WO2016071237A1 - Energy management of a fleet of electric vehicles - Google Patents

Energy management of a fleet of electric vehicles Download PDF

Info

Publication number
WO2016071237A1
WO2016071237A1 PCT/EP2015/075299 EP2015075299W WO2016071237A1 WO 2016071237 A1 WO2016071237 A1 WO 2016071237A1 EP 2015075299 W EP2015075299 W EP 2015075299W WO 2016071237 A1 WO2016071237 A1 WO 2016071237A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
maximum
energy system
power
minimum
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/075299
Other languages
French (fr)
Inventor
Franck BOURRY
Hervé GUILLOU
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Publication of WO2016071237A1 publication Critical patent/WO2016071237A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply

Definitions

  • the invention relates to the energy management of a system comprising a set of recharging terminals for electric vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, in particular photovoltaic or wind, and possibly associated with a device.
  • energy storage that we will call stationary energy storage device to differentiate it from the batteries of mobile electric vehicles.
  • Energy management focuses on recharging a fleet of electric vehicles through the system described.
  • the invention relates to both an energy management method and a system implementing this management method.
  • infrastructures are set up to offer a sufficient number of charging stations, adapted to the size of the fleet of electric vehicles.
  • These infrastructures often integrate their own renewable energy source, to gain autonomy and to reach a reasonable cost without overly demanding the existing electricity sector, whose sources of energy production are not always planned to meet if necessary a large fleet of electric vehicles.
  • These charging stations can for example be in the form of a shelter whose roof is covered with photovoltaic panels, which power electrical terminals installed under the shelter at parking spaces, to allow the charging of electric vehicles when from their parking.
  • a stationary energy storage device with an intermittent source of energy production, to form a global energy production system, often called a hybrid system.
  • the stationary storage device of a hybrid system then plays, by its nature, a buffer role making it possible to alternate phases of storage of the energy produced by the intermittent energy source and of the phases of restitution of this energy, in order to achieve production in time more stable and easier to operate.
  • the stationary energy storage device also provides additional flexibility for energy management related to the charging of electric vehicles. Indeed, the storage can for example be unloaded to limit the power requirements related to the charging of electric vehicles.
  • all of these changes significantly change the overall electrical infrastructure, which is characterized by the increase in the number of electric vehicles combined with the increase in the number of renewable energy sources. There is a need to adapt the management of energy systems to these changes in the overall electricity infrastructure.
  • a general object of the invention is to propose an optimized solution for managing an energy system comprising a set of charging stations for electric vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, and possibly associated with a stationary energy storage device.
  • the invention is based on a method of managing an energy system comprising a set of battery charging terminals and batteries of a fleet of electric motor vehicles able to connect to one of said charging stations, possibly one or more renewable energy production devices, and possibly one or more stationary energy storage devices, characterized in that it comprises a modeling phase of the operation of the energy system over a future period, which comprises the repetition of next steps for several future times of the future period:
  • the method of managing an energy system may include the following steps implemented for several future times of the future period:
  • the step of determining the maximum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the maximum powers that can be absorbed by each component of the energy system;
  • the step of determining the minimum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the minimum powers that can be absorbed by each component of the energy system;
  • the step of determining the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti is calculated by the sum of the maximum energies that can be accumulated by each component of the energy system between the initial moment and the instant ti;
  • the method of managing an energy system can comprise a preliminary step of storing individual data relating to all or part of the components of the energy system, among which:
  • a maximum power load and / or discharge of a stationary energy storage device A charge and / or discharge efficiency of a stationary energy storage device;
  • a downward regulation parameter of future energy production by a renewable energy production device is a downward regulation parameter of future energy production by a renewable energy production device.
  • the management method may comprise a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period by taking as values the maximum power of charge of the battery at times for which the battery is connected to a charging terminal and a zero value for the other instants, and / or may comprise a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period by taking as its values maximum discharge power at times for which the battery is connected to a charging terminal if it is bi-directional in nature and a null value if it is of a one-way nature, and a zero value for the other instants.
  • the management method may include a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a stationary energy storage device by taking as value the maximum and constant load power over the entire future period, and / or can include a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a stationary energy storage device taking as value the maximum and constant discharge power over the entire future period.
  • the management method may comprise a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a renewable energy production device, this absorbed power being negative, taking as value the value obtained by an estimation model of the future energy production in the future period by the renewable energy production device, and / or may include a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a renewable energy production device while taking as value the result of a calculation including the application of a downregulation parameter of the estimated future energy production.
  • the management method may comprise a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is recharged at the earliest and with the maximum power after its connection. at a charging terminal, and / or may comprise a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the future period, considering that it is recharged at the latest with the power maximum after being connected to a charging terminal.
  • the management method may comprise a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a two-way battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is recharged at the earliest with the maximum power up to its maximum state of charge, at a state of charge higher than that desired by the user of the motor vehicle, and then it is discharged at the latest with the maximum power of discharge to reach the state of charge desired at the moment starting point of the motor vehicle, and / or may include a step of estimating the energy minimum that can be accumulated by a two-way battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is discharged at the earliest with the maximum power of discharge to its minimum state of charge, then that it is charged to later with the maximum load power to reach the desired state of charge at the time of departure of the motor vehicle.
  • the management method may include a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a stationary energy storage device assuming that it is loaded at the earliest to the maximum power load, until it reaches its maximum state of charge, and / or may include a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a stationary energy storage device assuming that it is discharged at the earliest to the maximum discharge power until it reaches its minimum state of charge.
  • the management method may comprise a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device by taking as value its estimated future production at the maximum power and / or may comprise a step of estimation of the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device by taking as value the result of a calculation including the application of a downward regulation parameter of the estimated future energy production .
  • the management method may include a step of determining the maximum possible decrease of energy of the energy system between two times.
  • the management method may comprise a step of defining operating instructions of an energy system to define optimized operating points of the energy system over the period future, respecting the limits set by the maximum and minimum power and energy defined by the modeling phase.
  • the invention also relates to a data storage medium readable by a computer on which is recorded a computer program comprising software means for implementing the steps of the management method as defined above.
  • the invention also relates to a management unit of an energy system, characterized in that it comprises hardware and software components, and a communication device capable of communicating with a renewable energy production device and charging terminals. charge, and in that it implements a management method of an energy system as defined above.
  • the invention also relates to an energy system comprising at least one set of battery charging terminals and batteries of a fleet of electric motor vehicles able to connect to one of said charging stations, possibly one or more devices for generating electricity.
  • renewable energy and optionally one or more stationary energy storage device, characterized in that it comprises a management unit which implements a management method as defined above.
  • Figure 1 shows an energy system according to one embodiment of the invention.
  • the example illustrated in this figure includes a photovoltaic power generation system and a stationary energy storage system.
  • Figures 2 to 4 show the evolution curves of the maximum and minimum powers for several motor vehicles according to an example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents the curves of evolution of the maximum and minimum power of all the motor vehicles according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 6 represents the evolution curves of the maximum and minimum power of a storage component according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 7 represents the curves of evolution of the maximum and minimum power of a device for producing renewable energy according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 8 represents the evolution curves of the maximum and minimum power of the energy system according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIGS. 9 and 11 represent the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energies for two monodirectional motor vehicle batteries according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 10 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energies for a bidirectional battery of a motor vehicle according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 12 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy for a storage component according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 13 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy of a device for producing renewable energy according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 14 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy of the energy system according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 15 represents the analysis of the maximum energy reduction of the energy system between two instants according to the example illustrating the embodiment of the invention.
  • FIG. 16 schematically represents an algorithm of the energy production management method according to one embodiment of the invention.
  • the invention is concerned with an energy system comprising a set of charging stations for electric vehicles, and batteries of a fleet of motor vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, and possibly associated with a stationary energy storage device.
  • the invention first makes it possible to model and formulate the flexibility for such an energy system, and to optimize the control of the various components of this system by exploiting this flexibility.
  • This energy system is also connected to a global electrical infrastructure, through a link to the "sector".
  • a source of renewable energy production from the energy system can interact with the rest of the overall electrical installation, either to provide it with electrical energy if its production is in excess, or to draw electrical energy if it is insufficient.
  • FIG. 1 thus illustrates such an energy system 1 according to one embodiment of the invention.
  • this energy system 1 illustrated in this figure comprises a photovoltaic production system in the form of a shelter 7 comprising photovoltaic panels, forming a source of renewable energy production 2, and a stationary energy storage device.
  • This source supplies the charging terminals 3, on which batteries 4 of electric vehicles can be electrically connected for the implementation of their recharge.
  • the energy system 1 further comprises a stationary energy storage device 5, for example a battery.
  • the system comprises three families of energy components: the batteries 4 of a fleet of electric vehicles, a source of renewable energy production 2, and a stationary energy storage device. These components are interconnected by different electrical connections 6.
  • the energy system 1 is connected to an overall external electrical infrastructure by an electrical connection 13.
  • This electrical infrastructure includes an electricity distribution network 1 5, connected to 6.
  • this external electrical infrastructure may include other energy systems similar to the energy system 1 considered, which could then also be managed by the management method according to the invention, and any other component of production and / or energy consumption.
  • the energy system 1 further comprises a management unit 10, or central unit, which forms the intelligence of the system, and which is in the form of at least one computer, on which is installed a management software of the energy system connected to the various components of the system by communication devices 1 1 to be able to transmit commands and act on the operation of the energy system 1, through actuators for example.
  • the management unit 10 determines in particular the energy that must be transmitted or restored by the energy system 1 with the outside.
  • this management unit defines instructions for the electrical quantities of the energy system, thus defining its operating point. Controls of the management unit 10 make it possible for example to initiate or stop charging a battery 4 of a motor vehicle, to recover energy stored in one of these batteries 4 to direct it outwards. of the energy system for example, storing or recovering energy from the stationary energy storage device, to increase or reduce the power produced by the renewable energy source 2, etc.
  • the management unit 10 may also receive digital data from the components of the energy system, for example defining their electrical state, such as the state of charge of a storage device, the voltage and / or the current at their terminals. , power and output energy, etc., for example from measurement sensors and via communication devices 11. Note that this management unit 10 may be physically near the components of the energy system or remotely, in which case it supervises and controls the remote system.
