KR101422366B1 - 전기 충전 장치 - Google Patents

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워벤 알로이즈
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Abstract

본 발명은 전기차의 전기 저장기(28)를 충전하는 충전 장치(1)로서, 상기 충전 장치는 전기 에너지를 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 공급 유닛(2)을 포함하고, 상기 공급 유닛(2)은 중간 회로 전압을 가진 전기 에너지를 중간 저장하기 위한 전기 중간 DC 전압 회로(6), 및 상기 중간 DC 전압 회로(6)의 직류 및/또는 직류 전압을 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 교류로 변환하기 위한, 그리고 전기 AC 전압망(14)로부터 나온 교류를 중간 DC 전압 회로(6) 내로 공급하기 위한 직류 및/또는 직류 전압으로 변환하기 위한 인버터(8)를 포함하고, 상기 충전 장치는 또한 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4), 및/또는 상기 중간 DC 전압 회로(6)로부터 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 충전하기 위한 및/또는 상기 중간 DC 전압 회로(6)로 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 방전하기 위한 어큐뮬레이터 유닛(4)을 접속하기 위한 적어도 하나의 충전 접속부를 포함하는, 충전 장치에 관한 것이다.

Description

전기 충전 장치{ELECTRICAL CHARGING DEVICE}
본 발명은 전기차의 전기 저장기의 충전 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 풍력 발전 시설, 전기 충전소, 풍력 발전 시설의 공급 유닛의 용도 및 AC 그리드(voltage network)에 접속된 충전 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
화석 연료의 세계적인 에너지 부족으로 인해 그리고 오토 엔진(Otto-engine) 및 디젤 엔진의 알려진 바와 같은 낮은 효율로 인해, 전기차가 점점 중요해진다. 여기서, 전기차는 특히 하나의 전기 모터 또는 다수의 전기 모터에 의해 구동되는 승용차를 말한다. 이는 전기 모터에 의해 움직일 수 있을 뿐만 아니라 추가로 내연기관과 같은 다른 엔진을 포함하는 소위 하이브리드 차량도 포함할 수 있다.
이러한 전기차는 그 에너지를 종종 전기 저장기, 특히 배터리에 저장한다. 전기 저장기 또는 배터리는 본 발명에 따라 그리고 하기 설명에 따라 특히 전기차의 전기 엔진 또는 다수의 전기 엔진용 전기 에너지를 저장할 수 있는 전기 저장기를 말한다. 이러한 의미에서 전기차는 특히 전기 자동차라고도 한다. 상기 전기 저장기의 저장 용량은 예컨대 30 내지 50 kWh, 전형적으로 35 kWh 일 수 있다.
이하에서 전기 저장기는 어큐뮬레이터 또는 약어로 어큐라고 한다.
이러한 어큐의 충전을 위해, 특히 2가지 일반적인 컨셉이 있다. 하나의 컨셉에 따르면, 어큐는 자동차에서 직접 충전되며, 이 경우 어큐는 자동차 -또는 다른 전기차- 에 남아있다. 다른 컨셉에 따르면, 완전히 또는 부분적으로 방전된 어큐뮬레이터가 충전된 어큐뮬레이터로 교체된다. 관련 차량이 적어도 하나의 동일한 구성의 어큐뮬레이터를 충전된 상태로 제공하는 장소로 가서, 완전히 또는 부분적으로 방전된 어큐뮬레이터를 상기 충전된 어큐뮬레이터로 교체한다. 완전히 또는 부분적으로 방전된 어큐뮬레이터는 충전될 수 있는 한편, 관련 차량은 멀리 주행할 수 있다.
이러한 어큐뮬레이터 교환은 바람직하게 소위 전기 충전소와 같은 중앙 위치에서 제공될 수 있다. 전기 충전소는 전기차가 전기 에너지를 수용할 수 있는 장소를 말한다. 상당한 이용 가능성을 보장하기 위해, 이러한 전기 충전소는 다수의 어큐뮬레이터를 저장하고 있어야 한다. 어큐뮬레이터 당 50 내지 100 kW의 충전 전력으로 충전되어야 하는 예컨대 50개의 저장 중인 어큐뮬레이터를 전제하면, 예컨대 상기 충전소는 2.5 내지 5 MW의 충전 전력을 가져야 한다. 이 충전 전력은 충전 장치 그 자체에 대한 높은 요구뿐만 아니라 그리드 또는 전기 충전소, 즉 상기 충전 장치로 연장하는 그리드의 상응하는 분기에 대한 연결부에 대한 높은 요구를 한다.
전기차의 예상되는 증가시, 하나의 전기 충전소뿐만 아니라 다수의, 이상적으로는 광역을 커버하도록 분포된 많은 전기 충전소가 기대되거나 또는 전기차 운전자를 위해 그러한 상황이 추구되어야 한다.
일반적인 선행 기술로서, 하기 간행물이 참고된다: DE 103 31 084 A1, WO2005/008808 A2, US 2006/0192435 A1, DE 100 08 028 A1 및 Dirk Uwe Sauer의 간행물 "Elektrische Energiespeicher in Hybrid- und Elektrofahrzeugen", Seminar fuer Kraftfahrzeug- und Motorentechnik Berlin, 29. 01. 2009.
본 발명의 과제는 상기 문제점들 또는 요구들 중 적어도 하나에 대한 해결책을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는 포함된 전기 그리드의 특수성을 고려해서 다수의 어큐뮬레이터들을 충전하기 위한 효율적인 해결책을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1항에 따른 충전 장치에 의해 해결된다.
이러한 충전 장치는 전기 에너지를 전기 AC 그리드 내로 공급하기 위한 공급 유닛, 및 재충전 가능한 배터리 유닛(accumulator unit), 또는 전기 저장기들 중 하나의 저장기를 충전 및/또는 방전하기 위한 재충전 가능한 배터리 유닛의 접속을 위한 충전 접속부를 포함한다.
공급 유닛은 전기 에너지를 중간 저장하기 위한 전기 중간 DC 회로를 포함한다. 전기 중간 DC 회로는 중간 회로 전압을 가지며, 중간 회로 전압은 일정할 필요는 없다.
또한, 공급 유닛은 중간 DC 회로로부터 나온 직류 또는 직류 전압을 전기 AC 그리드 내로 공급하기 위한 교류로 변환하기 위해 제공된 컨버터 -주파수 변환기 또는 인버터라고도 함- 를 포함한다. 상기 컨버터는 또한 AC 그리드로부터 나온 교류를 중간 DC 회로 내로 공급 또는 충전하기 위한 직류 및/또는 직류 전압으로 변환하기 위해 제공된다.
