6 an die Energieversorgungsstation 1 angeschlossen.
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Die 2 zeigt ein beispielhaftes Zuordnungsschema der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm einer Energieversorgungsstation 1 zu Ladeparkplätzen P1..Pn. Hierbei ist jeder der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm mit dem jeweiligen Ladeanschluss L1..Ln von mehreren Ladeparkplätzen P1..Pn fest verbunden. Diese Ladeanschlüsse L1..Ln sind so mit den elektrischen Energiespeichern PB1..PBm verbunden, dass die Ladeanschlüsse L1..Ln direkt benachbarter Ladeparkplätze P1..Pn mit unterschiedlichen elektrischen Energiespeichern PB1..PBm elektrisch fest verbunden sind.
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Die 3 zeigt eine beispielhafte Energieversorgungsstation 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Anordnung der Gleichstromwandler 17 beispielhaft gezeigt. Der mit dem ersten Ladeparkplatz P1 verbundene Ladeanschluss besitzt keinen Gleichstromwandler 17, die Gleichspannungsanpassung wird durch die Nutzung des Antriebsinverters des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4 durchgeführt. Der mit dem zweiten Ladeparkplatz P2 verbundene Ladeanschluss besitzt ebenfalls keinen Gleichstromwandler 17, die Gleichspannungsanpassung wird durch einen Gleichstromwandler 17 im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 4 durchgeführt. Der mit dem dritten Ladeparkplatz P3 verbundene Ladeanschluss besitzt einen Gleichstromwandler 17, die Gleichspannungsanpassung wird durch einen Gleichstromwandler 17 in der Energieversorgungsstation 1 durchgeführt, so dass im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 4 keine Gleichspannungsanpassung durchgeführt werden muss und daher ein Gleichstromwandler 17 im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 4 entfallen kann. Der mit dem letzten Ladeparkplatz Pn verbundene Ladeanschluss besitzt einen Gleichstromwandler 17, die Gleichspannungsanpassung wird durch einen Gleichstromwandler 17 an der Steckvorrichtung 5 durchgeführt. Auch in diesem Fall muss im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 4 keine Gleichspannungsanpassung durchgeführt werden, ein Gleichstromwandler 17 kann im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 4 entfallen.
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Die 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Energiespeicherung in der Energieversorgungsstation 1. In einem ersten Schritt A wird die Netzbelastung 10 des Versorgungsnetzes 3 und/oder der Energiepreis 11 ermittelt. Die Netzbelastung 10 kann durch Messung der Netzfrequenz des Versorgungsnetzes 3 und/oder durch Messung der Spannung des Versorgungsnetzes 3 ermittelt werden. Ein Abfall der Netzfrequenz zeigt in der Regel eine starke Netzbelastung 10 des gesamten Versorgungsnetzes 3 zusammen mit den ggfs. in einem Verbundnetz verbundenen Versorgungsnetzen 3 an, da diese Frequenz überall in diesem Versorgungsnetz 3 bzw. in dem Verbundnetz gleich ist. Die Messung der Netzspannung des Versorgungsnetzes 3 kann bei einer unbelasteten Netzfrequenz die lokal vorliegende Netzbelastung 10 zeigen. Ein Abfallen der Netzspannung des Versorgungsnetzes 3 wird in der Regel durch Zuschalten von Verbrauchern im gleichen Versorgungsnetz 3 verursacht und zeigt somit die steigende Netzbelastung 10 des Versorgungsnetzes 3 an. Der Energiepreis 11 für den Bezug elektrischer Energie wird über eine Datenanbindung an ein Datennetz oder über eine Trägerfrequenzanlage übertragen. Bei der Übertragung über eine Trägerfrequenzanlage werden die Daten über eine oder mehrere Trägerfrequenzen zusätzlich auf die Zuleitung 2 des Versorgungsnetzes 3 moduliert. Damit ist die Datenanbindung über eine Trägerfrequenzanlage sehr kostengünstig und gegenüber Störeinflüssen resistent. In einem zweiten Schritt B wird die ermittelte Netzbelastung 10 und der ermittelte Energiepreis 11 mit Schwellwerten verglichen. Diese Schwellwerte können feste Schwellwerte sein, welche in der Energieversorgungsstation 1 fest vorgegeben sind oder diese Schwellwerte können durch Fernwirktechnik bedarfsabhängig verändert werden. In einem dritten Schritt C werden die Ladezustände 12 der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm der Energieversorgungsstation 1 ermittelt. Bei Vorliegen eines Ladebedarfs eines oder mehrerer der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm der Energieversorgungsstation 1 wird in einem vierten Schritt D der Ladevorgang 13 mit elektrischer Energie gestartet.
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Die 5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Rückspeisung von Energie aus der Energieversorgungsstation 1. In einem ersten Schritt E wird die Netzbelastung 10 des Versorgungsnetzes 3 und/oder der Energiepreis 11 ermittelt. In einem zweiten Schritt F wird die ermittelte Netzbelastung 10 und der ermittelte Energiepreis 11 mit Schwellwerten verglichen. In einem dritten Schritt G werden die Ladezustände 12 der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm der Energieversorgungsstation 1 ermittelt. Bei Vorliegen einer hohen Netzbelastung 10 und/oder eines hohen Energiepreises 11 und eines hohen Ladezustandes 12 der elektrischen Energiespeicher PB1..PBm der Energieversorgungsstation 1 wird in einem vierten Schritt H die Einspeisung 14 elektrischer Energie aus der Energieversorgungsstation 1 in das Versorgungsnetz 3 gestartet, wenn kein Ladebedarf eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4 vorliegt.
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Die 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung der Rückspeisung von Energie aus den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeuge 4 über die Energieversorgungsstation 1 in das Versorgungsnetz 3. In einem ersten Schritt I wird die Netzbelastung 10 des Versorgungsnetzes 3 und/oder der Energiepreis 11 ermittelt. In einem zweiten Schritt J wird die ermittelte Netzbelastung 10 und der Energiepreis 11 mit Schwellwerten verglichen. In einem dritten Schritt K wird die in den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeugen 4 gespeicherte Energie ermittelt. Bei Vorliegen einer hohen Netzbelastung 10 und/oder eines hohen Energiepreises 11 und ausreichend gespeicherter Energie in den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeugen 4 wird in einem vierten Schritt L die Einspeisung 16 elektrischer Energie aus den elektrischen Energiespeichern der elektrisch angetriebenen Fahrzeugen 4 über die Energieversorgungsstation 1 in das Versorgungsnetz 3 gestartet, wenn kein Ladebedarf eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4 vorliegt.