  • the management unit 10 notably comprises a prediction module 21 which implements a prediction calculation of the electricity production, in particular that which will be produced and available by the renewable energy source 2.
  • This prediction module 21 can also implement a prediction calculation of the arrival and / or departure of electric vehicles in the charging device.
  • This prediction module 21 then includes a forecast of the need related to the use of electric vehicles.
  • This prediction module 21 can operate locally and autonomously and / or from information, and / or calculations made remotely on a remote server not shown, connected to the management unit 10 by a communication device.
  • the management unit 10 further comprises a modeling module 22 and an optimization module 23 which comprise the functions and the algorithms for automatically defining the data necessary for the optimization of the energy system, according to a management method. which will be described below, and which is schematically illustrated by the flowchart of Figure 1 6.
  • the invention is illustrated in the case of a fleet of electric vehicles as an example.
  • Such an electric vehicle can be a bike electric, an electric car, a segway, an electric scooter, etc.
  • the invention could easily be transposed to any electrical device equipped with a battery for its power supply, and requiring recharging phases of its battery.
  • each vehicle is equipped with a single battery.
  • the process could of course be applied similarly to vehicles with multiple batteries.
  • the management unit 10 of the energy production system therefore implements a method for managing the energy system 1. For this, the method considers a future period on which the operating conditions of the energy system will be predefined in advance.
  • the energy interaction of the energy system with the rest of the global infrastructure to which it is connected will be predefined.
  • the future period may be of a predefined duration once and for all as a process constant, for example the next day of 24H, as will be illustrated in the example considered hereinafter, or be defined by an operator by the intermediate of a man-machine interface.
  • the energy system management method defines the optimal operation of the energy system 1 according to selected optimization criteria.
  • the management method comprises a prior step E8 for obtaining characteristic data of each component of the energy system.
  • This data can be stored in a database or a simple electronic memory system, and transmitted by an operator or the component itself automatically.
  • the state of charge of electric vehicles can be given by the user of the vehicle.
  • some of these data may be estimated or calculated by the management unit 1 0 of the energy system.
  • the following table illustrates by way of example the useful data for each battery of motor vehicles of the fleet of vehicles of the energy system.
  • the fleet is composed of three vehicles VE1, VE2, VE3 over the future period considered, 24 hours.
  • the quantities of energy contained in the batteries of the vehicles can be known within each vehicle on arrival, for example stored and processed by a computer on board the motor vehicle, and automatically transmitted to the energy system.
  • each driver may have entered the energy, or in an equivalent manner the state of charge, he needs at his departure, as well as his expected arrival and departure times.
  • Other data in particular those relating to the conditions of charge and discharge of a battery, are provided by the manufacturer of the batteries concerned, and automatically stored in an electronic memory of the motor vehicle and / or the fleet manager of vehicles automobiles, and automatically transmitted to the energy system 1, more specifically to its management unit 10.
  • the future production of the renewable energy production device 2 is estimated, according to any existing estimation method, in particular from meteorological data and pre-established models, within the prediction module 21 of the management unit.
  • a parameter of downregulation of the production of energy can be taken into account, which makes it possible to take into account the possibility or not of reducing the production of the device.
  • This parameter may for example correspond to the ratio of the production that can be achieved in the case of the highest downward modulation compared to the peak power point (MPPT) production. If, for example, the output predicted over a given period is 10 kW and the down-regulation parameter is 0.3, the predicted minimum power is 3 kW. In the case of a photovoltaic type production device, this down-regulation parameter can now be close to zero because the new inverter technologies offer this feature of decreased production.
  • the management method determines a global model of the energy system 1, considered as a single energy unit, from the individual characteristics of its various energy components, through the modeling module 22 of the management unit 10. More precisely, this modeling establishes limits of the evolution of power and energy of the energy system as a function of time over the future period considered, which sets a framework for the future management of the energy system over the said period. This future period is the period for which flexibility is modeled.
  • the electrical power for a given component of the energy system is positive when this component consumes energy, and negative when this component produces energy.
  • the power of the energy system is positive when a power, drawn from the external electrical infrastructure by the electrical connection 13, is consumed by the energy system, negative otherwise.
  • the energy is positive when it is received by the energy system, negative otherwise.
  • the modeling of the energy system is based on the following four steps:
  • E14 determination of a temporal evolution of the maximum power that can be absorbed by the energy system over the future period
  • E1 6 determination of a temporal evolution of the minimum power that can be absorbed by the energy system over the future period
  • E20 determination of a temporal evolution of the minimum energy that can be accumulated by the energy system over the future period.
  • the minimum power that can be absorbed corresponds, if it is negative, to the maximum power, in absolute value, which can be supplied to the outside by the energy system.
  • a negative power corresponds to a power transmitted from the energy system to the sector.
  • the minimum energy that can be accumulated can be, in absolute value if it is negative, a maximum energy that can be restored on the sector.
  • a negative energy corresponds to an energy transmitted from the energy system to the sector.
  • the management method implements a step E10 of determining the temporal evolution of a maximum and minimum power for each component of the energy system according to the embodiment, c that is to say each motor vehicle battery, each renewable energy production device, each stationary storage device.
  • the evolution curve of the maximum power for a battery of a motor vehicle is obtained by taking the value of its maximum load power at the times for which the battery is connected to a terminal 3 of the charging device, and a value of zero for the other instants.
  • the evolution curve of the minimum power of a battery of a motor vehicle is obtained by its discharge power, that is to say the power it can restore, if it is bidirectional nature.
  • this minimum power is zero.
  • FIGS. 2 to 4 represent, by way of example, the evolution curves of the maximum powers P (in kW) 31, 32, 33 and the minimum values 34, 35, 36 for the vehicles VE1, VE2 and VE3 respectively, taking again the numerical values of the example considered previously, as a function of time t over the future period.
  • the second vehicle VE2 is bidirectional in nature, that is to say capable of returning energy, which explains why its minimum power curve 35 takes a negative value during its connection to a charging station. .
  • the two curves 34, 36 of minimum power respectively of the first and third vehicles VE1, VE3 remain at zero throughout the future period.
  • An intermediate step may consist in adding the maximum power curves 31, 32, 33 to obtain a single power curve 37 representing the maximum power of the batteries of the electric vehicles of the fleet.
  • the addition of the minimum power curves 34, 35, 36 makes it possible to obtain a single power curve 38 representing the minimum power load of the battery packs. motor vehicle.
  • Figure 5 shows these intermediate curves 37, 38.
  • FIG. 6 represents, by way of example, the maximum power curve 39 adopted for the stationary energy storage component, which corresponds to its charging power and is constant over the entire future period since this device is still available by nature .
  • Its minimum power curve 40 is constant at its discharge value.
  • FIG. 7 finally represents the evolution curves of the maximum power 41 and the minimum power 42 of the power of the device for producing renewable energy. Because of the chosen convention, the minimum power is negative and corresponds to the maximum power produced (in absolute value) by the energy system. It is obtained by a model of estimation of the future energy production over the future period considered, implemented by the prediction module 21.
  • the maximum power depends on the possibility of reducing the production of renewable energy by the production device: it is obtained via a parameter of downregulation of energy production. In the example shown, it is zero because this output can be reduced to zero. As a variant illustrated by way of example, if this parameter is equal to 0.3, we obtain the maximum power illustrated by curve 43.
  • step E10 which made it possible to obtain the curves illustrated in FIGS. 2, 3, 4, 6 and 7, the method then possesses all the data to carry out the steps E14, E1 6 for determining the curves of FIG. evolution of the maximum power 45 and minimum 46 of the energy system as a whole over the entire future period considered, as represented in FIG. 8 according to the example considered, by aggregation of the various curves obtained previously.
  • the method similarly implements steps of determining the temporal evolution of the energy accumulated in the energy system.
  • the method implements a step E12 of determining the temporal evolution of a maximum and minimum energy accumulated by each component of the energy system, that is to say each motor vehicle battery, each production device of renewable energy, each stationary energy storage device.
  • the maximum energy is determined by assuming that it is recharged at the earliest, with the maximum power, while its minimum energy is determined by assuming that it is recharged at the latest.
  • This approach is particularly applicable to a monodirectional battery, which is the case of the first and third vehicles VE1, VE3, illustrated by FIGS. 9 and 11.
  • a battery of a two-way motor vehicle that is to say, it may have the capacity to discharge by restoring energy to the other components of the energy system and / or the infrastructure the maximum energy is determined by assuming that it is recharged at the earliest with the maximum power, but up to a value of energy quantity greater than that desired by the user of the motor vehicle, then that it is discharged to reach the desired quantity of energy (or state of charge). Moreover, its minimum energy is determined by assuming that it is first discharged, before being loaded at the latest at the desired setpoint.
  • FIG. 10 illustrates this example in the case of the second vehicle VE2.
  • FIGS. 9 to 11 represent the maximum energy curves E (in kWh) 51, 52, 53 and minimum 54, 55, 56 accumulated obtained respectively for each of the batteries of the three motor vehicles VE1, VE2 and VE3. the example considered as a function of time t over the future period.
  • An intermediate step not illustrated may consist in the aggregation of the maximum and minimum energies of all the batteries of the energy system.
  • the maximum energy curve accumulated by the stationary energy storage device is determined by assuming that it is charged at the earliest to the maximum power, until reaching its maximum state of charge.
  • its cumulative minimum energy curve is obtained by discharging the device as soon as possible to the maximum discharge power until reaching its minimum state of charge.
  • FIG. 12 illustrates the maximum cumulative energy 57 and minimum 58 curves obtained by this approach for the stationary storage device 5 according to the example considered.
  • the method then has all the data to proceed to steps E18, E20 of respective determination of the evolution curves of the maximum cumulative energy 61 and minimum 62 of the energy system as a whole over the entire future period considered, as represented in FIG. 14 according to the example considered, by aggregation of the various curves obtained previously.
  • the method makes it possible to define power and energy limits beyond which the energy system can not operate.
  • This has the advantage of delimiting the possible operating points of an energy system as defined and assisting an operator of the energy system in its search for a point of operation, to allow it to converge as quickly as possible to a solution , delineating the field of possible solutions.
  • This modeling which consists in formulating a series of constraints on the power consumed by the various components of the system, as well as on the cumulative energy, is particularly adapted for the methods of management of recharge which rest on an optimization.
  • the method adds an additional condition making it possible to take into account the real possibilities of energy discharge of the energy system. Indeed, all power paths between the limits defined above are not possible in practice. This variant makes it possible to eliminate at least part of these impossible paths, to further reduce the field of research the operating points of the energy system and improve the process.
  • the method implements a step E22 of determining the maximum possible energy reduction between two instants t1 and t2 of the future period considered.
  • dimMax (t1, t2) max [t i, t 2] (E (t)) - min [t1 il2 ] (E (t))
  • E (t) represents the energy accumulated by the energy system at time t.
  • Emax (t) represents the maximum cumulative energy
  • Emin (t) the minimum energy accumulated by the component, at time t.
  • emaxpi 2 ⁇ max [t i 3 ⁇ 4>] (e (t))
  • the energy system can be impacted by a change in energy from a power generation device.
  • the magnitude dimMinpi t 2] is considered, which represents the maximum decrease of the minimum energy accumulated by such a device between times t1 and t2.
  • the curve 63 remains between the upper and lower limits respectively defined by the curves 61 and 62 defined above;
  • an energy system operator When the steps described above have been carried out, grouped together in a so-called modeling phase, an energy system operator will be able to define a future evolution of the operation of the energy system, in a step of defining the operation E30 on the future period of the energy system. To this end, he can add one or more additional conditions resulting from selected optimization criteria, such as the desire for a minimum cost of the energy used, which will allow him to quickly calculate an evolution of the energy system within the predefined limits. by the modeling phase.
  • This modeling which consists of formulating a series of constraints on the power consumed by the various components of the system as well as on the cumulative energy, is particularly suitable for charging management methods that rely on optimization. This result will then be used to define instructions and / or actions on the energy system, to maintain it under the calculated and predefined conditions, by the operator who will manage it in real time or near real time during the period considered.