본 발명에 따라 충전 장치는 재충전 가능한 배터리 유닛 또는 상응하는 접속부를 포함할 수 있다. 효율 때문에, 다수의 재충전 가능한 배터리 유닛이 전제된다. 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛은 전기 저장기를 충전 및/또는 방전하기 위해 제공된다. 이하에서, 충전 또는 방전은 부분적인 충전 또는 부분적인 방전도 의미한다. 끝으로, 충전 장치는 각각의 어큐뮬레이터 및 다른 경계 조건에 맞춰져야 한다.
모든 접속된 어큐뮬레이터를 충전하기 위한 에너지는 중간 DC 회로로부터 나온다. 중간 회로 저장기 자체는 통상 적은 양의 에너지만을 저장할 수 있고 버퍼의 의미로 작용한다.
어큐뮬레이터의 방전시, 에너지 또는 방전 전류가 중간 DC 회로로 안내된다. 하나의 어큐뮬레이터의 방전, 또는 충전 장치에 접속된 다수의 어큐뮬레이터의 방전은 전기 에너지 또는 전력을 AC 그리드 내로 공급하기 위해 제공된다. 어큐뮬레이터들 내에 상응하는 에너지가 존재하면, 이는 상이한 목적을 위해 AC 그리드 내로 공급될 수 있다. 한편으로는 상응하는 에너지 필요에 응할 수 있다. 특히, 피크 부하 시간에 공급이 고려된다. 즉, 어큐뮬레이터로부터 나온 에너지가 피크 부하 시간에 수요를 커버하기 위해 AC 그리드 내로 단시간 동안 공급될 수 있다. 이러한 피크 부하 시간의 종료시 상응하는 어큐뮬레이터들이 다시 AC 그리드로부터 충전될 수 있다.
전기차의 어큐뮬레이터의 에너지는 전기 AC 그리드에서 통상적으로 필요한 에너지, 특히 피크 부하 시간에 추가의 에너지 수요를 커버하기 위해 필요한 에너지에 비해 적다. 본 발명에 따라 다수의 어큐뮬레이터들이 충전 장치에 연결됨으로써, 충전 장치는 에너지를 AC 그리드 내로 공급하기 위해 상응하게 많은 에너지 또는 공급 전력을 이용하는 것이 가능하고 바람직하다. 각각 다수의 어큐뮬레이터가 접속되는 다수의, 특히 많은 본 발명에 따른 충전 장치의 사용이 고려되면, 많은 양의 에너지 및 이용 가능한 공급 전력이 화합할 수 있다. 결과적으로, 어큐뮬레이터들의 상응하는 저장 용량이 합해지면, 피크 부하 동안에 제공되는 가스 발전소가 초과량으로 될 수 있다.
기술적 실시를 위해, 본 발명에 따른 충전 장치가 제시된다. 하나의, 특히 다수의 어큐뮬레이터의 전기 에너지는 상응하는 재충전 가능한 배터리 유닛을 통해 중간 DC 회로에 공급되고, 컨버터에 의해 AC 그리드 내로 공급된다.
바람직하게 충전 장치의 공급 유닛은 무효 전력을 전기 AC 그리드 내로 공급하기 위해 제공된다. 따라서, 충전 장치가 무효 전력의 공급에 의해 전기 AC 그리드를 지지할 수 있다. 무효 전력의 공급은 공급점에서 AC 그리드 내의 교류 전압의 위상 위치에 비해 상응하는 위상 위치를 가진 전류의 공급에 의해 이루어질 수 있다. 세부 사항은 당업자에게 통상적이고 관련 전문 문헌이 참고된다. 예컨대, Mohan, Undeland, Robbins: Power Electronics; John Wiley & Sons; ISBN: 0-471-58408-8. 전술한 바와 같이, 본 발명 및 특히 하나의 실시예는 전기차의 상응하는 증가시 소위 전기 충전소 및 그에 따라 바람직하게는 본 발명에 따른 충전 장치의 증가가 고려된다는 사실을 기초로 한다. 전기 충전소는 종래의 주유소와 같이 광역을 커버하도록 분포된다. AC 그리드를 지지하는 본 발명에 따른 충전 장치의 능력은 AC 그리드 내로 공급되는 에너지 발생기, 예컨대 발전소와 멀리 떨어진 장소 또는 지역에서 특히 바람직하다. 달리 표현하면, 전기 충전소들에 의해 가능해지는 바와 같은 본 발명에 따른 충전 장치의 광역 커버 분포에 의해, 전기 AC 그리드의 상응하게 광역을 커버하는 지지도 가능해진다.
바람직한 실시예는 본 발명에 따른 충전 장치에 대해 풍력 발전 시설의 공급 유닛의 사용을 제시한다.
이 경우, 최신 풍력 발전 시설의 공급 유닛은 종종 무효 전력을 의도적으로 전기 AC 그리드 내로 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 공급 유닛들은 전기 AC 그리드의 오퍼레이터의 여러 요구에 맞춰지고, 종종 FACTS 능력을 가지며 증명된다. 최신 풍력 발전 시설이 5 MW 보다 큰 정격 전력을 갖는다는 것을 고려하면, 상기 공급 유닛의 치수 설계는 예시적으로 전술한 전기 충전소에 대한, 예컨대 충전 장치로서의 사용에 적합하다.
또한, 풍력 발전 시설의 공급 유닛은 종종 본 발명의 충전 장치에 따라 제안되는 바와 같은 구조, 즉 컨버터 또는 인버터를 구비한 중간 DC 회로를 사용하는 구조를 갖는다. 따라서, 어큐뮬레이터의 충전 및/또는 방전을 위한 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛만이 풍력 발전 시설의 공급 유닛의 중간 DC 회로에만 맞춰지고 그것에 접속되면 된다. 풍력 발전 시설 자체가 제공되는, 즉 상기 중간 DC 회로를 발전기에 연결하는데 필요한 모든 부품 및 발전기, 회전자 블레이드를 포함하는 회전자 자체가 제공되는 것도 가능하지만 필수적이지 않다. 물론, 풍력 발전 시설의 공급 유닛에 맞춰진 변압기가 본 발명에 따른 충전 장치와 함께 사용될 수 있다.
바람직하게는 공급 유닛이 중간 회로 전압을 미리 정해질 수 있는 값으로 제어하기 위해 제공된다. 일반적으로 작동 상태에 따라 중간 회로 전압에 대한 최적의 값이 존재한다. 이 값은 포함된 반도체 소자를 보호하기 위해 그리고 가능한 긴 수명을 달성하기 위해 가능한 낮아야 한다. 그러나, 동시에 이 값은 특히 AC 그리드 내로의 공급을 가능하게 하기 위해 필요한 정도로 높게 선택되어야 한다.
