PL248511B1 - Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej - Google Patents

Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej

Info

Publication number
PL248511B1
PL248511B1 PL440997A PL44099722A PL248511B1 PL 248511 B1 PL248511 B1 PL 248511B1 PL 440997 A PL440997 A PL 440997A PL 44099722 A PL44099722 A PL 44099722A PL 248511 B1 PL248511 B1 PL 248511B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
charging
network circuit
network
module
charging station
Prior art date
Application number
PL440997A
Other languages
English (en)
Other versions
PL440997A1 (pl
Inventor
Artur Basiura
Bartłomiej Kercel
Antoni Trąd
Original Assignee
Carcharger24 Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
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 Carcharger24 Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Carcharger24 Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL440997A priority Critical patent/PL248511B1/pl
Publication of PL440997A1 publication Critical patent/PL440997A1/pl
Publication of PL248511B1 publication Critical patent/PL248511B1/pl

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest stacja ładowania (CS) pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system (100) i sposób dostosowywania działania stacji ładowania (CS) pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej. Stacja ładowania (CS) posiada co najmniej jeden autonomiczny układ sterujący (ACS), który to układ zawiera współpracujące ze sobą moduł komunikacji, moduł sterowania ładowaniem, moduł bazy danych oraz moduł predykcji, przy czym moduł predykcji przeznaczony do wykrywania i przewidywania obciążeń i zakłóceń w obwodzie sieciowym (NC) na podstawie danych historycznych i/lub wygenerowanych modeli statystycznych i/lub systemu regułowego jest połączony z modułem komunikacji realizującym transmisję danych pomiędzy urządzeniami/odbiornikami podłączonymi do obwodu sieciowego (NC), przy czym moduł komunikacji jest sprzężony z modułem bazy danych przeznaczonym do przechowywania parametrów stanu pracy wspomnianych urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) oraz z modułem sterowania ładowaniem dostosowującym dynamicznie charakterystykę prądu ładowania pojazdu elektrycznego w stosunku do parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC).

Description

DZIEDZINA WYNALAZKU
Przedmiotem wynalazku jest stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej, pozwalający na dokonywanie predykcji jej działania oraz sterowania parametrami działania urządzeń w niej pracujących, ze szczególnym uwzględnieniem maksymalnej mocy przesyłowej obwodu w jakim pracują.
Niniejsze rozwiązanie według wynalazku dotyczy ogólnie szeroko rozum ianej dziedziny elektromobilności, która odnosi się zarówno do technicznych, jak i eksploatacyjnych aspektów dotyczących pojazdów elektrycznych, technologii oraz kluczowego aspektu infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych. Przedmiotowe rozwiązanie odnosi się zatem zarówno do zakresu mechatroniki i stanowi połączenie inżynierii mechanicznej, elektrycznej, komputerowej, w tym systemów informatycznych, służące do zaprojektowania i wytworzenia nowoczesnej stacji ładowania wraz z autonomicznym systemem i sposobem dostosowywania działania stacji ładowania do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej.
Przedmiotowe rozwiązanie zasadniczo dotyczy układu sterowania, który może być zamontowany w stacji ładowania i samej stacji ładowania, która dostosowuje parametry pracy, w tym maksymalny prąd ładowania pojazdu elektrycznego do warunków panujących w sieci energetycznej. Dodatkowo rozwiązanie według wynalazku zapewnia sterowanie zewnętrznymi zintegrowanymi z siecią energetyczną urządzeniami, ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej. Przykładowo, stosowanie opraw oświetleniowych wyposażonych w stosowne urządzenia pozwala, na przykład, ograniczyć zużycie energii elektrycznej, czyli pobieraną moc i tym samym umożliwić zwiększenie mocy ładowania pojazdu elektrycznego za pośrednictwem stacji ładowania według wynalazku przy jednoczesnym zwiększeniu punktów ładowania.
Zasadniczo sterowanie elementami zewnętrznymi w układzie sterowania odbywa się na zasadzie włącz/wyłącz lub ustawienia trybu pracy urządzenia, przykładowo, poprzez redukcję poziomu strumienia świetlnego i mocy oprawy oświetleniowej, tak aby w przypadku przeciążenia sieci energetycznej (np. przy osiągnięciu granicznej mocy łącza) lub wykrycia innych problemów (np. zidentyfikowanie mocy biernej), odłączyć zbędne urządzenia od sieci energetycznej lub włączyć urządzenia do sieci energetycznej poprawiające jej jakość. Przykładem w przypadku problemów z mocą bierną może być zastosowanie kompensatora mocy biernej.