Abstract

The invention relates to a method for managing an energy system that comprises a set of battery-recharging terminals (3) and batteries (4) of a fleet of electric motor vehicles capable of connecting to one of said recharging terminals (3), optionally one or more devices for generating renewable energy (2), and optionally one or more devices for storing stationary energy (5), characterised in that it includes a phase of modelling the operation of the energy system (1) over a future period, which includes repeating the following steps for a plurality of future instants ti of the future period: (E14) determining the maximum power that can be absorbed by the energy system at an instant ti under consideration; (E16) determining the minimum power that can be absorbed by the energy system at the instant ti under consideration; (E18) determining the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti under consideration; and (E20) determining the minimum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti under consideration.

Description

Gestion énergétique d'une flotte de véhicules électriques  Energy management of a fleet of electric vehicles
L'invention concerne la gestion énergétique d'un système comprenant un ensemble de bornes de recharge de véhicules électriques, éventuellement associé à une ou plusieurs sources de production d'énergie de type intermittente, notamment photovoltaïque ou éolienne, et éventuellement associé à un dispositif de stockage d'énergie que nous appellerons dispositif de stockage d'énergie stationnaire pour le différencier des batteries des véhicules électriques mobiles. La gestion énergétique se focalise sur la recharge d'une flotte de véhicules électriques à travers le système décrit. L'invention concerne à la fois un procédé de gestion énergétique et un système mettant en œuvre ce procédé de gestion. The invention relates to the energy management of a system comprising a set of recharging terminals for electric vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, in particular photovoltaic or wind, and possibly associated with a device. energy storage that we will call stationary energy storage device to differentiate it from the batteries of mobile electric vehicles. Energy management focuses on recharging a fleet of electric vehicles through the system described. The invention relates to both an energy management method and a system implementing this management method.
Le développement des véhicules électriques induit des nouvelles contraintes sur les systèmes énergétiques, ce qui exige une modification spécifique de la gestion énergétique des systèmes énergétiques comprenant une flotte de véhicules électriques. De nombreuses solutions, comme celle décrite dans le document EP2669855, se focalisent spécifiquement sur l'optimisation de la recharge électrique des batteries des véhicules électriques d'une flotte de véhicules électriques. Ces solutions sont insuffisantes en ce qu'elles n'optimisent pas le fonctionnement énergétique global des systèmes énergétiques. The development of electric vehicles introduces new constraints on energy systems, which requires a specific modification of the energy management of energy systems including a fleet of electric vehicles. Many solutions, such as that described in document EP2669855, focus specifically on optimizing the electric charging of electric vehicle batteries in a fleet of electric vehicles. These solutions are insufficient in that they do not optimize the overall energy operation of energy systems.
En parallèle, des infrastructures sont mises en place pour offrir un nombre suffisant de bornes de recharge, adapté au dimensionnement de la flotte de véhicules électriques. Ces infrastructures intègrent souvent leur propre source de production d'énergie, de type renouvelable, pour acquérir une certaine autonomie et atteindre un coût raisonnable sans trop solliciter le secteur électrique existant, dont les sources de production d'énergie ne sont pas toujours prévues pour répondre au besoin d'une flotte importante de véhicules électriques. Ces bornes de recharge peuvent par exemple se présenter sous la forme d'un abri dont le toit est couvert de panneaux photovoltaïques, qui alimentent des bornes électriques installées sous l'abri au niveau de places de stationnement, pour permettre la recharge des véhicules électriques lors de leur stationnement. In parallel, infrastructures are set up to offer a sufficient number of charging stations, adapted to the size of the fleet of electric vehicles. These infrastructures often integrate their own renewable energy source, to gain autonomy and to reach a reasonable cost without overly demanding the existing electricity sector, whose sources of energy production are not always planned to meet if necessary a large fleet of electric vehicles. These charging stations can for example be in the form of a shelter whose roof is covered with photovoltaic panels, which power electrical terminals installed under the shelter at parking spaces, to allow the charging of electric vehicles when from their parking.
De manière plus générale, les infrastructures de production électrique évoluent, et l'utilisation des sources de production d'énergie renouvelable, comme à base de composants photovoltaïques et/ou d'éoliennes, se développe de plus en plus. De telles sources de production d'énergie présentent la particularité d'être intermittentes, c'est-à-dire qu'elles ne produisent pas une énergie constante avec le temps. Cette intermittence complique leur utilisation, complique la maîtrise d'une production en correspondance avec la demande. More generally, power generation infrastructures are evolving, and the use of renewable energy sources, such as photovoltaic components and / or wind turbines, is growing more and more. Such sources of energy production have the distinction of being intermittent, that is to say that they do not produce a constant energy over time. This intermittency complicates their use, complicates the control of a production in correspondence with the demand.
Pour atténuer ce phénomène d'intermittence, il est connu d'associer un dispositif de stockage d'énergie stationnaire à une source de production d'énergie intermittente, pour former un système global de production d'énergie, souvent appelé système hybride. Le dispositif de stockage stationnaire d'un système hybride joue alors par sa nature un rôle tampon permettant d'alterner des phases de stockage de l'énergie produite par la source d'énergie intermittente et des phases de restitution de cette énergie, pour atteindre une production dans le temps plus stable et plus facile à exploiter. Le dispositif de stockage d'énergie stationnaire permet aussi d'apporter une flexibilité supplémentaire pour la gestion d'énergie liée à la recharge des véhicules électriques. En effet, le stockage peut par exemple être déchargé pour limiter les besoins de puissance liés à la recharge de véhicules électriques. Finalement, toutes ces évolutions modifient fortement l'infrastructure électrique globale, ce qui se caractérise par l'augmentation du nombre de véhicules électriques combinée avec l'augmentation du nombre de sources de production d'énergie renouvelable. Il existe un besoin d'adapter la gestion des systèmes énergétiques à ces évolutions de l'infrastructure électrique globale. To mitigate this phenomenon of intermittency, it is known to associate a stationary energy storage device with an intermittent source of energy production, to form a global energy production system, often called a hybrid system. The stationary storage device of a hybrid system then plays, by its nature, a buffer role making it possible to alternate phases of storage of the energy produced by the intermittent energy source and of the phases of restitution of this energy, in order to achieve production in time more stable and easier to operate. The stationary energy storage device also provides additional flexibility for energy management related to the charging of electric vehicles. Indeed, the storage can for example be unloaded to limit the power requirements related to the charging of electric vehicles. Finally, all of these changes significantly change the overall electrical infrastructure, which is characterized by the increase in the number of electric vehicles combined with the increase in the number of renewable energy sources. There is a need to adapt the management of energy systems to these changes in the overall electricity infrastructure.
Ainsi, un objet général de l'invention est de proposer une solution optimisée de gestion d'un système énergétique comprenant un ensemble de bornes de recharge de véhicules électriques, éventuellement associé à une ou plusieurs sources de production d'énergie de type intermittente, et éventuellement associé à un dispositif de stockage d'énergie stationnaire. Thus, a general object of the invention is to propose an optimized solution for managing an energy system comprising a set of charging stations for electric vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, and possibly associated with a stationary energy storage device.
A cet effet, l'invention repose sur un procédé de gestion d'un système énergétique comprenant un ensemble de bornes de recharge de batteries et des batteries d'une flotte de véhicules automobiles électriques aptes à se connecter à une desdites bornes de recharge, éventuellement un ou plusieurs dispositifs de production d'énergie renouvelable, et éventuellement un ou plusieurs dispositifs de stockage d'énergie stationnaire, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de modélisation du fonctionnement du système énergétique sur une période future, qui comprend la répétition des étapes suivantes pour plusieurs instants ti futurs de la période future : For this purpose, the invention is based on a method of managing an energy system comprising a set of battery charging terminals and batteries of a fleet of electric motor vehicles able to connect to one of said charging stations, possibly one or more renewable energy production devices, and possibly one or more stationary energy storage devices, characterized in that it comprises a modeling phase of the operation of the energy system over a future period, which comprises the repetition of next steps for several future times of the future period:
- détermination de la puissance maximale qui pourra être absorbée par le système énergétique à un instant ti considéré ;  - determination of the maximum power that can be absorbed by the energy system at a time ti considered;
- détermination de la puissance minimale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti considéré ; détermination de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti considéré ; - determination of the minimum power that can be absorbed by the energy system at time ti considered; determining the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial moment of the future period and the instant ti considered;
détermination de l'énergie minimale qui peut être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti considéré.  determining the minimum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the moment ti considered.
Le procédé de gestion d'un système énergétique peut comprendre les étapes suivantes mises en œuvre pour plusieurs instants ti futurs de la période future : The method of managing an energy system may include the following steps implemented for several future times of the future period:
- calcul d'une puissance maximale et minimale qui pourra être absorbée par chaque composant du système énergétique à un instant ti considéré ;  calculation of a maximum and minimum power that can be absorbed by each component of the energy system at a time ti considered;
- calcul d'une énergie maximale et minimale qui peut être cumulée par chaque composant du système énergétique à un instant ti considéré ; et  calculating a maximum and minimum energy that can be accumulated by each component of the energy system at a time ti considered; and
- l'étape de détermination de la puissance maximale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti est calculée par la somme des puissances maximales qui pourront être absorbées par chaque composant du système énergétique ;  - The step of determining the maximum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the maximum powers that can be absorbed by each component of the energy system;
- l'étape de détermination de la puissance minimale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti est calculée par la somme des puissances minimales qui pourront être absorbées par chaque composant du système énergétique ;  - The step of determining the minimum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the minimum powers that can be absorbed by each component of the energy system;
- l'étape de détermination de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti est calculée par la somme des énergies maximales qui pourront être cumulées par chaque composant du système énergétique entre l'instant initial et l'instant ti ; the step of determining the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti is calculated by the sum of the maximum energies that can be accumulated by each component of the energy system between the initial moment and the instant ti;
l'étape de détermination de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti est calculée par la somme des énergies minimales qui pourront être cumulées par chaque composant du système énergétique entre l'instant initial et l'instant ti. Le procédé de gestion d'un système énergétique peut comprendre une étape préalable de mémorisation de données individuelles relatives à tout ou partie des composants du système énergétique, parmi lesquelles :  the step of determining the minimum energy that can be accumulated by the energy system between the initial moment of the future period and the instant ti is calculated by the sum of the minimum energies that can be accumulated by each component of the energy system between the initial moment and the moment ti. The method of managing an energy system can comprise a preliminary step of storing individual data relating to all or part of the components of the energy system, among which:
- Une heure d'arrivée et/ou de départ d'un véhicule électrique ;  - An hour of arrival and / or departure of an electric vehicle;
- Une quantité d'énergie comprise dans une batterie d'un véhicule automobile à son arrivée et/ou à son départ ; - An amount of energy included in a battery of a motor vehicle on arrival and / or departure;
- Une puissance maximale de recharge d'une batterie d'un véhicule automobile ; - A maximum charging power of a battery of a motor vehicle;
- Un rendement de charge et/ou de décharge d'une batterie d'un véhicule automobile ;  - A charging efficiency and / or discharge of a battery of a motor vehicle;
- Une heure de début et/ou de fin de disponibilité d'un dispositif de stockage d'énergie stationnaire ;  - An hour of start and / or end of availability of a stationary energy storage device;
- Une quantité d'énergie comprise au sein d'un dispositif de stockage d'énergie stationnaire au début de sa disponibilité ;  - A quantity of energy included in a stationary energy storage device at the beginning of its availability;
- Une quantité d'énergie maximale qui peut être comprise au sein d'un dispositif de stockage d'énergie stationnaire ;  - A maximum amount of energy that can be included in a stationary energy storage device;
- Une puissance maximale de charge et/ou de décharge d'un dispositif de stockage d'énergie stationnaire ; Un rendement de charge et/ou de décharge d'un dispositif de stockage d'énergie stationnaire ; - A maximum power load and / or discharge of a stationary energy storage device; A charge and / or discharge efficiency of a stationary energy storage device;
Une estimation de la production d'énergie future par un dispositif de production d'énergie renouvelable ;  An estimate of future energy production by a renewable energy production device;