바람직하게 공급 유닛은 소위 4분면 작동을 위해 설계된다. 이것은 여기서선택적으로 유효 전력이 AC 그리드 내로 공급되거나 또는 AC 그리드로부터 인출될 수 있는 작동을 말한다. 또한, 선택적으로 무효 전력이 AC 그리드 내로 공급되거나 또는 AC 그리드로부터 인출될 수 있다. 한편으로는 유효 전력에 대한 그리고 다른 한편으로는 무효 전력에 대한 각각 2가지 가능성들이 조합됨으로써, 상응하는 4분면 중 각각에서 작동이 가능하다. 물론, 유효 전력 및/또는 무효 전력이 각각 또는 동시에 제로 값을 가질 수 있다.
이러한 4분면 작동을 보장하기 위해, 예컨대 양 방향성 동작을 보장하는, 즉 중간 DC 회로부터 교류를 AC 그리드 내로 공급하고, -다른 방향으로- 전기 AC 그리드로부터 직류를 중간 DC 회로 내로 공급하거나 또는 중간 DC 회로 내로 피딩(feeding)하는, 공급 유닛이 제공될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 충전 장치는 AC 그리드 내로 공급될 또는 이로부터 인출될 유효 전력의 설정을 위한 유효 전력 설정값을 입력하기 위한 및/또는 AC 그리드 내로 공급될 또는 이로부터 인출될 무효 전력의 설정을 위한 무효 전력 설정값을 입력하기 위한 입력 인터페이스를 포함한다. 이 경우 상기 유효 전력 값 및/또는 무효 전력 값이 외부로부터 설정된다. 충전 장치는 가능하다면 상기 설정 또는 설정들을 실시한다. 유효 전력 값 및 무효 전력 값은 기본적으로 상이하게 처리될 수 있다.
유효 전력 설정값의 설정은 1차적으로 질적 정보, 즉 특히 유효 전력이 AC 그리드 내로 공급되는지 또는 이로부터 인출될 수 있는지의 여부에 관련된다. 인출될 유효 전력 또는 공급될 유효 전력의 크기는 기본적으로 설정될 수 있지만, 실질적으로 접속된 어큐뮬레이터의 용량에 의존한다. 바람직하게는 최대 유효 전력이 공급되거나 또는 최대 유효 전력이 인출된다.
무효 전력 설정값은 무효 전력이 공급되어야 하는지 또는 AC 그리드로부터 인출되어야 하는지의 여부에 대한 정보를 포함한다. 무효 전력 값은 바람직하게 질적으로 그리고 특히 미리 정해진 한계 내에서 임의의 값을 가질 수 있다. 달리 표현하면, 설정값은 여기서 점차적으로 설정된다. 무효 전력의 공급 또는 인출이 접속된 어큐뮬레이터의 용량과 기본적으로 무관하다는 것에 주의해야 한다.
유효 전력 값 및 무효 전력 값의 상기 외부 설정에 의해, 그리드의 필요에 상응하게 반응할 수 있다. 피크 부하 시간의 보상 또는 전력 초과 제공 또는 에너지 초과 제공시 유효 전력의 인출은 기본적으로 독립적으로 그리고 동시에, AC 그리드의 -또는 상응하는 세그먼트의- 전달 특성이라는 의미로 AC 그리드를 지지하기 위해 이루어진다. 예컨대 그리드 오퍼레이터에 의해 이루어질 수 있는 상기 2개의 설정 값의 외부 설정에 의해, AC 그리드와 접속된 다수의 충전 장치의 코디네이션 및 그에 따라 그리드 상태의 의도된 그리고 구별되는 조절이 전체적으로 가능하다. 이는 본 발명의 실시예에 따라 제시된다.
다른 실시예에서는, 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리 유닛, 특히 각각 재충전 가능한 배터리 유닛이 중간 DC 회로와 전기 접속되고, 선택적으로 충전 장치 및 특히 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리 유닛이 -바람직하게는 모든 재충전 가능한 배터리 유닛이- 중간 회로 전압의 변동과 관련해서 민감하지 않게 설계된다. 따라서, 접속된 재충전 가능한 배터리 유닛에도 불구하고 공급 유닛은 중간 회로 전압의 진폭의 변동 및 그에 따라 중간 회로 전압의 각각 하나의 최적값의 설정이 가능하도록 작동될 수 있다.
기본적으로 당업자는 민감하지 않음, 전문 용어로는 강성이 어떻게 얻어질 수 있는지를 안다. 재충전 가능한 배터리 유닛이 예상되는 변동 폭에 맞춰져야 하는 것은 명백하다. 달리 표현하면, 전압 강성과 더불어 재충전 가능한 배터리 유닛은, 예상되는 가장 낮은 중간 회로 전압에서도 충전 전류를 제어할 수 있고 예상되는 가장 높은 중간 회로 전압에서도 중간 DC 회로로의 방전 전류를 제어할 수 있도록 설계되어야 한다. 이 경우, 재충전 가능한 배터리 유닛은 충전 법칙 -방전에도 적용- 을 지켜야 한다.
또한, 재충전 가능한 배터리 유닛의 다이내믹은 공급 유닛의 다이내믹에 맞춰져야 한다. 이는 공급 유닛의 다이내믹이 재충전 가능한 배터리 유닛의 다이내믹보다 훨씬 더 신속하게 설정되도록 이루어진다. 달리 표현하면, 공급 유닛의 시상수가 -예컨대 초크, 중간 회로 용량 및 제어 시간 및 측정 및 조절 구조의 필터의 시상수의 선택 또는 조정과 마찬가지로- 가능한 작게 선택되는 한편, 재충전 가능한 배터리 유닛의 상응하는 시상수가 상응하게 크게 선택된다. 결과적으로, 공급 유닛이 재충전 가능한 배터리 유닛의 주된 시상수보다 적어도 팩터 10만큼 더 작은 주된 시상수를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 설계는 계층화로서 공지되어 있으며 공급 유닛과 재충전 가능한 배터리 유닛의 조절의 바람직하지 않은 상호 영향을 방지한다.
다른 실시예에 따르면, 충전 장치는 공급 유닛과 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리 유닛의 제어를 코디네이트하기 위한 서비스 제어 유닛을 포함한다. 서비스 제어 유닛은 이를 위해 외부의 설정값들, 예컨대 유효 전력 설정값 및 무효 전력 설정값을 얻을 수 있다. 특히, 유효 전력 설정값의 구현은 공급 유닛과 재충전 가능한 배터리 유닛 사이의 조정을 필요로 하므로, 특히 그리드 내로 공급되는 유효 전력이 재충전 가능한 배터리 유닛에 의해 그리고 그에 따라 어큐뮬레이터에 의해 중간 DC 회로에 제공될 수 있거나 또는 어큐뮬레이터의 충전을 위해 필요한 유효 전력이 그리드로부터 인출된다. 특히, 서비스 제어 유닛은 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛과, 특히 거기에 각각 제공된 제어 유닛과 연결되고, 인버터 또는 컨버터의 제어를 위한 컨버터 제어 유닛과 연결된다.