Ponadto wynalazek ujmuje w swoim zakresie monitoring parametrów zewnętrznych i wewnętrznych przy udziale urządzenia monitorującego stan sieci wchodzącego w skład autonomicznego systemu według wynalazku, które to urządzenie jest przeznaczone do monitorowania aktualnych parametrów sieci energetycznej. Dodatkowo wynalazek obejmuje w swoim zakresie moduł predykcji wchodzącego w skład stacji ładowania według wynalazku, który to moduł jest przeznaczony z kolei do wykrywania i przewidywania obciążenia i zakłóceń w sieci energetycznej.
TŁO WYNALAZKU
Pojazdy o napędach alternatywnych lub wykorzystujące paliwa alternatywne stanowią istotny etap na drodze do mobilności zgodnej z zasadami zrównoważonego rozwoju. W raz z rozwojem elektromobilności, w szczególności z wykorzystywaniem pojazdów wyposażonych w napęd elektryczny, wzrasta zapotrzebowanie na infrastrukturę ładowania niezbędną do obsługi pojazdów tego typu, m.in. stacji ładowania. Pomimo rosnącej liczby publicznych punktów ładowania, ich ilość jest wciąż niewystarczająca. Ponieważ zapotrzebowanie na energię obecnie oraz w przyszłości będzie gwałtownie rosło, zjawisko niedoboru mocy stało się poważnym problemem. Dodatkowo problem nie dotyczy tylko i wyłącznie obszaru generowania energii, ale także ograniczeń jakie można dostrzec w istniejących już infrastrukturach energetycznych i wyzwań związanych z wykorzystaniem ich w sposób optymalny, bez realizacji kosztownych inwestycji mających na celu ich przebudowę.
Zdecydowany rozwój elektromobilności dopiero się rozpoczyna i będzie trwał przez kolejne kilkanaście lat. Warto jednak zauważyć, że opłacalność wykorzystania pojazdów z tego typu napędem jest w dużej mierze zależna od dostępności odpowiedniej infrastruktury ładowania, na którą składają się m.in. stacje ładowania. To czynnik, który wpływa na wygodę poruszania się pojazdem elektrycznym, co z kolei ma spore znaczenie dla dynamiki dalszego rozwoju tego sektora. Regulacje środowiskowe wielu krajów, w tym Unii Europejskiej, mogą przyspieszyć konstrukcję wymaganej infrastruktury poprzez nałożenie na deweloperów i właścicieli budynków obowiązku instalacji stacji ładowania.
Z perspektywy rozwoju elektromobilności w Polsce rozbudowa ogólnodostępnej infrastruktury ładowania stanowi konieczność. O ile mieszkańcy budynków jednorodzinnych mogą w łatwy sposób uzupełniać energię w akumulatorach pojazdów elektrycznych ze zwykłego gniazdka, o tyle mieszkańcy budynków wielorodzinnych, nieposiadający prywatnych miejsc parkingowych, zazwyczaj nie dysponują taką możliwością, stąd kwestią priorytetową jest zapewnienie im komfortowego dostępu do stacji publicznych. W przyszłości liczba punktów ładowania powinna sięgać setek tysięcy tak, aby w praktycznie każdym miejscu można było naładować pojazd elektryczny z sieci energetycznej w tym również z sieci oświetleniowej co na ten moment rodzi wiele problemów technicznych.
Jednym z głównych problemów spotykanym w infrastrukturze oświetleniowej jest wysoki prąd załączania, który w niektórych przypadkach może być kilkadziesiąt razy większy niż w przypadku prądu nominalnego. Zwiększony pobór prądu w przypadku opraw sodowych może trwać od kilku do kilkunastu minut. W takim przypadku, kiedy w obwodzie mamy włączoną stację ładowania według wynalazk u, to chcąc załączyć oświetlenie, obwód opraw oświetleniowych jest włączany sekwencyjnie. Dodatkowo przy włączaniu mogą być wyłączane inne odbiorniki przyłączone do sieci, w tym przypadku infrastruktury oświetleniowej (np. reklamy świetlne w postaci bilbordów, itp.), albo zostają zmniejszone parametry ładowania przy użyciu stacji ładowania według wynalazku. W taki sposób, aby nie została przekroczona dopuszczalna moc przyłącza.