Un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future par un dispositif de production d'énergie renouvelable.  A downward regulation parameter of future energy production by a renewable energy production device.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en prenant pour valeurs la puissance maximale de charge de la batterie aux instants pour lesquels la batterie est connectée à une borne de charge et une valeur nulle pour les autres instants, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en prenant pour valeurs sa puissance maximale en décharge aux instants pour lesquels la batterie est connectée à une borne de charge si elle est de nature bidirectionnelle et une valeur nulle si elle est de nature monodirectionnelle, et une valeur nulle pour les autres instants. The management method may comprise a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period by taking as values the maximum power of charge of the battery at times for which the battery is connected to a charging terminal and a zero value for the other instants, and / or may comprise a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period by taking as its values maximum discharge power at times for which the battery is connected to a charging terminal if it is bi-directional in nature and a null value if it is of a one-way nature, and a zero value for the other instants.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par un dispositif de stockage d'énergie stationnaire en prenant pour valeur la puissance de charge maximale et constante sur toute la période future, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par un dispositif de stockage d'énergie stationnaire en prenant pour valeur la puissance de décharge maximale et constante sur toute la période future. Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par un dispositif de production d'énergie renouvelable, cette puissance absorbée étant négative, en prenant pour valeur la valeur obtenue par un modèle d'estimation de la production future d'énergie sur la période future par le dispositif de production d'énergie renouvelable, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par un dispositif de production d'énergie renouvelable en prenant pour valeur le résultat d'un calcul comprenant l'application d'un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future estimée. The management method may include a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a stationary energy storage device by taking as value the maximum and constant load power over the entire future period, and / or can include a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a stationary energy storage device taking as value the maximum and constant discharge power over the entire future period. The management method may comprise a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a renewable energy production device, this absorbed power being negative, taking as value the value obtained by an estimation model of the future energy production in the future period by the renewable energy production device, and / or may include a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a renewable energy production device while taking as value the result of a calculation including the application of a downregulation parameter of the estimated future energy production.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tôt et avec la puissance maximale après sa connexion à une borne de charge, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tard avec la puissance maximale après sa connexion à une borne de charge. The management method may comprise a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is recharged at the earliest and with the maximum power after its connection. at a charging terminal, and / or may comprise a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the future period, considering that it is recharged at the latest with the power maximum after being connected to a charging terminal.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par une batterie bidirectionnelle d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tôt avec la puissance maximale jusqu'à son état de charge maximal, à un état de charge supérieur à celui souhaité par l'utilisateur du véhicule automobile, puis qu'elle est déchargée au plus tard avec la puissance maximale de décharge pour atteindre l'état de charge souhaité à l'instant de départ du véhicule automobile, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par une batterie bidirectionnelle d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est déchargée au plus tôt avec la puissance maximale de décharge jusqu'à son état de charge minimal, puis qu'elle est chargée au plus tard avec la puissance maximale de charge pour atteindre l'état de charge souhaité à l'instant de départ du véhicule automobile. The management method may comprise a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a two-way battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is recharged at the earliest with the maximum power up to its maximum state of charge, at a state of charge higher than that desired by the user of the motor vehicle, and then it is discharged at the latest with the maximum power of discharge to reach the state of charge desired at the moment starting point of the motor vehicle, and / or may include a step of estimating the energy minimum that can be accumulated by a two-way battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is discharged at the earliest with the maximum power of discharge to its minimum state of charge, then that it is charged to later with the maximum load power to reach the desired state of charge at the time of departure of the motor vehicle.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par un dispositif de stockage d'énergie stationnaire en supposant qu'il est chargé au plus tôt à la puissance de charge maximale, jusqu'à atteindre son état de charge maximal, et/ou peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de stockage d'énergie stationnaire en supposant qu'il est déchargé au plus tôt à la puissance de décharge maximale, jusqu'à atteindre son état de charge minimal. The management method may include a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a stationary energy storage device assuming that it is loaded at the earliest to the maximum power load, until it reaches its maximum state of charge, and / or may include a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a stationary energy storage device assuming that it is discharged at the earliest to the maximum discharge power until it reaches its minimum state of charge.
Le procédé de gestion peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de production d'énergie renouvelable en prenant pour valeur sa production future estimée à la puissance maximale et/ou peut comprendre une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de production d'énergie renouvelable en prenant pour valeur le résultat d'un calcul comprenant l'application d'un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future estimée. The management method may comprise a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device by taking as value its estimated future production at the maximum power and / or may comprise a step of estimation of the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device by taking as value the result of a calculation including the application of a downward regulation parameter of the estimated future energy production .
Le procédé de gestion peut comprendre une étape de détermination de la diminution maximale possible de l'énergie du système énergétique entre deux instants. Le procédé de gestion peut comprendre une étape de définition de consignes de fonctionnement d'un système énergétique pour définir des points de fonctionnement optimisés du système énergétique sur la période future respectant les limites fixées par les puissance et énergie maximales et minimales définies par la phase de modélisation. The management method may include a step of determining the maximum possible decrease of energy of the energy system between two times. The management method may comprise a step of defining operating instructions of an energy system to define optimized operating points of the energy system over the period future, respecting the limits set by the maximum and minimum power and energy defined by the modeling phase.
L'invention porte aussi sur un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en œuvre des étapes du procédé de gestion tel que défini précédemment. The invention also relates to a data storage medium readable by a computer on which is recorded a computer program comprising software means for implementing the steps of the management method as defined above.
L'invention porte aussi sur un unité de gestion d'un système énergétique, caractérisée en ce qu'elle comprend des composants matériel et logiciel, et un dispositif de communication apte à communiquer avec un dispositif de production d'énergie renouvelable et des bornes de charge, et en ce qu'elle met en œuvre un procédé de gestion d'un système énergétique tel que défini précédemment. The invention also relates to a management unit of an energy system, characterized in that it comprises hardware and software components, and a communication device capable of communicating with a renewable energy production device and charging terminals. charge, and in that it implements a management method of an energy system as defined above.
L'invention porte aussi sur un système énergétique comprenant au moins un ensemble de bornes de recharge de batteries et des batteries d'une flotte de véhicules automobiles électriques aptes à se connecter à une desdites bornes de recharge, éventuellement un ou plusieurs dispositifs de production d'énergie renouvelable, et éventuellement un ou plusieurs dispositif de stockage d'énergie stationnaire, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion qui met en œuvre un procédé de gestion tel que défini précédemment. The invention also relates to an energy system comprising at least one set of battery charging terminals and batteries of a fleet of electric motor vehicles able to connect to one of said charging stations, possibly one or more devices for generating electricity. renewable energy, and optionally one or more stationary energy storage device, characterized in that it comprises a management unit which implements a management method as defined above.
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode d'exécution particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente un système énergétique selon un mode de réalisation de l'invention. En plus des différentes bornes de recharge, l'exemple illustré sur cette figure comprend un système de production d'énergie photovoltaïque et un système de stockage d'énergie stationnaire. These objects, features and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of a particular embodiment made in a non-limiting manner in relation to the appended figures among which: Figure 1 shows an energy system according to one embodiment of the invention. In addition to the various charging stations, the example illustrated in this figure includes a photovoltaic power generation system and a stationary energy storage system.
Les figures 2 à 4 représentent les courbes d'évolution des puissances maximale et minimale pour plusieurs véhicules automobiles selon un exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. Figures 2 to 4 show the evolution curves of the maximum and minimum powers for several motor vehicles according to an example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 5 représente les courbes d'évolution de la puissance maximale et minimale de l'ensemble des véhicules automobiles selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. La figure 6 représente les courbes d'évolution de la puissance maximale et minimale d'un composant de stockage selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 5 represents the curves of evolution of the maximum and minimum power of all the motor vehicles according to the example illustrating the embodiment of the invention. FIG. 6 represents the evolution curves of the maximum and minimum power of a storage component according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 7 représente les courbes d'évolution de la puissance maximale et minimale d'un dispositif de production d'énergie renouvelable selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 7 represents the curves of evolution of the maximum and minimum power of a device for producing renewable energy according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 8 représente les courbes d'évolution de la puissance maximale et minimale du système énergétique selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 8 represents the evolution curves of the maximum and minimum power of the energy system according to the example illustrating the embodiment of the invention.
Les figures 9 et 1 1 représentent les courbes d'évolution des énergies cumulées maximale et minimale pour deux batteries monodirectionnelles de véhicules automobiles selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. La figure 10 représente les courbes d'évolution des énergies cumulées maximale et minimale pour une batterie bidirectionnelle d'un véhicule automobile selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIGS. 9 and 11 represent the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energies for two monodirectional motor vehicle batteries according to the example illustrating the embodiment of the invention. FIG. 10 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energies for a bidirectional battery of a motor vehicle according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 12 représente les courbes d'évolution de l'énergie cumulée maximale et minimale pour un composant de stockage selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. La figure 13 représente les courbes d'évolution de l'énergie cumulée maximale et minimale d'un dispositif de production d'énergie renouvelable selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 12 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy for a storage component according to the example illustrating the embodiment of the invention. FIG. 13 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy of a device for producing renewable energy according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 14 représente les courbes d'évolution de l'énergie cumulée maximale et minimale du système énergétique selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 14 represents the evolution curves of the maximum and minimum cumulative energy of the energy system according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 15 représente l'analyse de la diminution maximale d'énergie du système énergétique entre deux instants selon l'exemple illustrant le mode de réalisation de l'invention. FIG. 15 represents the analysis of the maximum energy reduction of the energy system between two instants according to the example illustrating the embodiment of the invention.
La figure 1 6 représente schématiquement un algorithme du procédé de gestion de la production d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention. FIG. 16 schematically represents an algorithm of the energy production management method according to one embodiment of the invention.