다른 실시예에 따라, 재충전 가능한 배터리 유닛 또는 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛은 중간 DC 회로와 연결된 벅 컨버터 및/또는 중간 DC 회로와 연결된 부스트 컨버터를 포함한다. 벅 컨버터는 중간 DC 회로로부터 나온 충전 전류를 특히 충전 법칙에 따라 접속된 어큐뮬레이터의 충전을 위해 제어하도록 제공된다. 상응하게, 부스트 컨버터는 방전 전류를 제어하고 중간 DC 회로에 공급하기 위해 제공된다.
실시예에 따라, 풍력 발전 시설의 공급 유닛이 사용됨으로써, 충전 장치가 간단한 방식으로 제공될 수 있고, 상기 공급 유닛이 중간 DC 회로를 포함하며, 상기 중간 DC 회로에는 동시 충전될 각각의 배터리 유닛에 대한 벅 컨버터 및 부스트 컨버터가 접속됨으로써 충전 전류 또는 방전 전류가 제어된다.
바람직하게는 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리 유닛 -특히 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛- 이 배터리 제어 유닛을 포함하고, 상기 배터리 제어 유닛은 충전 또는 방전 전류 및/또는 상응하는 충전 전압을 검출한다. 이 충전 전압은 기본적으로 접속된 배터리 유닛에서의 전압에 상응한다. 바람직하게는 상기 측정값들로부터 접속된 어큐뮬레이터의 충전 상태가 결정된다. 또한, 접속된 어큐뮬레이터의 각각의 충전 전력 또는 방전 전력이 결정될 수 있다.
바람직하게는 각각 하나의 어큐뮬레이터를 -완전히 또는 부분적으로 충전 및/또는 방전하기 위해 다수의 재충전 가능한 배터리 유닛이 제공된다. 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛은 기본적으로 접속된 어큐뮬레이터를 개별적으로 충전 또는 방전하기 위해 제공된다. 개별적인 충전 또는 방전은 특히 접속된 어큐뮬레이터의 각각의 충전 상태 및 타입을 고려해야 한다. 재충전 가능한 배터리 유닛들이 접속된 어큐뮬레이터를 서로 독립적으로 충전 또는 방전할 수 있는 것이 중요하다. 각각 충전될 또는 방전될 어큐뮬레이터에 따라, 상응하게 조정된 배터리 유닛이 사용될 수 있다. 모든 재충전 가능한 배터리 유닛들은 중간 DC 회로에 접속하기 위해 조정된다. AC 그리드 내로 전력의 공급 또는 AC 그리드로부터 필요한 전력의 인출은 재충전 가능한 배터리 유닛의 종류와는 거의 무관하다. 기본적으로 충전 용량만이 고려되면 된다.
다른 실시예에 따라, 공급 유닛은 풍력 발전 시설에 접속을 위해 제공되므로, 풍력 발전 시설과 중간 DC 회로 사이의 전기 접속이 형성된다. 특히, 풍력 발전 시설의 공급 유닛의 사용시, 이는 간단히 구현될 특징이다. 이 조치에 의해, 풍력 에너지로부터 풍력 발전 시설에 의해 얻어진 전기 에너지가 접속된 어큐뮬레이터의 충전을 위해 사용될 수 있다. 풍력 발전 시설의 조정은 필요 없다. 예컨대, 어큐뮬레이터의 충전이 이용 가능한 풍력 에너지에 맞춰질 수 있다. 마찬가지로, 풍력 발전 시설에 의해 발생된 전력이 -기본적으로 공지된 방식으로- 전기 AC 그리드 내로 공급될 수 있다.
바람직하게는 충전 장치가 풍력 발전 시설을 포함한 또는 포함하지 않은 작동 및 재충전 가능한 배터리 유닛 -다수의 재충전 가능한 배터리 유닛들- 을 포함한 또는 포함하지 않은 작동을 선택하기 위한 스위칭 수단을 포함한다. 따라서, 스위칭 수단은 4개의 작동 상태를 선택할 수 있으며, 실시는 예컨대 2개의 스위칭 수단에 의해서도 이루어질 수 있다. 즉, 풍력 발전 시설을 포함한 또는 포함하지 않은 작동이 하나의 스위칭 수단에 의해 선택되고, 재충전 가능한 배터리 유닛을 포함한 또는 포함하지 않은 작동은 다른 스위칭 수단에 의해 선택된다. 이러한 스위칭 수단의 제공은 충전 장치의 제조시 충전 장치가 어떤 구성으로 사용되어야 하는지를 알아야 할 필요가 없기 때문에 고려될 필요도 없다는 장점을 갖는다. 이로 인해, 제조 변동이 줄어들 수 있다. 또한, 다른 작동 상태를 선택하는 것이 추후에도 결정될 수 있다. 이 경우, 재충전 가능한 배터리 유닛을 접속하기 위한 충전 접속부를 사용하는 충전 장치가 특히 바람직하다. 충전 장치는 먼저, 발생된 에너지를 AC 그리드 내로 공급하기 위해 풍력 발전 시설을 포함한 작동을 위해서만 제공되는 것이 가능하다. 경우에 따라 풍력 발전 시설에 또는 풍력 발전 시설 근처에 어큐뮬레이터를 충전하기 위한 재충전 가능한 배터리 유닛을 제공하는 것이 나중에 결정될 수 있다.
풍력 발전 시설을 포함하지 않고 재충전 가능한 배터리 유닛을 포함하지 않는 작동 상태가 바람직할 수 있는데, 그 이유는 이로 인해 무효 전력의 공급 또는 인출과 관련한 그리드 지지가 가능하기 때문이다. 바람직하게는 충전 장치, 특히 공급 유닛이 FACTS 능력을 갖는다.
FACTS는 "Flexible Alternating Current Transmission System"을 말한다. FACTS는 파워 일렉트로닉스에 기초하며, 제어 가능성을 개선하고 전력 전달 능력을 높이기 위해 하나 또는 다수의 교류 전달 시스템 파라미터의 제어부를 제어하는 다른 고정 장치를 포함하는 시스템으로서 IEEE에 의해 규정된다("proposes terms and definitions for flexible AC transmission systems(FACTS), IEEE transaction on power delivery, volume 12, issue 4, october 1997, page 1848 to 1853 참고). 이러한 FACTS-특성은 당업자에게 통상적이다. 무효 전력을 의도적으로 AC 그리드 내로 공급하거나 또는 AC 그리드로부터 인출하는 것은 상기 FACTS-능력의 관점이다. 이러한 FACTS-능력을 구현하는 간단한 가능성은 FACTS-능력을 가진 풍력 발전 시설의 공급 유닛을 사용하는 것이다.