Parametry stacji ładowania (tj. przykładowo, prąd ładowania) mogą być w pewien sposób ograniczone poprzez okres natężenia strumienia świecenia opraw oświetleniowych, jeśli wartość prądu pobieranego jest bliska wielkości granicznej maksymalnego prądu obwodu sieciowego. Zgodnie z aktualnymi przyjętymi normami w obszarze oświetlenia (m.in. CEN EN 13201, CIE 115, ANSEIES RP-8 i innymi) na intensywność świecenia wpływają parametry dynamiczne - zmieniające się w czasie. Przykładami takich parametrów dynamicznych są m.in.: poziom światła astralnego doświetlającego ulice, informacje o zaparkowanych samochodach, natężenie ruchu pojazdów, natężenie ruchu pieszych, warunki atmosferyczne, itp. Analizując te parametry dynamiczne możemy w oparciu o nie regulować intensywność świecenia tj. natężenie strumienia świecenia opraw oświetleniowych, co w rezultacie pozwala zmniejszać lub zwiększać pobór prądu poprzez wspomniane oprawy oświetleniowe i tym samym pozwala zwiększać lub zmniejszać wartości prądu ładowania pojazdów elektrycznych dla poszczególnych stacji ładowania według wynalazku. Przykładowo, jeśli droga jest oświetlana zgodnie z normą oświetleniową CEN EN 13201 -2:2015, i ma określoną klasą oświetleniową M2, czyli powinna być oświetlana światłem o minimalnym poziomie 1,5 cd/m2, zmiana ruchu (poniżej 65% maksymalnego możliwego ruchu na ulicy wielojezdniowej wg. CEN/TR 13201-1:2014) na mniejszy, daje możliwość zmiany klasy oświetleniowej z M2 na klasę M3, dla której minimalny poziom luminancji określony jest na 1 cd/m2. Istnieje więc możliwość redukcji strumienia i wygenerowanie oszczędności w granicach 30%. Dalsze obniżenie ruchu (poniżej 35% maksymalnego poziomu ruchu pojazdów na drodze) generuje dalsze oszczędności, wynoszące nawet 50%. W świetle powyższego istnieje potencjał do redukcji poboru prądu i możliwość zwiększenia prądu ładowania stacji ładowania według wynalazku.
Stacje ładowania, punkty ładowania stanowiące element infrastruktury ładowania drogowego transportu publicznego powinny spełniać przy tym wymagania techniczne i eksploatacyjne, zapewniające ich bezpieczne użytkowanie, w tym bezpieczne funkcjonowanie sieci elektroenergetycznych oraz dostęp do stacji ładowania.
OPIS STANU TECHNIKI
W stanie techniki dostępnych jest wiele stacji ładowania oraz systemów i sposobów ładowania pojazdów elektrycznych przy użyciu stacji ładowania podpiętych do sieci energetycznej. Niemniej większość z tych rozwiązań nie uwzględnia w swoim aspekcie problemów związanych z przeciążeniem sieci energetycznej ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej ze względu na duże zapotrzebowanie na energię elektryczną podczas podpięcia do sieci dużej liczby pojazdów elektrycznych w celu ich naładowania w jednym czasie.
Pod pojęciem stacji ładowania potocznie też określanej mianem ładowarki samochodowej rozumiemy urządzenie elektryczne służące do ładowania akumulatorów i innych pojazdów elektrycznych zasilanych prądem elektrycznym, wyposażonych w akumulator, gdzie energia elektryczna do stacji ładowania dostarczana jest z zewnętrznej sieci energetycznej. Stacja ładowania może pracować w jedno lub wielofazowych obwodach sieciowych. Pod pojęciem obwodu sieciowego rozumiemy jeden ze wspomnianych typów obwodu sieciowych (na przykład jedno-, dwu- lub trzyfazowy). Z kolei pod pojęciem pojazdu elektrycznego rozumiemy zarówno samochody osobowe, jak i ciężarowe, ale także mogą to być tzw. dwuślady takie, jak rowery elektryczne, motory czy też hulajnogi elektryczne, itp.