L'invention s'intéresse à un système énergétique comprenant un ensemble de bornes de recharge de véhicules électriques, et des batteries d'une flotte de véhicules automobiles, éventuellement associé à une ou plusieurs sources de production d'énergie de type intermittente, et éventuellement associé à un dispositif de stockage d'énergie stationnaire. L'invention permet d'abord de modéliser et formuler la flexibilité pour un tel système énergétique, et d'optimiser le pilotage des différents composants de ce système en exploitant cette flexibilité. Ce système énergétique est de plus relié à une infrastructure électrique globale, par une liaison au « secteur ». Une source de production d'énergie renouvelable du système énergétique peut interagir avec le reste de l'installation électrique globale, soit pour lui fournir une énergie électrique si sa production est en excès, soit pour puiser une énergie électrique si elle est insuffisante. De plus, les différentes batteries des véhicules électriques de la flotte et le ou les éventuels éléments de stockage stationnaires complémentaires forment des composants de stockage d'énergie susceptibles de consommer de l'énergie pour leur charge, mais aussi d'en restituer au reste du système énergétique et/ou à l'extérieur. Il ressort des explications précédentes qu'un système énergétique considéré par l'invention peut consommer de l'énergie provenant de l'infrastructure électrique extérieure ou lui fournir de l'énergie : ce système énergétique apporte ainsi une flexibilité à une infrastructure électrique à laquelle il est lié, que l'invention va exploiter en définissant un procédé de gestion particulier du système énergétique. La figure 1 illustre ainsi un tel système énergétique 1 selon un mode de réalisation de l'invention. En plus des différentes bornes de recharge 3, ce système énergétique 1 illustré sur cette figure comprend un système de production photovoltaïque se présentant sous la forme d'un abri 7 comprenant des panneaux photovoltaïques, formant une source de production d'énergie renouvelable 2, et un dispositif de stockage d'énergie 5 stationnaire. Cette source alimente les bornes de recharge 3, sur lesquelles des batteries 4 de véhicules électriques peuvent être électriquement connectées pour la mise en œuvre de leur recharge. Le système énergétique 1 comprend de plus un dispositif de stockage d'énergie 5 stationnaire, par exemple une batterie. Ainsi, le système énergétique 1 selon le mode de réalisation comprend trois familles de composants énergétiques : les batteries 4 d'une flotte de véhicules électriques, une source de production d'énergie renouvelable 2, et un dispositif de stockage d'énergie 5 stationnaire. Ces composants sont reliés entre eux par différentes liaisons électriques 6. De plus, le système énergétique 1 est relié à une infrastructure électrique globale extérieure par une connexion électrique 13. Cette infrastructure électrique comprend notamment un réseau de distribution d'électricité 1 5, relié à différentes sources de production d'énergie 1 6. En remarque, cette infrastructure électrique extérieure peut comprendre d'autres systèmes énergétiques similaires au système énergétique 1 considéré, qui pourraient alors aussi être gérés par le procédé de gestion selon l'invention, et tout autre composant de production et/ou de consommation d'énergie. Le système énergétique 1 comprend de plus une unité de gestion 10, ou unité centrale, qui forme l'intelligence du système, et qui se présente sous la forme d'au moins un calculateur, sur lequel est installé un logiciel de gestion du système énergétique, relié aux différents composants du système par des dispositifs de communication 1 1 pour pouvoir transmettre des commandes et agir sur le fonctionnement du système énergétique 1 , par l'intermédiaire d'actionneurs par exemple. L'unité de gestion 10 détermine notamment l'énergie qui doit être transmise ou restituée par le système énergétique 1 avec l'extérieur. Plus généralement, cette unité de gestion définit des consignes pour les grandeurs électriques du système énergétique, définissant ainsi son point de fonctionnement. Des commandes de l'unité de gestion 10 permettent par exemple d'initier ou stopper la charge d'une batterie 4 d'un véhicule automobile, de récupérer de l'énergie stockée dans une de ces batteries 4 pour la diriger vers l'extérieur du système énergétique par exemple, de stocker ou récupérer de l'énergie du dispositif de stockage d'énergie 5 stationnaire, d'augmenter ou réduire la puissance produite par la source de production d'énergie renouvelable 2, etc. L'unité de gestion 1 0 peut aussi recevoir des données numériques provenant des composants du système énergétique, par exemple définissant leur état électrique, comme l'état de charge d'un dispositif de stockage, la tension et/ou le courant à leurs bornes, la puissance et l'énergie de sortie, etc., par exemple à partir de capteurs de mesure et par l'intermédiaire des dispositifs de communication 1 1 . En remarque, cette unité de gestion 10 peut être physiquement à proximité des composants du système énergétique ou à distance, auquel cas elle supervise et commande le système à distance. The invention is concerned with an energy system comprising a set of charging stations for electric vehicles, and batteries of a fleet of motor vehicles, possibly associated with one or more sources of intermittent energy production, and possibly associated with a stationary energy storage device. The invention first makes it possible to model and formulate the flexibility for such an energy system, and to optimize the control of the various components of this system by exploiting this flexibility. This energy system is also connected to a global electrical infrastructure, through a link to the "sector". A source of renewable energy production from the energy system can interact with the rest of the overall electrical installation, either to provide it with electrical energy if its production is in excess, or to draw electrical energy if it is insufficient. In addition, the various batteries of the electric vehicles of the fleet and the or any additional stationary storage elements form energy storage components that can consume energy for their load, but also to return to the rest of the energy system and / or outside. It follows from the preceding explanations that an energy system considered by the invention can consume energy from the external electrical infrastructure or provide it with energy: this energy system thus provides flexibility to an electrical infrastructure to which it is bound, that the invention will exploit by defining a particular method of management of the energy system. FIG. 1 thus illustrates such an energy system 1 according to one embodiment of the invention. In addition to the various charging stations 3, this energy system 1 illustrated in this figure comprises a photovoltaic production system in the form of a shelter 7 comprising photovoltaic panels, forming a source of renewable energy production 2, and a stationary energy storage device. This source supplies the charging terminals 3, on which batteries 4 of electric vehicles can be electrically connected for the implementation of their recharge. The energy system 1 further comprises a stationary energy storage device 5, for example a battery. Thus, the system According to the embodiment, the invention comprises three families of energy components: the batteries 4 of a fleet of electric vehicles, a source of renewable energy production 2, and a stationary energy storage device. These components are interconnected by different electrical connections 6. In addition, the energy system 1 is connected to an overall external electrical infrastructure by an electrical connection 13. This electrical infrastructure includes an electricity distribution network 1 5, connected to 6. In note, this external electrical infrastructure may include other energy systems similar to the energy system 1 considered, which could then also be managed by the management method according to the invention, and any other component of production and / or energy consumption. The energy system 1 further comprises a management unit 10, or central unit, which forms the intelligence of the system, and which is in the form of at least one computer, on which is installed a management software of the energy system connected to the various components of the system by communication devices 1 1 to be able to transmit commands and act on the operation of the energy system 1, through actuators for example. The management unit 10 determines in particular the energy that must be transmitted or restored by the energy system 1 with the outside. More generally, this management unit defines instructions for the electrical quantities of the energy system, thus defining its operating point. Controls of the management unit 10 make it possible for example to initiate or stop charging a battery 4 of a motor vehicle, to recover energy stored in one of these batteries 4 to direct it outwards. of the energy system for example, storing or recovering energy from the stationary energy storage device, to increase or reduce the power produced by the renewable energy source 2, etc. The management unit 10 may also receive digital data from the components of the energy system, for example defining their electrical state, such as the state of charge of a storage device, the voltage and / or the current at their terminals. , power and output energy, etc., for example from measurement sensors and via communication devices 11. Note that this management unit 10 may be physically near the components of the energy system or remotely, in which case it supervises and controls the remote system.
L'unité de gestion 10 comprend notamment un module de prédiction 21 qui met en œuvre un calcul de prédiction de la production d'électricité, notamment celle qui sera produite et disponible par la source d'énergie renouvelable 2. Ce module de prédiction 21 peut aussi mettre en œuvre un calcul de prédiction de l'arrivée et/ou du départ des véhicules électriques dans le dispositif de charge. Ce module de prédiction 21 comporte alors une prévision du besoin lié à l'utilisation des véhicules électriques. Ce module de prédiction 21 peut fonctionner de manière locale et autonome et/ou à partir d'informations, et/ou de calculs réalisés à distance sur un serveur distant non représenté, relié à l'unité de gestion 10 par un dispositif de communication. L'unité de gestion 10 comprend de plus un module de modélisation 22 et un module d'optimisation 23 qui comprennent les fonctions et les algorithmes permettant de définir de manière automatique les données nécessaires à l'optimisation du système énergétique, selon un procédé de gestion qui va être décrit ci-après, et qui est schématiquement illustré par l'organigramme de la figure 1 6. The management unit 10 notably comprises a prediction module 21 which implements a prediction calculation of the electricity production, in particular that which will be produced and available by the renewable energy source 2. This prediction module 21 can also implement a prediction calculation of the arrival and / or departure of electric vehicles in the charging device. This prediction module 21 then includes a forecast of the need related to the use of electric vehicles. This prediction module 21 can operate locally and autonomously and / or from information, and / or calculations made remotely on a remote server not shown, connected to the management unit 10 by a communication device. The management unit 10 further comprises a modeling module 22 and an optimization module 23 which comprise the functions and the algorithms for automatically defining the data necessary for the optimization of the energy system, according to a management method. which will be described below, and which is schematically illustrated by the flowchart of Figure 1 6.
En remarque, l'invention est illustrée dans le cas d'une flotte de véhicules électriques à titre d'exemple. Un tel véhicule électrique peut être un vélo électrique, une voiture électrique, un segway, un scooter électrique, etc. Naturellement, l'invention pourrait être aisément transposée à tout dispositif électrique équipé d'une batterie pour son alimentation, et nécessitant des phases de recharge de sa batterie. De plus, pour des raisons de simplification, il est considéré dans la description que chaque véhicule est équipé d'une seule batterie. Toutefois, le procédé pourrait naturellement être appliqué de manière similaire à des véhicules équipés de plusieurs batteries. L'unité de gestion 10 du système de production d'énergie met donc en œuvre un procédé de gestion du système énergétique 1 . Pour cela, le procédé considère une période future sur laquelle les conditions de fonctionnement du système énergétique vont être prédéfinies à l'avance. Notamment, l'interaction énergétique du système énergétique avec le reste de l'infrastructure globale à laquelle il est connecté sera prédéfinie. La période future peut être d'une durée prédéfinie une fois pour toutes comme une constante du procédé, par exemple la prochaine journée de 24H, comme cela sera illustré dans l'exemple considéré ci-après, ou être définie par un opérateur par l'intermédiaire d'une interface homme machine. De plus, le procédé de gestion du système énergétique définit le fonctionnement optimal du système énergétique 1 selon des critères d'optimisation choisis. As a remark, the invention is illustrated in the case of a fleet of electric vehicles as an example. Such an electric vehicle can be a bike electric, an electric car, a segway, an electric scooter, etc. Naturally, the invention could easily be transposed to any electrical device equipped with a battery for its power supply, and requiring recharging phases of its battery. In addition, for reasons of simplification, it is considered in the description that each vehicle is equipped with a single battery. However, the process could of course be applied similarly to vehicles with multiple batteries. The management unit 10 of the energy production system therefore implements a method for managing the energy system 1. For this, the method considers a future period on which the operating conditions of the energy system will be predefined in advance. In particular, the energy interaction of the energy system with the rest of the global infrastructure to which it is connected will be predefined. The future period may be of a predefined duration once and for all as a process constant, for example the next day of 24H, as will be illustrated in the example considered hereinafter, or be defined by an operator by the intermediate of a man-machine interface. In addition, the energy system management method defines the optimal operation of the energy system 1 according to selected optimization criteria.
Le procédé de gestion comprend une étape préalable E8 d'obtention de données caractéristiques de chaque composant du système énergétique. Ces données peuvent être mémorisées dans une base de données ou une simple mémoire électronique du système, et transmises par un opérateur ou par le composant lui-même de manière automatique. Par exemple, l'état de charge des véhicules électriques peut être donné par l'utilisateur du véhicule. En variante, certaines de ces données peuvent être estimées ou calculées par l'unité de gestion 1 0 du système énergétique. The management method comprises a prior step E8 for obtaining characteristic data of each component of the energy system. This data can be stored in a database or a simple electronic memory system, and transmitted by an operator or the component itself automatically. For example, the state of charge of electric vehicles can be given by the user of the vehicle. Alternatively, some of these data may be estimated or calculated by the management unit 1 0 of the energy system.
Le tableau suivant illustre à titre d'exemple les données utiles pour chaque batterie des véhicules automobiles de la flotte de véhicules du système énergétique. Dans cet exemple, la flotte est composée de trois véhicules automobiles VE1 , VE2, VE3 sur la période future considérée, de 24H. The following table illustrates by way of example the useful data for each battery of motor vehicles of the fleet of vehicles of the energy system. In this example, the fleet is composed of three vehicles VE1, VE2, VE3 over the future period considered, 24 hours.
Figure imgf000018_0001
En remarque, les quantités d'énergie contenues dans les batteries des véhicules peuvent être connues au sein de chaque véhicule à leur arrivée, par exemple mémorisées et traitées par un ordinateur de bord du véhicule automobile, et automatiquement transmises au système énergétique. De plus, chaque conducteur peut avoir renseigné l'énergie, ou de manière équivalente l'état de charge, dont il a besoin à son départ, ainsi que ses horaires d'arrivée et de départ prévus. D'autres données, notamment celles concernant les conditions de charge et de décharge d'une batterie, sont fournies par le fabriquant des batteries concernées, et automatiquement mémorisées dans une mémoire électronique du véhicule automobile et/ou du gestionnaire de la flotte de véhicules automobiles, et transmises automatiquement au système énergétique 1 , plus précisément à son unité de gestion 10.
Figure imgf000018_0001
As a remark, the quantities of energy contained in the batteries of the vehicles can be known within each vehicle on arrival, for example stored and processed by a computer on board the motor vehicle, and automatically transmitted to the energy system. In addition, each driver may have entered the energy, or in an equivalent manner the state of charge, he needs at his departure, as well as his expected arrival and departure times. Other data, in particular those relating to the conditions of charge and discharge of a battery, are provided by the manufacturer of the batteries concerned, and automatically stored in an electronic memory of the motor vehicle and / or the fleet manager of vehicles automobiles, and automatically transmitted to the energy system 1, more specifically to its management unit 10.