본 발명에 따라, 본 발명에 따른 충전 장치를 포함하거나 또는 상기 충전 장치의 부품들을 포함하는, 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력 발전 시설이 제시된다. 실시예에 따라, 풍력 발전 시설의 공급 유닛을 포함하는 풍력 발전 시설은 추가로 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리 유닛 및/또는 재충전 가능한 배터리 유닛을 접속하기 위한 충전 접속부를 포함하고, 상기 재충전 가능한 배터리 유닛에 접속된 어큐뮬레이터는 재충전 가능한 배터리 유닛 및 공급 유닛에 의해 충전 및/또는 방전될 수 있다.
본 발명에 따라, 본 발명에 따른 충전 장치 및/또는 본 발명에 따른 풍력 발전 시설을 포함하는 전기 충전소가 제시된다. 추가로 전기 충전소는 충전 장치에 접속된 적어도 하나의 전기 저장기를 포함한다. 전기 저장기는 바람직하게는 충전된 상태에서 전기차의 완전히 또는 부분적으로 방전된 어큐뮬레이터로 교체되기 위해 제공된다. 달리 표현하면, 충전을 위해 접속된 어큐뮬레이터가 전기차 내에 있지 않고, 그것 내로 조립될 수 있다.
바람직하게 전기 충전소는 다수의 어큐뮬레이터들을 포함하고, 다수의 어큐뮬레이터들을 동시에 충전 및/또는 방전하기 위해 제공된다.
본 발명에 따라, 풍력 발전 시설의 공급 유닛은 충전 장치의 공급 유닛으로서 사용된다. 특히, 공급 유닛과 접속될 하나 또는 다수의 재충전 가능한 배터리 유닛을 포함하는 충전 장치 내에 사용이 제안된다. 따라서, 모든 특징이 풍력 발전 시설 내에 사용하기 위해 제공되는 공급 유닛이 사용될 수 있지만, 본 발명에 따라 충전 장치에 사용된다. 경우에 따라, 충전 장치에 사용하기 위한 공급 유닛은 적어도 재충전 가능한 배터리 유닛을 접속하기 위한 접속부가 제공되도록 조정될 수 있다.
본 발명에 따라, AC 그리드에 접속되어 전기차의 어큐뮬레이터의 충전 및/또는 방전을 위한 충전 장치를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 이 경우, 적어도 하나의 설정 정보가 제어 유닛 등에 의해 수신된다. 설정 정보는 유효 전력이 AC 그리드 내로 공급되는지 또는 그로부터 인출되는지의 여부 및/또는 얼마나 많이 공급 또는 인출되는지를 설정한다. 또한, 설정 정보는 추가로 또는 대안으로 무효 전력이 AC 그리드 내로 공급되는지 또는 그로부터 인출되는지의 여부 및/또는 얼마나 많이 공급 또는 인출되는지를 설정한다. 이러한 설정 정보는 항상 주기적으로 수신된다. 상기 설정 정보는 바람직하게 일회성 정보가 아니며 이 정보는 계속 업데이트되고, 특히 컨트롤 센터에 의해 충전 장치로 전달된다. 상기 컨트롤 센터는 다수의 충전 장치에 부분적으로 상이한 설정 정보를 제공할 수 있다.
설정 정보에 따라, 충전 장치는, 상응하는 유효 전력이 AC 그리드 내로 공급되거나 또는 그로부터 인출되고, 및/또는 설정 정보에 따라 무효 전력이 AC 그리드 내로 공급되거나 및/또는 그로부터 인출되도록, 제어된다. 추가로 또는 대안으로서 충전 장치는, 접속된 어큐뮬레이터들 중 적어도 하나가 적어도 부분적으로 충전 또는 방전되도록, 제어된다. 유효 전력을 AC 그리드 내로 공급하거나 또는 유효 전력을 AC 그리드로부터 인출하는 것과 관련해서, 접속된 어큐뮬레이터의 충전 및/또는 방전에 의한 조정이 바람직하다.
바람직하게는 다수의 어큐뮬레이터가 충전 장치에 접속되고, 개별적으로, 특히 각각 서로 독립적으로 충전 또는 방전된다. 상기 독립성은 실질적으로 각각의 어큐뮬레이터의 충전 또는 방전의 방식을 타입 및 충전 상태에 따라 설정하는 충전 법칙의 준수와 관련된다. 충전되는지 또는 방전되는지의 여부에 대한 문의와 관련해서, 다수의 또는 모든 접속된 어큐뮬레이터의 일치하는 제어가 바람직하다. 모든 어큐뮬레이터가 충전되거나 또는 모든 어큐뮬레이터가 방전되는 것이 바람직하다. 그러나, 동시에 몇몇 어큐뮬레이터들이 충전되고 다른 것은 방전되는 작동도 제공될 수 있다.
본 발명에 의해, 포함된 그리드의 특수성을 고려해서 다수의 어큐뮬레이터들을 충전하기 위한 효율적인 해결책이 제공된다.
이하, 본 발명의 실시예가 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 충전 장치의 구조를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 충전 장치의 다른 구조를 나타낸 개략도.
충전 장치(1)는 실질적으로 공급 유닛(2) 및 어큐뮬레이터(accumulator) 유닛(4) 또는 약어로 어큐 유닛을 포함한다. 어큐뮬레이터 유닛(4)은 공급 유닛(2)과 접속되므로, 이들 사이의 에너지 흐름 및 정보 교환이 이루어질 수 있다. 도 1에는 예시적으로 2개의 어큐뮬레이터 유닛(4)이 도시되지만, 많은, 즉 n개의 어큐뮬레이터 유닛(4)이 제공된다. 이론적으로는 단 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)을 사용하는 것으로 충분할 수 있다.
충전 장치(1)는 또한 중간 DC 전압 회로(6)를 포함하고, 상기 중간 DC 전압 회로(6)를 통해 공급 유닛(2)은 어큐뮬레이터 유닛(4)과 에너지 접속된다. 중간 DC 전압 회로(6)로부터 나온 에너지는 인버터(8)를 통해 3상 교류 전압으로 변환될 수 있다. 초크(10)가 접속되고, 인버터(8)에 의해 발생된 3상 교류가 상기 초크로부터 변압기(12)를 통해 안내됨으로써, 발생된 교류 전압의 진폭이 커진다. 변압기(12)는 끝으로 AC 전압망(14)에 접속된다.
AC 전압망(14)으로부터 에너지가 빼내질 수 있고 인버터(8)에 의해 중간 DC 회로에 직류로서 공급될 수 있다.