W stanie techniki znane jest amerykańskie zgłoszenie patentowe nr US20190092182A1 pod tytułem „A system for efficient charging of distributed vehicle batteries”, w którym opisany jest system do wydajnego ładowania rozproszonych akumulatorów pojazdów, w którym każdy akumulator pojazdu posiada możliwość podłączenia do ładowarki akumulatorowej podłączonej do sieci energetycznej za pomocą przełącznika elektromechanicznego przełączającego sterownika akumulatorów komunikującego się z centrum sterowania systemu, przy czym centrum sterowania jest przystosowane do zapewnienia harmonogramu przełączania dla przełącznika elektromechanicznego odpowiedniego przełączającego sterownika akumulatorów na podstawie prognoz poboru mocy obliczonych przez wspomniane centrum sterowania dla przełączających sterowników akumulatorów w odpowiedzi na pomiary mocy zgłoszone przez przełączające sterowniki akumulatorów oraz na podstawie harmonogramu poboru mocy i/lub harmonogramu wytwarzania mocy zasobów energii wspomnianej sieci energetycznej. Przedmiotowy wynalazek ze stanu techniki mimo wszystko nie rozwiązuje problemu przeciążenia sieci energetycznej w czasie rzeczywistym, skupia się głównie na problemie braku zapewnienia energii do ładowania i uruchomienia dodatkowych zasobów, które mają ją dostarczyć. Dodatkowo sterowanie na podstawie harmonogramu całkowicie eliminuje zastosowanie go w sytuacjach, w których do obwodu są podpięte odbiorniki o mocy przewyższającej moc sieci, które pracują w sposób dynamiczny reagując na bieżące problemy.
Znane jest także w stanie techniki amerykańskie zgłoszenie patentowe nr US20210101502A1 pod tytułem „Apparatus and methodfor predictingfailure of electric car charger” w którym opisane jest urządzenie i sposób przewidywania awarii ładowarek do samochodów elektrycznych. Rozwiązanie to wykorzystuje jako dane wejściowe środowisko wokół ładowarki do samochodów elektrycznych, wykorzystując technologię sztucznej inteligencji. Sposób działania urządzenia elektronicznego, który przewiduje awarię ładowarki do samochodu elektrycznego, może obejmować: pozyskiwanie danych z czujnika zmierzonych przez czujnik; pozyskiwanie informacji o obszarze pokazującym obszar pierwszej ładowarki do samochodu elektrycznego; pozyskiwanie informacji o pogodzie w momencie, w którym mierzono dane z czujników w obszarze; tworzenie modelu predykcji awarii w oparciu o sztuczną sieć neuronową; tworzenie danych uczenia; uczenie modelu przewidywania awarii na podstawie danych uczenia; tworzenie danych wejściowych; pozyskiwanie wyniku o stanie pracy pierwszej ładowarki do samochodu elektrycznego; oraz przewidywanie na podstawie wyniku możliwości awarii pierwszej ładowarki do samochodu elektrycznego. Ten z kolei wynalazek ze stanu techniki jest niewątpliwie użytecznym rozwiązaniem pod kątem przewidywania żywotności urządzeń, jednak sam wynalazek ze stanu techniki nie analizuje aspektów związanych z obciążeniem i negatywnymi zjawiskami (takimi jak moc bierna) panującymi w sieci, które nie wpływają na żywotność urządzenia. Tym samym przedmiotowe rozwiązanie nie ma zastosowania w sytuacji, w której zwiększa się ilość odbiorników, których moc przewyższa możliwości przesyłowe sieci.
Ponadto w stanie techniki znane jest chińskie zgłoszenie patentowe nr CN110271436A1 pod tytułem „Electric vehicle reservation charging control method and system”, w którym przedstawiony jest sposób i system sterowania rezerwacją ładowania pojazdów elektrycznych. W przedmiotowym rozwiązaniu opisano stację ładowania, która poprzez komunikację z pojazdem elektrycznym może oszacować czas ładowania pojazdu elektrycznego, a także zawiera w sobie system rezerwacji, jednakże przedmiotowe rozwiązanie opisuje skale mikro a nie makro. W przypadku podpięcia dużej liczby stacji ładowania do sieci energetycznej może dojść do problemów związanych z przeciążeniem tejże sieci, a także z problemem związanym ze sterowaniem tak, aby zapewnić optymalny pobór prądu. Opisane tutaj rozwiązanie nie analizuje zbiorczego wpływu na sieć energetyczną poprzez podpięcie dużej liczby stacji ładowania.