Le tableau suivant donne un exemple des données qui peuvent caractériser un composant de stockage d'énergie 5 stationnaire. Ce dernier est disponible sur toute la durée de la période future considérée. The following table gives an example of the data that can characterize a stationary energy storage component. The latter is available for the entire duration of the future period considered.
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
Enfin, la production future du dispositif de production d'énergie renouvelable 2 est estimée, selon toute méthode existante d'estimation, notamment à partir de données météorologiques et de modèles préétablis, au sein du module de prédiction 21 de l'unité de gestion. De plus, un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie peut être pris en compte, qui permet de prendre en compte la possibilité ou non de réduire la production du dispositif. Ce paramètre peut par exemple correspondre au ratio de la production qui peut être atteint dans le cas de la plus forte modulation à la baisse par rapport à la production au point de puissance maximal (MPPT). Si par exemple la production prédite sur une période donnée est de 10 kW et que le paramètre de régulation à la baisse est de 0.3, la puissance minimale prédite est de 3 kW. Dans le cas d'un dispositif de production de type photovoltaïque, ce paramètre de régulation à la baisse peut désormais être proche de zéro car les nouvelles technologies d'onduleurs proposent cette fonctionnalité de diminution de production. Finally, the future production of the renewable energy production device 2 is estimated, according to any existing estimation method, in particular from meteorological data and pre-established models, within the prediction module 21 of the management unit. In addition, a parameter of downregulation of the production of energy can be taken into account, which makes it possible to take into account the possibility or not of reducing the production of the device. This parameter may for example correspond to the ratio of the production that can be achieved in the case of the highest downward modulation compared to the peak power point (MPPT) production. If, for example, the output predicted over a given period is 10 kW and the down-regulation parameter is 0.3, the predicted minimum power is 3 kW. In the case of a photovoltaic type production device, this down-regulation parameter can now be close to zero because the new inverter technologies offer this feature of decreased production.
Ensuite, le procédé de gestion détermine un modèle global du système énergétique 1 , considéré comme un seul ensemble énergétique, à partir des caractéristiques individuelles de ses différents composants énergétiques, par l'intermédiaire du module de modélisation 22 de l'unité de gestion 10. Plus précisément, cette modélisation établit des limites de l'évolution de la puissance et de l'énergie du système énergétique en fonction du temps sur la période future considérée, ce qui fixe un cadre au pilotage futur du système énergétique sur ladite période. Cette période future correspond à la période pour laquelle la flexibilité est modélisée. Selon la convention choisie, la puissance électrique pour un composant donné du système énergétique est positive lorsque ce composant consomme de l'énergie, et négative lorsque ce composant produit de l'énergie. La puissance du système énergétique est positive lorsqu'une puissance, puisée sur l'infrastructure électrique extérieure par la connexion électrique 13, est consommée par le système énergétique, négative dans le cas contraire. De même, l'énergie est positive lorsqu'elle est reçue par le système énergétique, négative dans le cas contraire. Then, the management method determines a global model of the energy system 1, considered as a single energy unit, from the individual characteristics of its various energy components, through the modeling module 22 of the management unit 10. More precisely, this modeling establishes limits of the evolution of power and energy of the energy system as a function of time over the future period considered, which sets a framework for the future management of the energy system over the said period. This future period is the period for which flexibility is modeled. According to the chosen convention, the electrical power for a given component of the energy system is positive when this component consumes energy, and negative when this component produces energy. The power of the energy system is positive when a power, drawn from the external electrical infrastructure by the electrical connection 13, is consumed by the energy system, negative otherwise. Similarly, the energy is positive when it is received by the energy system, negative otherwise.
La modélisation du système énergétique repose sur les quatre étapes suivantes : The modeling of the energy system is based on the following four steps:
E14 : détermination d'une évolution temporelle de la puissance maximale qui peut être absorbée par le système énergétique sur la période future ; E1 6 : détermination d'une évolution temporelle de la puissance minimale qui peut être absorbée par le système énergétique sur la période future ; E14: determination of a temporal evolution of the maximum power that can be absorbed by the energy system over the future period; E1 6: determination of a temporal evolution of the minimum power that can be absorbed by the energy system over the future period;
E18 : détermination d'une évolution temporelle de l'énergie maximale qui peut être cumulée par le système énergétique sur la période future ;  E18: determination of a temporal evolution of the maximum energy that can be accumulated by the energy system over the future period;
E20 : détermination d'une évolution temporelle de l'énergie minimale qui peut être cumulée par le système énergétique sur la période future.  E20: determination of a temporal evolution of the minimum energy that can be accumulated by the energy system over the future period.
En remarque, du fait de la convention choisie, la puissance minimale qui peut être absorbée correspond, si elle est négative, à la puissance maximale, en valeur absolue, qui peut être fournie vers l'extérieur par le système énergétique. En effet, une puissance négative correspond à une puissance transmise depuis le système énergétique vers le secteur. De même, l'énergie minimale qui peut être cumulée peut être, en valeur absolue si elle est négative, une énergie maximale qui peut être restituée sur le secteur. En effet, une énergie négative correspond à une énergie transmise depuis le système énergétique vers le secteur. As a remark, because of the chosen convention, the minimum power that can be absorbed corresponds, if it is negative, to the maximum power, in absolute value, which can be supplied to the outside by the energy system. In fact, a negative power corresponds to a power transmitted from the energy system to the sector. Similarly, the minimum energy that can be accumulated can be, in absolute value if it is negative, a maximum energy that can be restored on the sector. In fact, a negative energy corresponds to an energy transmitted from the energy system to the sector.
Pour réaliser les étapes E14 et E1 6 mentionnées ci-dessus, le procédé de gestion met en œuvre une étape E10 de détermination de l'évolution temporelle d'une puissance maximale et minimale pour chaque composant du système énergétique selon le mode de réalisation, c'est-à- dire chaque batterie de véhicule automobile, chaque dispositif de production d'énergie renouvelable, chaque dispositif de stockage station naire. To carry out the steps E14 and E1 6 mentioned above, the management method implements a step E10 of determining the temporal evolution of a maximum and minimum power for each component of the energy system according to the embodiment, c that is to say each motor vehicle battery, each renewable energy production device, each stationary storage device.
Selon le mode de réalisation, la courbe d'évolution de la puissance maximale pour une batterie d'un véhicule automobile est obtenue en prenant la valeur de sa puissance maximale de charge aux instants pour lesquels la batterie est connectée à une borne 3 du dispositif de charge, et une valeur nulle pour les autres instants. La courbe d'évolution de la puissance minimale d'une batterie d'un véhicule automobile est obtenue par sa puissance en décharge, c'est-à-dire la puissance qu'elle peut restituée, si elle est de nature bidirectionnelle. Lorsqu'une batterie n'est pas connectée à une borne 3 du dispositif ou lorsqu'elle est du type monodirectionnel, c'est-à-dire qu'elle ne peut pas restituer son énergie vers le reste du système, alors cette puissance minimale est nulle. According to the embodiment, the evolution curve of the maximum power for a battery of a motor vehicle is obtained by taking the value of its maximum load power at the times for which the battery is connected to a terminal 3 of the charging device, and a value of zero for the other instants. The evolution curve of the minimum power of a battery of a motor vehicle is obtained by its discharge power, that is to say the power it can restore, if it is bidirectional nature. When a battery is not connected to a terminal 3 of the device or when it is of the one-way type, that is to say that it can not restore its energy to the rest of the system, then this minimum power is zero.
Les figures 2 à 4 représentent à titre d'exemple les courbes d'évolution des puissances P (en kW) maximale 31 , 32, 33 et minimale 34, 35, 36 pour respectivement les véhicules VE1 , VE2 et VE3 en reprenant les valeurs numériques de l'exemple considéré précédemment, en fonction du temps t sur la période future. Les données résumées dans le tableau précédent, et obtenues à l'étape préalable E8 explicitée précédemment, ont été utilisées pour l'obtention de ces courbes. En remarque, seul le second véhicule VE2 est de nature bidirectionnelle, c'est-à-dire apte à restituer de l'énergie, ce qui explique que sa courbe de puissance minimale 35 prend une valeur négative durant sa connexion à une borne de charge. Les deux courbes 34, 36 de puissance minimale de respectivement les premier et troisième véhicules VE1 , VE3 restent à zéro sur toute la période future. Une étape intermédiaire peut consister en l'addition des courbes de puissance maximale 31 , 32, 33 pour obtenir une courbe de puissance 37 unique représentant la puissance maximale des batteries des véhicules électriques de la flotte. De manière similaire, l'addition des courbes de puissance minimale 34, 35, 36 permet d'obtenir une courbe de puissance 38 unique représentant la puissance minimale de charge des batteries de véhicule automobile. La figure 5 représente ces courbes 37, 38 intermédiaires. FIGS. 2 to 4 represent, by way of example, the evolution curves of the maximum powers P (in kW) 31, 32, 33 and the minimum values 34, 35, 36 for the vehicles VE1, VE2 and VE3 respectively, taking again the numerical values of the example considered previously, as a function of time t over the future period. The data summarized in the previous table, and obtained in the preliminary step E8 explained above, were used to obtain these curves. As a matter of remark, only the second vehicle VE2 is bidirectional in nature, that is to say capable of returning energy, which explains why its minimum power curve 35 takes a negative value during its connection to a charging station. . The two curves 34, 36 of minimum power respectively of the first and third vehicles VE1, VE3 remain at zero throughout the future period. An intermediate step may consist in adding the maximum power curves 31, 32, 33 to obtain a single power curve 37 representing the maximum power of the batteries of the electric vehicles of the fleet. Similarly, the addition of the minimum power curves 34, 35, 36 makes it possible to obtain a single power curve 38 representing the minimum power load of the battery packs. motor vehicle. Figure 5 shows these intermediate curves 37, 38.
La figure 6 représente à titre d'exemple la courbe de puissance maximale 39 retenue pour le composant de stockage d'énergie 5 stationnaire, qui correspond à sa puissance de charge et est constante sur toute la période future puisque ce dispositif reste toujours disponible par nature. Sa courbe de puissance minimale 40 est constante à sa valeur de décharge. La figure 7 représente enfin les courbes d'évolution de la puissance maximale 41 et minimale 42 de la puissance du dispositif de production d'énergie renouvelable. Du fait de la convention choisie, la puissance minimale est négative et correspond à la puissance maximale produite (en valeur absolue) par le système énergétique. Elle est obtenue par un modèle d'estimation de la production future d'énergie sur la période future considérée, mis en œuvre par le module de prédiction 21 . La puissance maximale dépend de la possibilité de réduction de la production d'énergie renouvelable par le dispositif de production : elle est obtenue par l'intermédiaire d'un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie. Dans l'exemple illustré, elle est nulle car cette production peut être réduite à zéro. En variante illustrée à titre d'exemple, si ce paramètre est égal à 0,3, nous obtenons la puissance maximale illustrée par la courbe 43. FIG. 6 represents, by way of example, the maximum power curve 39 adopted for the stationary energy storage component, which corresponds to its charging power and is constant over the entire future period since this device is still available by nature . Its minimum power curve 40 is constant at its discharge value. FIG. 7 finally represents the evolution curves of the maximum power 41 and the minimum power 42 of the power of the device for producing renewable energy. Because of the chosen convention, the minimum power is negative and corresponds to the maximum power produced (in absolute value) by the energy system. It is obtained by a model of estimation of the future energy production over the future period considered, implemented by the prediction module 21. The maximum power depends on the possibility of reducing the production of renewable energy by the production device: it is obtained via a parameter of downregulation of energy production. In the example shown, it is zero because this output can be reduced to zero. As a variant illustrated by way of example, if this parameter is equal to 0.3, we obtain the maximum power illustrated by curve 43.
A la fin de cette étape E10, qui a permis d'obtenir les courbes illustrées par les figures 2, 3, 4, 6 et 7, le procédé possède alors toutes les données pour procéder aux étapes E14, E1 6 de détermination des courbes d'évolution de la puissance maximale 45 et minimale 46 du système énergétique dans son ensemble sur toute la période future considérée, comme représenté sur la figure 8 selon l'exemple considéré, par agrégation des différentes courbes obtenues précédemment. At the end of this step E10, which made it possible to obtain the curves illustrated in FIGS. 2, 3, 4, 6 and 7, the method then possesses all the data to carry out the steps E14, E1 6 for determining the curves of FIG. evolution of the maximum power 45 and minimum 46 of the energy system as a whole over the entire future period considered, as represented in FIG. 8 according to the example considered, by aggregation of the various curves obtained previously.
Le procédé met de manière similaire en œuvre des étapes de détermination de l'évolution temporelle de l'énergie accumulée dans le système énergétique. Pour cela, le procédé met en œuvre une étape E12 de détermination de l'évolution temporelle d'une énergie maximale et minimale accumulée par chaque composant du système énergétique, c'est-à-dire chaque batterie de véhicule automobile, chaque dispositif de production d'énergie renouvelable, chaque dispositif de stockage d'énergie stationnaire. The method similarly implements steps of determining the temporal evolution of the energy accumulated in the energy system. For this, the method implements a step E12 of determining the temporal evolution of a maximum and minimum energy accumulated by each component of the energy system, that is to say each motor vehicle battery, each production device of renewable energy, each stationary energy storage device.