전기 에너지를 AC 전압망(14) 내로 공급하도록 인버터(8)를 제어하기 위해, 컨버터 제어 유닛(16)이 제공된다. 이는 발생된 전압의 주파수, 위상 및 진폭과 관련해서 인버터(8)를 제어한다. 펄스 패턴의 구체적인 설정은 인버터(8) 내에 그 자체로서 제공될 수 있거나 또는 컨버터 제어 유닛(16)에 의해 설정될 수 있다. 컨버터를 제어하기 위해, 컨버터 제어 유닛(16)은 발생된 교류 전압 및/또는 AC 전압망(14)의 교류 전압에 대한 정보를 필요로 한다. 이를 위해, 레퍼런싱 유닛(18)이 제공되고,상기 레퍼런싱 유닛은 교류 측정점(20)에서 초크(10)와 변압기(12) 사이의 교류 전압을 측정하고, 평가하며 그 정보, 특히 전압의 주파수, 위상 및 진폭에 대한 정보를 컨버터 제어 유닛(16)으로 전달한다,
측정된 및/또는 평가된 정보는 레퍼런싱 유닛(18)에 의해 또한 서비스 제어 유닛(22)으로 전달된다.
서비스 제어 유닛(22)은 실질적으로 공급 유닛(2) 및 어큐뮬레이터 유닛(4)을 특히 설정값에 따라 코디네이트하기 위해 제공된다. 이를 위해, 서비스 제어 유닛(22)은 설정 경로(23)를 통해 외부 설정값, 특히 유효 전력의 공급 또는 인출 및/또는 무효 전력의 공급 또는 인출에 대한 설정을 얻는다. 이 설정값들은 외부 지점으로부터 상기 설정 경로(23)를 통해 전달될 수 있다.
서비스 제어 유닛(22)은 상응하는 정보 또는 제어 명령을 어큐뮬레이터 유닛(4) 및 거기서 배터리 제어 유닛(30)으로 전달하고 또한 공급 유닛으로, 특히 거기서 컨버터 제어 유닛(16)으로 전달한다.
서비스 제어 유닛(22)은 또한 중간 회로 측정점(24)을 통해 중간 DC 회로의 전압, 전류 및/또는 전력에 대한 정보를 수신한다. 상응하는 정보는 부분적으로 컨버터 제어 유닛(16)으로 전달될 수 있다. 또한, 컨버터 제어 유닛(16)과 중간 회로 측정점(24)의 직접적인 접속도 가능하다. 또한, 서비스 제어 유닛(22)은 레퍼런싱 유닛(18)을 통해 특히 메인 전압에 대한 정보를 얻는다. 또한, 서비스 제어 유닛(22)은 예컨대 충전 상태 또는 각각의 재충전 가능한 배터리 유닛의, 특히 배터리 충전 제어 유닛(30)의 기존 용량과 같은 정보를 얻는다.
공급될 또는 인출될 무효 전력에 대한 설정값을 고려해서, 주로 또는 전적으로 공급 유닛(2), 특히 컨버터 제어 유닛(16)의 제어가 필요하다. 재충전 가능한 배터리 유닛들(4)은 실제로 관련되지 않는다.
공급될 또는 인출될 유효 전력에 대한 설정값들을 고려하기 위해, 공급 유닛(2) 및 어큐뮬레이터 유닛(4)의 고려 및 코디네이션이 바람직하거나 또는 필요하다. 이 경우, 어큐뮬레이터 유닛(4)에 접속된 모든 어큐뮬레이터(8)의 이용 가능한 충전 용량 및 그에 따라 결과적으로 모든 이용 가능한 충전 용량의 합이 고려될 수 있다. 서비스 제어 유닛(22)과 각각의 배터리 제어 유닛(30), 즉 각각의 어큐뮬레이터 유닛(4)의 배터리 제어 유닛(30) 사이의 접속이 제공되는 것에 주의해야 하고, 이는 도 1에 따라 부분적으로만 도시된다.
각각의 어큐뮬레이터 유닛(4)이 중간 DC 전압 회로(6)와 접속됨으로써, 에너지가 공급 유닛(2)으로부터 각각의 어큐뮬레이터 유닛(4)으로 흐를 수 있거나, 또는 반대로 흐를 수 있다. 이를 위해, 각각의 어큐뮬레이터 유닛(4)은 부스터 컨버터 및 벅 컨버터 블록을 포함하고, 상기 벅 컨버터 블록은 이하에서 초퍼(26)라고 하며 중간 DC 전압 회로(6)와 접속된다. 실제로 초퍼(26)에서는 종래 의미의 각각 하나의 부스터 컨버터 및 벅 컨버터가 포함되는 것이 중요한 것이 아니라, 초퍼가 중간 DC 전압 회로(6)로부터 관련 어큐뮬레이터(28) 내로 그리고 어큐뮬레이터(28)로부터 중간 DC 전압 회로(6)로의 직류를 제어할 수 있는 것이 중요하다.
초퍼(26)를 제어하기 위해, 배터리 제어 유닛(30)이 제공된다. 상기 배터리 제어 유닛(30)은 제어 값들, 특히 서비스 제어 유닛(22)의 제어 설정값들을 수신한다. 특히, 배터리 충전 제어 유닛(30)은 각각의 어큐뮬레이터(28)가 충전되어야 하는지 또는 방전되어야 하는지의 여부 또는 상기 어큐레이터가 충전되지도 방전되지도 않아야 하는지의 여부에 대한 제어 설정값들을 얻을 수 있다.
서비스 제어 유닛(22)은 전술한 신호 경로와 더불어 예컨대 하나 또는 다수의 어큐뮬레이터의 충전 상태에 대한 다른 정보도 얻을 수 있다.
초퍼(26)를 제어하기 위해, 배터리 제어 유닛(30)은 또한 어큐뮬레이터(28) 로의 또는 어큐뮬레이터로부터의 각각의 충전 전류 또는 방전 전류에 대한 정보 및 어큐뮬레이터(28)의 충전 전압 또는 전압에 대한 정보를 얻는다. 이를 위해, 상응하는 전압 및 상응하는 전류가 배터리 측정 지점(32)에서 측정되고 배터리 제어 유닛(30) 내로 입력된다. 배터리 측정 지점을 통해 전압, 전류 및 전력이 검출될 수 있다.
도 1은 예시적으로 2개의 어큐뮬레이터들(28)을 도시한다. 바람직하게는 어큐뮬레이터, 특히 전기차의 리튬 이온 어큐뮬레이터가 사용되며, 상응하게 충전 및/또는 방전된다.
도 1의 충전 장치를 풍력 발전 시설에 접속하기 위해, 접속점(34)이 제공된다. 이를 통해 풍력 발전 시설은 충전 장치(1)의 중간 DC 전압 회로(6)와 접속될 수 있다. 풍력 에너지가 회전자 및 발전기에 의해 전기 교류로 변환되고, 상기 교류가 정류된 다음 접속점(34)에 의해 중간 DC 회로(24)로 전달될 수 있는 실시예가 제시된다.