Znane jest także chińskie zgłoszenie patentowe nr CN105337324A1 pod tytułem „Intelligent charging strategy for controlling charging time of electric car”, w którym przedstawiona jest z kolei inteligentna strategia ładowania pojazdu elektrycznego, gdy pojazd elektryczny jest połączony z siecią dystrybucji energii elektrycznej. Urządzenie sterujące jest zainstalowane na zamontowanej w pojeździe ładowarce samochodu elektrycznego i służy do uzyskiwania informacji o ładowaniu pojazdu elektrycznego oraz sterowania rozpoczęciem/zatrzymaniem ładowania pojazdu elektrycznego. Ładowarka pojazdu elektrycznego jest połączona z siecią energetyczną za pośrednictwem gniazda. System zarządzania ładowaniem może uzyskiwać informacje o ładowaniu pojazdu elektrycznego i sterować czasem ładowania pojazdu elektrycznego za pośrednictwem urządzenia sterującego, a ponadto może uzyskiwać informacje o obciążeniu sieci energetycznej i inne informacje związane z pracą układu podczas połączenia z siecią energetyczną. System zarządzania ładowaniem przeprowadza operację optymalizacji, która nie tylko weryfikuje czasu użycia, ale również dostosowuje swoje parametry do tego, aby przedłużyć żywotność transformatora rozdzielczego, w szczególności optymalizuje rozpoczęcie/zakończenie ładowania pojazdu elektrycznego zmniejszając w ten sposób utratę żywotności transformatora rozdzielczego i koszty użytkownika. Niemniej przedmiotowe rozwiązanie podobnie jak wyżej opisane rozwiązanie również nie analizuje działania innych urządzeń w sieci energetycznej, ani integracji z innymi odbiornikami jak uliczne oprawy oświetleniowe.
W stanie techniki znane jest także inne chińskie zgłoszenie patentowe nr CN106655421A1 pod tytułem „Multifunctional car charger” w którym ujawniona jest wielofunkcyjna ładowarka zawierająca w sobie zestaw filtrów i różnych jednostek ładowania, które pobierają energię do ładowania z panelu fotowoltaicznego, a nadmiar energii w przypadku nie wykorzystania oddają do sieci energetycznej. Niemniej przedmiotowe rozwiązanie nie rozwiązuje problemów związanych ze zmianą charakterystyki działania sieci energetycznej jak np. ze skokami poboru prądu, jakie możemy zaobserwować na przykład w sieci oświetleniowej podczas włączania całego obwodu świetlnego.
W przypadku sieci oświetleniowych, do których podłączona jest stacja ładowania, znane są w stanie techniki rozwiązania, które integrują stację ładowania ze słupem i innymi elementami umieszczonymi na niej, takimi jak panel fotowoltaiczny. Przykładem takiego rozwiązania ze stanu techniki jest chińskie zgłoszenie patentowe nr CN113154321A1 pod tytułem „Multifunctional street lamp system”, w którym ujawniono wielofunkcyjny system lamp ulicznych i ładowarki samochodowe, które są umieszczone na lampie ulicznej, dzięki czemu lampa uliczna ma wiele funkcji, a zasoby przestrzenne lampy ulicznej są efektywnie wykorzystywane. Niemniej rozwiązanie to skupia się na kwestii dostarczania energii do obwodu przez panel PV, nie rozwiązując problemów, które mogą się pojawić w przypadku grupy stacji ładowania podłączonych do sieci oświetleniowej. Ponadto nie ma on zastosowania do praktycznego rozwiązania opisanego problemu włączania oświetlenia, czy też pracy kilku stacji ładowania w sieci oświetleniowej, gdzie sumarycznie możliwe jest uzyskanie większego prądu niż pozwalają na to dopuszczalne parametry sieci oświetleniowej.