Pour une batterie d'un véhicule automobile, l'énergie maximale est déterminée en supposant qu'elle est rechargée au plus tôt, avec la puissance maximale, alors que son énergie minimale est déterminée en supposant qu'elle est rechargée au plus tard. Cette approche s'applique particulièrement à une batterie monodirectionnelle, ce qui est le cas des premier et troisième véhicules VE1 , VE3, illustrés par les figures 9 et 1 1 . Dans le cas d'une batterie d'un véhicule automobile bidirectionnelle, c'est- à-dire qu'elle peut avoir la capacité de se décharger en restituant de l'énergie vers les autres composants du système énergétique et/ou l'infrastructure électrique extérieure, l'énergie maximale est déterminée en supposant qu'elle est rechargée au plus tôt avec la puissance maximale, mais jusqu'à une valeur de quantité d'énergie supérieure à celle souhaitée par l'utilisateur du véhicule automobile, puis qu'elle est déchargée pour atteindre la consigne de quantité d'énergie (ou d'état de charge) souhaitée. De plus, son énergie minimale est déterminée en supposant qu'elle est d'abord déchargée, avant d'être chargée au plus tard à la consigne souhaitée. La figure 10 illustre cet exemple dans le cas du second véhicule VE2. For a battery of a motor vehicle, the maximum energy is determined by assuming that it is recharged at the earliest, with the maximum power, while its minimum energy is determined by assuming that it is recharged at the latest. This approach is particularly applicable to a monodirectional battery, which is the case of the first and third vehicles VE1, VE3, illustrated by FIGS. 9 and 11. In the case of a battery of a two-way motor vehicle, that is to say, it may have the capacity to discharge by restoring energy to the other components of the energy system and / or the infrastructure the maximum energy is determined by assuming that it is recharged at the earliest with the maximum power, but up to a value of energy quantity greater than that desired by the user of the motor vehicle, then that it is discharged to reach the desired quantity of energy (or state of charge). Moreover, its minimum energy is determined by assuming that it is first discharged, before being loaded at the latest at the desired setpoint. FIG. 10 illustrates this example in the case of the second vehicle VE2.
Finalement, les figures 9 à 1 1 représentent ainsi les courbes d'énergie E (en kWh) maximale 51 , 52, 53 et minimale 54, 55, 56 cumulées obtenues pour respectivement chacune des batteries des trois véhicules automobiles VE1 , VE2 et VE3 de l'exemple considéré en fonction du temps t sur la période future. Une étape intermédiaire non illustrée peut consister en l'agrégation des énergies maximales et minimales de toutes les batteries du système énergétique. Finally, FIGS. 9 to 11 represent the maximum energy curves E (in kWh) 51, 52, 53 and minimum 54, 55, 56 accumulated obtained respectively for each of the batteries of the three motor vehicles VE1, VE2 and VE3. the example considered as a function of time t over the future period. An intermediate step not illustrated may consist in the aggregation of the maximum and minimum energies of all the batteries of the energy system.
La courbe d'énergie maximale cumulée par le dispositif de stockage d'énergie 5 stationnaire est déterminée en supposant qu'il est chargé au plus tôt à la puissance maximale, jusqu'à atteindre son état de charge maximal. De plus, sa courbe d'énergie minimale cumulée est obtenue en déchargeant au plus tôt le dispositif à la puissance de décharge maximale jusqu'à atteindre son état de charge minimal. La figure 12 illustre les courbes d'énergie cumulée maximale 57 et minimale 58 obtenues par cette approche pour le dispositif de stockage stationnaire 5 selon l'exemple considéré. The maximum energy curve accumulated by the stationary energy storage device is determined by assuming that it is charged at the earliest to the maximum power, until reaching its maximum state of charge. In addition, its cumulative minimum energy curve is obtained by discharging the device as soon as possible to the maximum discharge power until reaching its minimum state of charge. FIG. 12 illustrates the maximum cumulative energy 57 and minimum 58 curves obtained by this approach for the stationary storage device 5 according to the example considered.
Concernant le dispositif de production d'énergie renouvelable 2, son énergie minimale accumulée, représentée par la courbe 60 de la figure 13, négative par la convention choisie, est obtenue par sa production continue à la puissance maximale. Son énergie maximale accumulée, représentée par la courbe 59, est nulle car obtenue lorsque la production est nulle. Concerning the renewable energy production device 2, its minimum accumulated energy, represented by the curve 60 of FIG. 13, negative by the chosen convention, is obtained by its continuous production at the maximum power. Its accumulated maximum energy, represented by the curve 59, is zero because obtained when the production is zero.
A partir des différentes courbes d'énergie obtenues par l'étape E12 décrite ci-dessus, le procédé possède alors toutes les données pour procéder aux étapes E18, E20 de détermination respective des courbes d'évolution de l'énergie maximale cumulée 61 et minimale 62 du système énergétique dans son ensemble sur toute la période future considérée, comme représenté sur la figure 14 selon l'exemple considéré, par agrégation des différentes courbes obtenues précédemment. From the different energy curves obtained by step E12 described above, the method then has all the data to proceed to steps E18, E20 of respective determination of the evolution curves of the maximum cumulative energy 61 and minimum 62 of the energy system as a whole over the entire future period considered, as represented in FIG. 14 according to the example considered, by aggregation of the various curves obtained previously.
Ainsi, le procédé permet de définir des limites de puissance et d'énergie au-delà desquelles le système énergétique ne peut pas fonctionner. Cela présente l'avantage de délimiter les points de fonctionnement possibles d'un système énergétique tel que défini et d'assister un opérateur du système énergétique dans sa recherche d'un point de fonctionnement, de lui permettre de converger au plus vite vers une solution, en délimitant le domaine des solutions possibles. Cette modélisation, qui consiste à formuler une série de contraintes sur la puissance consommée par les différents composants du système, ainsi que sur l'énergie cumulée, est particulièrement adaptée pour les méthodes de gestion de recharge qui reposent sur une optimisation. Thus, the method makes it possible to define power and energy limits beyond which the energy system can not operate. This has the advantage of delimiting the possible operating points of an energy system as defined and assisting an operator of the energy system in its search for a point of operation, to allow it to converge as quickly as possible to a solution , delineating the field of possible solutions. This modeling, which consists in formulating a series of constraints on the power consumed by the various components of the system, as well as on the cumulative energy, is particularly adapted for the methods of management of recharge which rest on an optimization.
Les courbes précédentes ont été tracées pour tout instant de la période future considérée. Naturellement, des calculs peuvent être faits pour plusieurs instants de la période future. Ensuite, des interpolations entre ces instants peuvent éventuellement permettre de définir des courbes continues, pour tout instant. The preceding curves have been drawn for any moment of the future period considered. Of course, calculations can be made for several moments of the future period. Then, interpolations between these instants can possibly make it possible to define continuous curves, for any moment.
Selon une variante de réalisation, le procédé ajoute une condition supplémentaire permettant de tenir compte des possibilités réelles de décharge énergétique du système énergétique. En effet, tous les chemins de puissance entre les limites définies précédemment ne sont pas possibles en pratique. Cette variante permet d'éliminer au moins une partie de ces chemins impossibles, pour réduire encore le champ de recherche des points de fonctionnement du système énergétique et améliorer le procédé. According to an alternative embodiment, the method adds an additional condition making it possible to take into account the real possibilities of energy discharge of the energy system. Indeed, all power paths between the limits defined above are not possible in practice. This variant makes it possible to eliminate at least part of these impossible paths, to further reduce the field of research the operating points of the energy system and improve the process.
En effet, des fortes variations d'énergie du système énergétique ne sont pas possibles au-delà de l'énergie cumulée disponible, qui peut réellement être déchargée, c'est-à-dire l'énergie totale cumulée par le (ou les) composant de stockage d'énergie stationnaire et par les batteries bidirectionnelles. Ainsi, selon une variante du mode de réalisation, le procédé met en œuvre une étape E22 de détermination de la diminution d'énergie maximale possible entre deux instants t1 et t2 de la période future considérée. Indeed, strong energy system energy variations are not possible beyond the available cumulative energy, which can actually be discharged, that is to say the total energy accumulated by the (or the) stationary energy storage component and by bidirectional batteries. Thus, according to a variant of the embodiment, the method implements a step E22 of determining the maximum possible energy reduction between two instants t1 and t2 of the future period considered.
Pour cela, nous introduisons la grandeur dimMax(t1 , t2), qui représente la diminution maximale d'énergie cumulée d'un système énergétique entre les instants t1 et t2. Cette grandeur peut s'écrire de la manière suivante : dimMax(t1 , t2) = max [ti,t2] (E(t)) - min [t1 il2] (E(t)) For this, we introduce the magnitude dimMax (t1, t2), which represents the maximum cumulative energy decrease of an energy system between instants t1 and t2. This quantity can be written in the following way: dimMax (t1, t2) = max [t i, t 2] (E (t)) - min [t1 il2 ] (E (t))
Pour tout t1 et t2 compris entre ti et tj (avec ti < t1 < t2 < tj), et où E(t) représente l'énergie cumulée par le système énergétique à l'instant t.  For every t1 and t2 between ti and tj (with ti <t1 <t2 <tj), and where E (t) represents the energy accumulated by the energy system at time t.
A tout instant t, l'énergie maximale emax(t) qui peut être déchargée par un composant de stockage déchargeable (composant de stockage d'énergie stationnaire ou batterie de véhicule automobile) s'écrit : At any instant t, the maximum energy emax (t) that can be discharged by an expendable storage component (stationary energy storage component or motor vehicle battery) is written:
e(t) = Emax(t) - Emin(t) e (t) = Emax (t) - Emin (t)
Où Emax(t) représente l'énergie cumulée maximale et Emin(t) l'énergie minimale cumulée par le composant, à l'instant t. Pour une unité déchargeable, l'énergie maximale qui peut être déchargée sur la période [t1 , t2] est donnée par :  Where Emax (t) represents the maximum cumulative energy and Emin (t) the minimum energy accumulated by the component, at time t. For an unloadable unit, the maximum energy that can be discharged over the period [t1, t2] is given by:
emaxpi 2\ = max[ti ¾>] (e(t)) Enfin, le système énergétique peut être impacté par une modification de l'énergie provenant d'un dispositif de production d'énergie. Pour cela, la grandeur dimMinpi t2] est considérée, qui représente la diminution maximale de l'énergie minimale cumulée par un tel dispositif entre les instants t1 et t2. emaxpi 2 \ = max [t i ¾>] (e (t)) Finally, the energy system can be impacted by a change in energy from a power generation device. For this, the magnitude dimMinpi t 2] is considered, which represents the maximum decrease of the minimum energy accumulated by such a device between times t1 and t2.
Finalement nous pouvons résumer mathématiquement les conditions explicitées précédemment par : Finally we can summarize mathematically the conditions previously explained by:
Pour tout t1 et t2 compris entre ti et tj, (ti < t1≤ t2 < tj), dimMax (ti, tj)≤∑unités déchargeâmes ernax[t1 12] +∑toutes unités dimMiri[t1 La figure 15 illustre l'impact de cette condition dans l'exemple mentionné précédemment, pour t1 = 8H et t2 = 12H. La courbe 63 représente une évolution possible de l'énergie cumulée par le système énergétique : les étapes précédentes du procédé permettent d'informer à un opérateur que cette évolution est possible par les vérifications suivantes : For t1 and t2 between ti and tj, (ti <t2 t1≤ <tj) dimMax (ti, tj) ≤Σ a ities unloaded ernax [t1 12] + Σ tou your dimMiri units [t1 Figure 15 illustrates the the impact of this condition in the example mentioned above, for t1 = 8H and t2 = 12H. Curve 63 represents a possible evolution of the energy accumulated by the energy system: the preceding steps of the method make it possible to inform an operator that this evolution is possible by the following verifications:
- La courbe 63 reste comprise entre les limites supérieure et inférieure définies respectivement par les courbes 61 et 62 définies précédemment ;  - The curve 63 remains between the upper and lower limits respectively defined by the curves 61 and 62 defined above;
- Sur chaque sous-intervalle [t1 , t2], il doit être vérifié que la diminution maximale d'énergie dimMax ne dépasse pas le plafond maximal possible, selon l'approche décrite ci-dessus.  - On each subinterval [t1, t2], it must be verified that the maximum energy decrease dimMax does not exceed the maximum possible ceiling, according to the approach described above.
Lorsque les étapes décrites précédemment ont été effectuées, regroupées dans une phase dite de modélisation, un opérateur du système énergétique va pouvoir définir une évolution future du fonctionnement du système énergétique, dans une étape de définition du fonctionnement E30 sur la période future du système énergétique. Pour cela, il pourra ajouter une ou des conditions complémentaires provenant de critères d'optimisation choisis, comme par exemple le souhait d'un coût minimal de l'énergie utilisée, qui lui permettront de calculer rapidement une évolution du système énergétique dans les limites prédéfinies par la phase de modélisation. Cette modélisation qui consiste à formuler une série de contraintes sur la puissance consommée par les différents composants du système ainsi que sur l'énergie cumulée est particulièrement adaptée pour les méthodes de gestion de recharge qui reposent sur une optimisation. Ce résultat sera ensuite utilisé pour définir des consignes et/ou des actions sur le système énergétique, pour le maintenir dans les conditions calculées et prédéfinies, par l'opérateur qui le gérera en temps réel ou quasi-réel durant la période considérée. When the steps described above have been carried out, grouped together in a so-called modeling phase, an energy system operator will be able to define a future evolution of the operation of the energy system, in a step of defining the operation E30 on the future period of the energy system. To this end, he can add one or more additional conditions resulting from selected optimization criteria, such as the desire for a minimum cost of the energy used, which will allow him to quickly calculate an evolution of the energy system within the predefined limits. by the modeling phase. This modeling, which consists of formulating a series of constraints on the power consumed by the various components of the system as well as on the cumulative energy, is particularly suitable for charging management methods that rely on optimization. This result will then be used to define instructions and / or actions on the energy system, to maintain it under the calculated and predefined conditions, by the operator who will manage it in real time or near real time during the period considered.