도 2의 충전 장치가 도 1의 충전 장치(1)에 실질적으로 상응한다. 더 명확히 나타내기 위해, 도 2의 도면 부호는 끝에서 두 자리 또는 끝자리가 도 1의 충전 장치(1)의 대응 부재의 도면 부호에 상응하므로, 상응하는 부재의 설명에 있어서 도 1이 참고된다.
따라서, 충전 장치(201)는 공급 유닛(202) 및 다수의 어큐뮬레이터 유닛(204)을 포함하며, 상기 배터리 유닛들 중 단 하나의 배터리 유닛만이 예시적으로 도시된다. 예시적인 어큐뮬레이터 유닛(204)에 대해 도시된 접속들은 도시되지 않은 다른 재충전 가능한 배터리 유닛에도 제공된다. 이는 어큐뮬레이터 유닛(204)과 접속된 전기 어큐뮬레이터(228)에도 적용된다. 어큐뮬레이터 유닛(204)은 초퍼(226)를 포함하고, 상기 초퍼는 부스트 컨버터 및 벅 컨버터를 포함하며 배터리 제어 유닛(230)에 의해 제어된다. 전압, 전류 및 전력을 검출하기 위해, 배터리 측정점(232)이 배치된다.
초퍼(226)는 중간 DC 회로(206)를 통해 공급 유닛(202) 및 그에 따라 컨버터(208)에 접속된다. 컨버터(208)의 제어는 컨버터 제어 유닛(216)을 통해 이루어지고, 상기 컨버터 제어 유닛(216)은 중간 회로 측정점(224)에서 전압, 전류 및/또는 전력을 검출한다. 컨버터(208)는 중간 DC 회로(206)로부터 3상 교류 전압 출력부(240)로의 그리고 그 반대로의 전력 흐름(유효 전력 및 무효 전력)을 보장하고, 상기 교류 전압 출력부(240)에는 초크(210) 및 메인 필터(242)가 접속된다. 전압 검출, 특히 메인 전압 검출을 위한 측정점에, AC 그리드(214)에 대한 차단을 가능하게 하는 스위치(244)가 제공된다. 메인 전압 검출 또는 메인 검출은 메인 검출부(218)에 의해 이루어지고, 상기 메인 검출부(218)는 기능 면에서 도 1의 충전 유닛(1)의 레퍼런싱 유닛(18)과 유사하다. 메인 검출부(218)는 소위 FACTS-제어부 또는 제어 유닛(222)과 긴밀하게 접속되고, 상기 제어 유닛(222)은 도 1의 충전 장치(1)의 서비스 제어 유닛(22)와 유사하다. FACTS-제어 유닛(222)은 메인 검출부(218)와 함께 독자적인 유닛으로서 간주될 수 있고, 공급 유닛(202) 및 어큐뮬레이터 유닛(204)과 통신한다.
또한, 도 2의 충전 장치(201)는 메인 접속을 위해 AC 그리드(214)와의 접속을 위한 변압기(212)를 사용한다.
도 2에는 중간 DC 회로(206)를 통해 풍력 발전 시설(250)과의 접속이 옵션으로서 도시된다. 타워(256)가 도시된 풍력 발전 시설(250)은 3상 교류를 발생시키는 발전기(252)를 포함하고, 상기 교류는 정류기(254)에 의해 정류된다. 상기 정류기(254)에 의해 중간 DC 회로(206)와의 전기적 접속(258)이 제공된다.
풍력 발전 시설(250)의 제어는 풍력 발전 시설 제어부(260)를 통해 이루어진다. 상기 풍력 발전 시설 제어부(260) 상위에 제어 레벨(262)이 있고, 상기 제어 레벨은 설정값들을 풍력 발전 시설 제어부(260)로 전달할 수 있다. 이 설정값들은 유효 전력이 AC 그리드(214) 내로 송출되거나 또는 이로부터 인출되는지의 여부, 및/또는 무효 전력이 AC 그리드 내로 공급되거나 또는 이로부터 인출되는지의 여부와 어느 정도 공급되거나 인출되는지를 설정할 수 있다. 상응하는 설정값들은 풍력 발전 시설 제어부(260)로부터 FACTS-제어부(222)로 전달될 수 있다. 따라서, FACTS 제어부(222)에 의해, 접속된 어큐뮬레이터(228)의 방전 및/또는 충전의 조정 및 AC 그리드 내로 또는 AC 그리드로부터 유효 전력 및/또는 무효 전력의 공급 또는 인출이 가능하다.
1 충전 장치
2 공급 유닛
4 재충전 가능한 배터리 유닛
6 중간 DC 회로
8 변환기
14 AC 그리드
22 서비스 제어 유닛
28 전기 저장기
30 배터리 제어 유닛
250 풍력 발전 시설

Claims (20)

  1. 전기차의 전기 저장기들(28)을 충전하는 충전 장치(1)에 있어서,
    상기 충전 장치는
    - 전기 에너지를 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 공급 유닛(2)을 포함하고, 상기 공급 유닛은
    - 중간 회로 전압을 가진 전기 에너지를 중간 저장하기 위한 전기 중간 DC 전압 회로(6), 및
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)의 직류 또는 직류 전압을 상기 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 교류로 변환하기 위한, 그리고 상기 전기 AC 전압망(14)로부터 나온 교류를 상기 중간 DC 전압 회로(6) 내로 공급하기 위한 직류 또는 직류 전압으로 변환하기 위한 인버터(8)를 포함하고,
    상기 충전 장치는 또한
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)로부터 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 충전하기 위한 또는 상기 중간 DC 전압 회로(6)로 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 방전하기 위한 어큐뮬레이터(accumulator) 유닛(4)을 접속하기 위한 적어도 하나의 충전 접속부 또는 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함하며,
    상기 공급 유닛(2)은 무효 전력을 상기 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위해 제공되고, 풍력 발전 시설(250)의 공급 유닛이 상기 공급 유닛(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 공급 유닛(2)은 사분면 작동을 위해 설계되고, 즉 선택적으로 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급 유닛(2)은 사분면 작동을 위해 설계되고, 즉 유효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급 유닛(2)은 상기 중간 회로 전압을 미리 정해질 수 있는 값으로 제어하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 AC 전압망(14) 내로 공급될 또는 그로부터 인출될 유효 전력을 설정하기 위한 유효 전력 참조값을 입력하기 위해, 또는 상기 AC 전압망 내로 공급될 또는 그로부터 인출될 무효 전력을 설정하기 위한 무효 전력 참조값을 입력하기 위해 입력 인터페이스가 제공되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)은 상기 중간 DC 전압 회로(6)와 전기 접속되고, 상기 충전 장치(1) 및 상기 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)이 상기 중간 회로 전압의 변동과 관련해서 민감하지 않게 설계되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 충전 장치는 상기 공급 유닛(2) 및 상기 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)의 제어를 코디네이트하기 위한 서비스 제어 유닛(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)은
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)와 접속되며 상기 전기 저장기(28)의 적어도 부분적인 충전을 위한 충전 전류를 제어하기 위한 벅 컨버터(26) 또는
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)와 접속되며 상기 전기 저장기(28)의 적어도 부분적인 방전을 위한 방전 전류를 제어하기 위한 부스트 컨버터(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)은 어큐뮬레이터 제어 유닛(30)을 포함하고,
    상기 어큐뮬레이터 제어 유닛(30)은
    부스트 컨버터를 제어하기 위한,
    벅 컨버터를 제어하기 위한, 또는