W końcu znane jest także chińskie zgłoszenie patentowe nr CN109560577A pod tytułem „ Control method and system for alternating current- direct current hybrid distributed renewable energy system ”, w którym przedstawiono sposób i układ sterowania hybrydowym rozproszonym systemem energii odnawialnej prądu przemiennego i prądu stałego. Niniejsze rozwiązanie opisuje proces i metodę ładowania z uwzględnieniem generatorów energii o mieszanej formule prądu zmiennego i stałego, wraz z akumulatorami samochodów elektrycznych, które przez technologie V2G mogą generować energię do sieci. Zasadniczo rozwiązanie skupia się na układzie, w którym mamy do czynienia z układem generowania energii z systemów odnawialnych i dostarczania ich do układu ładowania stacją, wprowadzając przy tym system zarządzania czujnikiem mikro-pojemnościowym (ang. micro-capacitance sensor management system - MCSMS) oraz czujnik mikro-pojemnościowy (ang. micro-capacitance sensor MCS). W przedłożonym stanie techniki mamy do czynienia z balansowaniem energią, a nie jak jest w rozwiązaniu według zastrzeganego wynalazku balansowanie konsumpcją mocy i parametrami jakościowymi.
Znane jest także chińskie zgłoszenie patentowe nr CN110979084A1 pod tytułem „Charging control method, system and device for electric vehicle charging station”, w którym przedstawiono sposób, system i urządzenie do sterowania ładowaniem dla stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Sposób obejmuje: uzyskiwanie historycznych dobowych obciążeń transformatora i stacji, następnie na ich podstawie wyznacza się prognozy oraz plany dobowego obciążenia stacji. Moc ładowania jest sterowana zgodnie z planem, a równolegle monitoruje się rzeczywisty łączny pobór transformatora. Gdy pobór jest większy system redukuje obciążenie do drugiego progu (utworzonego wcześniej planu). Zasadniczo przedstawione rozwiązanie ze stanu techniki ma utrzymać pracę transformatora w granicach mocy znamionowej i umożliwić wykorzystanie jego rezerwy. Architektura obejmuje moduły: akwizycji danych obciążenia, prognozowania, aktywnego sterowania, oceny obciążenia oraz pasywnego sterowania.
Przedmiotowe rozwiązanie prezentuje jednak odmienną metodę sterowania, która bazuje wyłącznie na statystykach obciążenia transformatora i stacji, a nie na potrzebach jakie pojawiają się w czasie rzeczywistym i czynników zewnętrznych, z treści można również wywnioskować że ograniczenie jest wspólne dla wielu punktów ładowania, czyli odmienne od przedmiotu według wynalazku, gdzie każdy z punktów ładowania może zażądać inną moc ładowania (w zależności od pojazdu). Dodatkowo nie obejmuje kwestii związanych z jakością pracy urządzeń w sieci.
Ponadto w stanie techniki znane jest także zgłoszenie międzynarodowe nr WO2013138781A1 pod tytułem „An electric vehicle charging station dynamically responding to power limit messages based on a recent history of power provided”, w którym przedstawiono metodę sterowania pojedynczą stacją ładowania, która opiera się na ograniczeniu procentowym mocy ładowania. Ograniczenie jest na podstawie próbek pomierzonych przez system i/lub instrukcji przekazywanych z zewnętrznego systemu. Zasadniczo rozwiązanie skupia się na metodzie procentowego ograniczenia mocy pracy stacji ładowania na podstawie komunikatów/instrukcji, które są przesyłane na bazie historii próbek dotyczących wyłącznie informacji o wartości zużytej mocy. W przedłożonym stanie techniki przedstawiono metodę, w której dane są pobierane przez czujnik i sterowane z jednego punktu, mowa o jednostce zewnętrznej w odróżnieniu od rozwiązania według wynalazku, gdzie mamy do czynienia z działaniem rozproszonym (każda stacja ładowania może przejąć funkcje zarządcze).
Stan techniki w zakresie stacji ładowania oraz systemów i sposobów ładowania pojazdów elektrycznych wskazuje na to, że brakuje rozwiązań, które dostosowują prace stacji ładowania do warunków panujących w sieci energetycznej. Wyżej opisane rozwiązania ze stanu techniki oraz szerzej rozwiązania dotyczące ładowania pojazdów elektrycznych, co jest nie bez znaczenia, skupiają się na wybranych elementach infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych, a w żaden sposób nie odnoszą się do podejścia całościowego. Znakomita większość rozwiązań w stanie techniki nie uwzględnia aspektów związanych z przeciążeniem sieci ze względu na duże zapotrzebowanie na energię w jednym czasie, a także optymalne wykorzystanie dostępnej mocy w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej. W stanie techniki brak jest zatem komplementarnego rozwiązania dostosowującego prace stacji ładowania do warunków panujących w sieci energetycznej.