Claims

Revendications claims
Procédé de gestion d'un système énergétique comprenant un ensemble de bornes de recharge (3) de batteries et des batteriesA method of managing an energy system comprising a set of battery charging stations (3) and batteries
(4) d'une flotte de véhicules automobiles électriques aptes à se connecter à une desdites bornes de recharge (3), éventuellement un ou plusieurs dispositifs de production d'énergie renouvelable (2), et éventuellement un ou plusieurs dispositifs de stockage d'énergie(4) a fleet of electric motor vehicles capable of connecting to one of said charging stations (3), possibly one or more renewable energy generating devices (2), and possibly one or more storage devices of energy
(5) stationnaire, caractérisé en ce qu'il comprend une phase de modélisation du fonctionnement du système énergétique (1 ) sur une période future, qui comprend la répétition des étapes suivantes pour plusieurs instants ti futurs de la période future : (5) stationary, characterized in that it comprises a modeling phase of the operation of the energy system (1) over a future period, which comprises the repetition of the following steps for several future times t i of the future period:
(E14) : détermination de la puissance maximale qui pourra être absorbée par le système énergétique à un instant ti considéré ;  (E14): determination of the maximum power that can be absorbed by the energy system at a time ti considered;
(E1 6) : détermination de la puissance minimale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti considéré ;  (E1 6): determination of the minimum power that can be absorbed by the energy system at time ti considered;
(E18) : détermination de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti considéré ;  (E18): determination of the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial moment of the future period and the instant ti considered;
(E20) : détermination de l'énergie minimale qui peut être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti considéré.  (E20): determination of the minimum energy that can be accumulated by the energy system between the initial moment of the future period and the moment ti considered.
Procédé de gestion d'un système énergétique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes mises en œuvre pour plusieurs instants ti futurs de la période future : A method of managing an energy system according to the preceding claim, characterized in that it comprises the following steps implemented for several future times ti of the future period:
(E10) : calcul d'une puissance maximale et minimale qui pourra être absorbée par chaque composant du système énergétique (1 ) à un instant ti considéré ; (E12) : calcul d'une énergie maximale et minimale qui peut être cumulée par chaque composant du système énergétique (1 ) à un instant ti considéré ; et en ce que (E10): calculating a maximum and minimum power that can be absorbed by each component of the energy system (1) at a time ti considered; (E12): calculating a maximum and minimum energy that can be accumulated by each component of the energy system (1) at a time ti considered; and in that
- l'étape de détermination (E14) de la puissance maximale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti est calculée par la somme des puissances maximales qui pourront être absorbées par chaque composant du système énergétique (1 );  - The determination step (E14) of the maximum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the maximum powers that can be absorbed by each component of the energy system (1);
- l'étape de détermination (E1 6) de la puissance minimale qui pourra être absorbée par le système énergétique à l'instant ti est calculée par la somme des puissances minimales qui pourront être absorbées par chaque composant du système énergétique (1 );  - The determination step (E1 6) of the minimum power that can be absorbed by the energy system at time ti is calculated by the sum of the minimum powers that can be absorbed by each component of the energy system (1);
- l'étape de détermination (E18) de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti est calculée par la somme des énergies maximales qui pourront être cumulées par chaque composant du système énergétique entre l'instant initial et l'instant ti ; the determination step (E18) of the maximum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti is calculated by the sum of the maximum energies that can be accumulated by each component of the energy system between the initial moment and the instant ti;
- l'étape de détermination (E20) de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par le système énergétique entre l'instant initial de la période future et l'instant ti est calculée par la somme des énergies minimales qui pourront être cumulées par chaque composant du système énergétique entre l'instant initial et l'instant ti. the step of determining (E20) the minimum energy that can be accumulated by the energy system between the initial instant of the future period and the instant ti is calculated by the sum of the minimum energies that can be accumulated by each component of the energy system between the initial moment and the instant ti.
Procédé de gestion d'un système énergétique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable (E8) de mémorisation de données individuelles relatives à tout ou partie des composants du système énergétique, parmi lesquelles : Method for managing an energy system according to the preceding claim, characterized in that it comprises a prior step (E8) for storing individual data. relating to all or part of the components of the energy system, including:
- Une heure d'arrivée et/ou de départ d'un véhicule électrique ;  - An hour of arrival and / or departure of an electric vehicle;
- Une quantité d'énergie comprise dans une batterie d'un véhicule automobile à son arrivée et/ou à son départ ; - An amount of energy included in a battery of a motor vehicle on arrival and / or departure;
- Une puissance maximale de recharge d'une batterie d'un véhicule automobile ; - A maximum charging power of a battery of a motor vehicle;
- Un rendement de charge et/ou de décharge d'une batterie d'un véhicule automobile ;  - A charging efficiency and / or discharge of a battery of a motor vehicle;
- Une heure de début et/ou de fin de disponibilité d'un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire ; - An hour of start and / or end of availability of a stationary energy storage device (5);
- Une quantité d'énergie comprise au sein d'un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire au début de sa disponibilité ; - A quantity of energy included in a stationary energy storage device (5) at the beginning of its availability;
- Une quantité d'énergie maximale qui peut être comprise au sein d'un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire ;  - A maximum amount of energy that can be included in a stationary energy storage device (5);
- Une puissance maximale de charge et/ou de décharge d'un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire ; - A maximum power charge and / or discharge of a stationary energy storage device (5);
- Un rendement de charge et/ou de décharge d'un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire ;- a charging efficiency and / or discharge of a stationary energy storage device (5);
- Une estimation de la production d'énergie future par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2) ; - An estimate of future energy production by a renewable energy generating device (2);
- Un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2).  - A downward regulation parameter of future energy production by a renewable energy production device (2).
Procédé de gestion d'un système énergétique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en prenant pour valeurs la puissance maximale de charge de la batterie aux instants pour lesquels la batterie est connectée à une borne de charge (3) et une valeur nulle pour les autres instants, et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en prenant pour valeurs sa puissance maximale en décharge aux instants pour lesquels la batterie est connectée à une borne de charge (3) si elle est de nature bidirectionnelle et une valeur nulle si elle est de nature monodirectionnelle, et une valeur nulle pour les autres instants. Method for managing an energy system according to claim 2 or 3, characterized in that it comprises a step estimating the maximum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period by taking as values the maximum charge power of the battery at the times for which the battery is connected to a charging terminal (3 ) and a zero value for the other instants, and / or in that it comprises a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a battery of a motor vehicle over the future period taking as its values its power maximum discharge time at times for which the battery is connected to a charging terminal (3) if it is bidirectional nature and a zero value if it is of one-way nature, and a zero value for other times.
Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire en prenant pour valeur la puissance de charge maximale et constante sur toute la période future, et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire en prenant pour valeur la puissance de décharge maximale et constante sur toute la période future. A method of managing an energy system according to one of claims 2 to 4, characterized in that it comprises a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a stationary energy storage device (5) taking as a value the maximum and constant load power over the entire future period, and / or in that it includes a step of estimating the minimum power that can be absorbed by an energy storage device (5) stationary taking as value the maximum and constant discharge power over the entire future period.
Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance minimale qui pourra être absorbée par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2), cette puissance absorbée étant négative, en prenant pour valeur la valeur obtenue par un modèle d'estimation de la production future d'énergie sur la période future par le dispositif de production d'énergie renouvelable (2), et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la puissance maximale qui pourra être absorbée par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2) en prenant pour valeur le résultat d'un calcul comprenant l'application d'un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future estimée. Method for managing an energy system according to one of Claims 2 to 5, characterized in that it comprises a step of estimating the minimum power that can be absorbed by a device for producing renewable energy (2) , this absorbed power being negative, taking as value the value obtained by a model of estimate of the future production of energy on the future period by the device of production of renewable energy (2), and / or in that it includes a step of estimating the maximum power that can be absorbed by a renewable energy generating device (2) by taking as a value the result of a calculation including the application of a down regulation parameter of the estimated future energy production.
Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tôt et avec la puissance maximale après sa connexion à une borne de charge (3), et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par une batterie d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tard avec la puissance maximale après sa connexion à une borne de charge (3). A method of managing an energy system according to one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the period future considering that it is recharged at the earliest and with the maximum power after its connection to a charging station (3), and / or in that it includes a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a battery of a motor vehicle over the future period considering that it is recharged at the latest with the maximum power after its connection to a charging terminal (3).
Procédé de gestion d'un système énergétique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par une batterie bidirectionnelle d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est rechargée au plus tôt avec la puissance maximale jusqu'à son état de charge maximal, à un état de charge supérieur à celui souhaité par l'utilisateur du véhicule automobile, puis qu'elle est déchargée au plus tard avec la puissance maximale de décharge pour atteindre l'état de charge souhaité à l'instant de départ du véhicule automobile, et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par une batterie bidirectionnelle d'un véhicule automobile sur la période future en considérant qu'elle est déchargée au plus tôt avec la puissance maximale de décharge jusqu'à son état de charge minimal, puis qu'elle est chargée au plus tard avec la puissance maximale de charge pour atteindre l'état de charge souhaité à l'instant de départ du véhicule automobile. A method of managing an energy system according to the preceding claim, characterized in that it comprises a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by a two-way battery of a motor vehicle over the future period by considering that it is recharged as soon as possible with maximum power up to its maximum state of charge, at a state of charge higher than that desired by the user of the motor vehicle, and then discharged at the latest with maximum power discharge to reach the desired state of charge at the time of departure of the motor vehicle, and / or in that it comprises a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a bidirectional battery of a vehicle in the future period considering that it is discharged at the earliest with the maximum power of discharge to its minimum state of charge, then that it is charged at the latest with the maximum power of charge to reach the state charge desired at the time of departure of the motor vehicle.
9. Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie maximale qui pourra être cumulée par un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire en supposant qu'il est chargé au plus tôt à la puissance de charge maximale, jusqu'à atteindre son état de charge maximal, et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire en supposant qu'il est déchargé au plus tôt à la puissance de décharge maximale, jusqu'à atteindre son état de charge minimal. 9. A method for managing an energy system according to one of claims 2 to 8, characterized in that it comprises a step of estimating the maximum energy that can be accumulated by an energy storage device ( 5) stationary assuming that it is charged at the earliest to the maximum charging power, until reaching its maximum state of charge, and / or in that it includes a step of estimating the minimum energy that may be accumulated by a stationary energy storage device (5) assuming that it is discharged at the earliest to the maximum discharge power, until it reaches its minimum state of charge.
10. Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2) en prenant pour valeur sa production future estimée à la puissance maximale et/ou en ce qu'il comprend une étape d'estimation de l'énergie minimale qui pourra être cumulée par un dispositif de production d'énergie renouvelable (2) en prenant pour valeur le résultat d'un calcul comprenant l'application d'un paramètre de régulation à la baisse de la production d'énergie future estimée. 10. A method of managing an energy system according to one of claims 2 to 9, characterized in that it comprises a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device. (2) taking as value its estimated future output at maximum power and / or in that it includes a step of estimating the minimum energy that can be accumulated by a renewable energy production device (2) taking as value the result of a calculation including the application of a downward regulation parameter of the estimated future energy production.
1 1 . Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination (E22) de la diminution maximale possible de l'énergie du système énergétique entre deux instants. 1 1. Method for managing an energy system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a determining step (E22) of the maximum possible reduction of energy of the energy system between two instants.
12. Procédé de gestion d'un système énergétique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de définition de consignes de fonctionnement d'un système énergétique pour définir des points de fonctionnement optimisés du système énergétique sur la période future respectant les limites fixées par les puissance et énergie maximales et minimales définies par la phase de modélisation. 12. A method of managing an energy system according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of defining operating instructions of an energy system to define optimized operating points of the energy system on the future period respecting the limits set by the maximum and minimum power and energy defined by the modeling phase.
13. Support d'enregistrement de données lisible par un calculateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur comprenant des moyens logiciels de mise en œuvre des étapes du procédé selon l'une des revendications 1 à 12. 13. Data storage medium readable by a computer on which is recorded a computer program comprising software means for implementing the steps of the method according to one of claims 1 to 12.
14. Unité de gestion (10) d'un système énergétique (1 ), caractérisée en ce qu'elle comprend des composants matériel et logiciel, et un dispositif de communication apte à communiquer avec un dispositif de production d'énergie renouvelable (2) et des bornes de charge (3), et en ce qu'elle met en œuvre un procédé de gestion d'un système énergétique (1 ) selon l'une des revendications 1 à 12. 14. Management unit (10) of an energy system (1), characterized in that it comprises hardware and software components, and a communication device able to communicate with a renewable energy production device (2) and charging terminals (3), and in that it implements a method of managing an energy system (1) according to one of claims 1 to 12.
15. Système énergétique (1 ) comprenant au moins un ensemble de bornes de recharge (3) de batteries et des batteries (4) d'une flotte de véhicules automobiles électriques aptes à se connecter à une desdites bornes de recharge (3), éventuellement un ou plusieurs dispositifs de production d'énergie renouvelable (2), et éventuellement un ou plusieurs dispositif de stockage d'énergie (5) stationnaire, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de gestion (10) qui met en œuvre un procédé de gestion selon l'une des revendications 1 à 12. 15. Energy system (1) comprising at least one set of charging stations (3) for batteries and batteries (4) of a fleet of electric motor vehicles able to connect to one of said charging terminals (3), possibly one or more renewable energy generating devices (2), and optionally one or more stationary energy storage devices (5), characterized in that it comprises a management unit (10) which implements a management method according to one of claims 1 to 12.
PCT/EP2015/075299 2014-11-03 2015-10-30 Energy management of a fleet of electric vehicles WO2016071237A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1460561 2014-11-03
FR1460561A FR3028081B1 (en) 2014-11-03 2014-11-03 ENERGY MANAGEMENT OF A FLEET OF ELECTRIC VEHICLES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016071237A1 true WO2016071237A1 (en) 2016-05-12

Family

ID=53059165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/075299 WO2016071237A1 (en) 2014-11-03 2015-10-30 Energy management of a fleet of electric vehicles

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3028081B1 (en)
WO (1) WO2016071237A1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOURRY FRANCK ET AL: "Advanced simulation tool for the optimal management of photovoltaic generation in combined systems", 2013 IEEE GRENOBLE CONFERENCE, IEEE, 16 June 2013 (2013-06-16), pages 1 - 6, XP032519817, DOI: 10.1109/PTC.2013.6652469 *
HERVE GUILLOU ET AL: "Power allocation problem in charging electric vehicles with photovoltaic production", SUPPLY CHAIN MANAGEMENT AND INFORMATION SYSTEMS (SCMIS), 2010 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 6 October 2010 (2010-10-06), pages 1 - 6, XP031844715, ISBN: 978-1-4244-7981-8 *
NGUYEN VAN-LINH ET AL: "Charging strategies to minimize the energy cost for an electric vehicle fleet", IEEE PES INNOVATIVE SMART GRID TECHNOLOGIES, EUROPE, IEEE, 12 October 2014 (2014-10-12), pages 1 - 7, XP032730674, DOI: 10.1109/ISGTEUROPE.2014.7028894 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3028081B1 (en) 2022-12-16
FR3028081A1 (en) 2016-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10744998B1 (en) Dynamically assisting hybrid vehicles
EP2737591B1 (en) Recharging of a pool of batteries
EP3071441B1 (en) Device and method for recharging electric or hybrid vehicles
EP2494672B1 (en) Management of the recharging of a set of batteries
WO2014037356A2 (en) Recharging of a pool of batteries
WO2015091235A1 (en) Battery charging
WO2020114795A1 (en) Method for optimised management of the charge of a fleet of electric vehicles
FR3005792A1 (en) METHOD FOR DYNAMICALLY PREDICTIVE MANAGEMENT OF ELECTRICAL BATTERY RECHARGING
EP3221825B1 (en) Method and system for the management of the charge of a collection of batteries
WO2010092296A1 (en) Device and method for managing the level of electric charge during the charging of an electrochemical storage source onboard a vehicle
US20230182580A1 (en) Method and systems to trickle charge electric vehicle&#39;s supercapacitors using solar energy
WO2012028572A1 (en) Method for charging an electrical battery
FR3001587A1 (en) Method for controlling charging of batteries of electric car, involves determining charging power of batteries based on energy price change, desired charge state, initial charge state, charging time, and power available on electric network
EP2688174B1 (en) Method and device for distributing flows of electrical power and electrical system comprising such a device
WO2016071237A1 (en) Energy management of a fleet of electric vehicles
EP3031660A1 (en) Method and device for adjusting a power for charging a battery of an electric motor vehicle
WO2017102732A1 (en) Design and control of a mixed energy generation system
WO2017174909A1 (en) Method for optimizing the electricity consumption of an installation
WO2022078777A1 (en) Method for optimised management of the sequencing of vehicle charging on a local electricity grid
FR3099428A1 (en) Method of charging a vehicle battery on a charging station
FR3099098A1 (en) Charging and discharging process of an accumulator battery
EP4175160A1 (en) Optimization of the use of a power generator
WO2020089543A1 (en) Device for rapid recharging of electric vehicles via electric rental vehicles
FR2989839A1 (en) Method for optimizing charging of batteries during storage in e.g. electric car, involves performing refilling of batteries if factor for current level is higher and deferring recharging of batteries if factor for load level is lower
FR3079072A1 (en) MAINTENANCE DEVICE FOR BATTERY BENCHES OF A SOLAR POWER PLANT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15788023

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15788023

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1