    - 충전 또는 방전 전류,
    - 상기 어큐뮬레이터 유닛에 접속된 전기 저장기의 전기 충전 전압,
    - 충전 또는 방전 전력 또는
    - 상기 어큐뮬레이터 유닛에 접속된 전기 저장기의 충전 상태
    를 검출하기 위한 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 각각 하나의 전기 저장기(28)의 적어도 부분적인 충전 또는 방전을 위한 다수의 어큐뮬레이터 유닛들(4)이 제공되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급 유닛(2)이 풍력 발전 시설(250)에 접속하도록 제공됨으로써, 상기 풍력 발전 시설(250)과 상기 중간 DC 전압 회로(6) 사이의 전기 접속이 형성되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    - 풍력 발전 시설을 포함하고 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함한 작동 모드,
    - 풍력 발전 시설을 포함하지 않고 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함한 작동 모드,
    - 풍력 발전 시설을 포함하고 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함하지 않는 작동 모드, 또는
    - 풍력 발전 시설을 포함하지 않고 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함하지 않는 작동 모드
    를 선택하기 위한 스위칭 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 따른 충전 장치(1)를 포함하는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력 발전 시설(250).
  14. - 제 1항 또는 제 2항에 따른 충전 장치(1), 및
    - 상기 충전 장치(1)에 접속된 적어도 하나의 전기 저장기(28)를 포함하고, 바람직한 전기 저장기(28)는 충전된 상태에서 전기 차의 완전히 또는 부분적으로 방전된 전기 저장기(28)를 교체하기 위해 제공되는 전기 충전소.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전기 충전소는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력 발전 시설(250)을 포함하고,
    상기 풍력 발전 시설(250)은 상기 충전 장치(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 충전소.
  16. 전기 차의 전기 저장기(28)를 충전하기 위한 충전 장치(1)의 공급 유닛(2)으로서 사용되는 풍력 발전 시설(250)의 공급 유닛(202)에 있어서,
    상기 공급 유닛(2)은
    - 중간 회로 전압을 가진 전기 에너지를 중간 저장하기 위한 전기 중간 DC 전압 회로(6) 및
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)의 직류 또는 직류 전압을 전기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 교류로 변환하기 위한, 그리고 상기 전기 AC 전압망(14)으로부터 나온 교류를 상기 중간 DC 전압 회로(6) 내로 공급하기 위한 직류 또는 직류 전압으로 변환하기 위한 인버터(8)를 포함하고,
    상기 중간 DC 전압 회로(6)로부터 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 충전하기 위해 또는 상기 중간 DC 전압 회로(6)로 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 방전하기 위해, 상기 중간 DC 전압 회로(6)와 접속된 하나의 어큐뮬레이터 유닛 또는 각각 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)이 사용되는 것을 특징으로 하는 공급 유닛(202).
  17. AC 전압망(14)에 접속된, 전기차의 전기 저장기(28)의 충전 또는 방전을 위한 충전 장치(1)의 제어 방법에 있어서,
    - 유효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하는 것, 또는 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하는 것, 또는 유효 및 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하는 것을 설정하는 사전설정 정보를 수신하는 단계, 및
    - 상기 사전설정 정보에 따라 유효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하기 위해, 또는 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하기 위해, 또는 유효 및 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하거나 또는 그로부터 인출하기 위해 상기 충전 장치(1)를 제어하는 단계, 또는
    - 상기 사전설정 정보에 따라 상기 전기 저장기(28)들 중 적어도 하나가 적어도 부분적으로 충전 또는 방전되도록 상기 충전 장치(1)를 제어하는 단계
    를 포함하고,
    공급 및 인출을 위하여 풍력 발전 시설(250)의 공급 유닛(2)이 사용되는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 복수의 상기 전기 저장기들(28)이 상기 충전 장치(1)에 접속되고, 각각 하나의 전기 저장기(28)가 어큐뮬레이터 유닛(4)에 접속되고, 상기 전기 저장기들(28)은 각각 개별적으로 충전 또는 방전되는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어 방법.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전 장치(1)가 제어되고 또는 상기 충전 장치(1)가 풍력 에너지로부터 전기 에너지를 생성하기 위한 풍력 발전 시설(250)과 접속되며, 이용 가능한 풍력 에너지에 따라 또는 상기 사전설정 정보에 따라 상기 전기 저장기들(28) 중 적어도 하나가 풍력 에너지로부터 생성된 전기 에너지로 충전되는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어 방법.
  20. 제 17항 또는 제 18항에 있어서, 상기 충전 장치(1)는
    - 전기 에너지를 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 공급 유닛(2)을 포함하고, 상기 공급 유닛은
    - 중간 회로 전압을 가진 전기 에너지를 중간 저장하기 위한 전기 중간 DC 전압 회로(6), 및
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)의 직류 또는 직류 전압을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위한 교류로 변환하기 위한, 그리고 상기 AC 전압망(14)로부터 나온 교류를 상기 중간 DC 전압 회로(6) 내로 공급하기 위한 직류 또는 직류 전압으로 변환하기 위한 인버터(8)를 포함하고,
    상기 충전 장치는 또한
    - 상기 중간 DC 전압 회로(6)로부터 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 충전하기 위한 또는 상기 중간 DC 전압 회로(6)로 상기 전기 저장기들(28) 중 하나를 적어도 부분적으로 방전하기 위한 어큐뮬레이터(accumulator) 유닛(4)을 접속하기 위한 적어도 하나의 충전 접속부 또는 적어도 하나의 어큐뮬레이터 유닛(4)을 포함하며,
    상기 공급 유닛(2)은 무효 전력을 상기 AC 전압망(14) 내로 공급하기 위해 제공되고, 풍력 발전 시설(250)의 공급 유닛이 상기 공급 유닛(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 충전 장치의 제어 방법.
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