Podkreślenia wymaga także fakt, że zastrzegane rozwiązanie według wynalazku w stosunku do stanu techniki jest rozwiązaniem bardziej uniwersalnym, w dużym stopniu bazującym na dostępnej infrastrukturze, przy zachowaniu relatywnie niskiej ceny w stosunku do rozwiązań dostępnych na rynku.
ISTOTA WYNALAZKU
Przedmiotem niniejszego wynalazku jest opracowanie całkowicie nowego rozwiązania w postaci stacji ładowania oraz autonomicznego systemu i sposobu dostosowywania działania stacji ładowania do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej, co pozwala na dokonywanie predykcji jej działania oraz sterowanie parametrami działania urządzeń/odbiorników w niej pracujących w czasie rzeczywistym, a w rezultacie przekłada się na zapewnienie odpowiedniej dostępności usługi ładowania przy relatywnie skróconym czasie ładowania i zarazem bezpieczeństwa obwodu sieciowego do którego podłączane są stacje ładowania.
Przedmiotowe rozwiązanie według wynalazku ma zapewnić ponadto takie cechy oraz funkcjonalności jak:
• Zabezpieczenie obwodu, w którym pracują stacje ładowania oraz inne urządzenia przed przeciążeniem i przekroczeniem dopuszczalnej mocy przyłącza obwodu;
• Optymalne wykorzystanie zasobów istniejących już sieci energetycznych, dzięki czemu minimalizuje się konieczność inwestycji związanych z instalacją nowych stacji ładowania pojazdów elektrycznych;
• Dynamiczne dostosowanie charakterystyki ładowania pojazdu elektrycznego do warunków panujących w sieci energetycznej;
• Zwiększenie pojemności/ilości stacji ładowania dzięki czemu zapewnia się większy dostęp do tej usługi dla użytkowników pojazdów elektrycznych;
• Osiągnięcie synergii związanej z ładowaniem pojazdów elektrycznych oraz z pracą innych urządzeń/odbiorników w jednym obwodzie ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej;
• Wykorzystanie oszczędności jakie może wygenerować nowoczesna sterowana infrastruktura oświetleniowa do zwiększenia mocy ładowania stacji ładowania pracującej w tym samym obwodzie.
W celu osiągnięcia powyższych celów, zgodnie z jednym z aspektów niniejszego wynalazku, niniejszy wynalazek zapewnia stację ładowania pojazdów elektrycznych dostosowująca swoje działanie do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej, przy czym stacja ładowania zawiera układ ładowania pojazdu elektrycznego wraz z wewnętrzną elektroniką w postaci co najmniej jednej centralnej jednostki przetwarzającej połączonej operacyjnie z jednostką komunikacyjną, pamięcią oraz jednostką wejściową i jednostką wyjściową, zapewniającymi interfejs z użytkownikiem, charakteryzującą się tym, że posiada co najmniej jeden autonomiczny układ sterujący ACS, który to układ zawiera współpracujące ze sobą moduł 10 komunikacji, moduł 20 sterowania ładowaniem, moduł 30 bazy danych oraz moduł 40 predykcji. Wspomniany moduł 40 predykcji przeznaczony do wykrywania i przewidywania obciążeń i zakłóceń w obwodzie sieciowym NC na podstawie danych historycznych i/lub wygenerowanych modeli statystycznych i/lub systemu regułowego jest połączony z modułem 10 komunikacji realizującym transmisję danych pomiędzy urządzeniami/odbiornikami podłączonymi do obwodu sieciowego NC, przy czym moduł 10 komunikacji jest sprzężony z modułem 30 bazy danych przeznaczonym do przechowywania parametrów stanu pracy wspomnianych urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC oraz z modułem 20 sterowania ładowaniem dostosowującym dynamicznie charakterystykę prądu ładowania pojazdu elektrycznego EV w stosunku do parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC.
Korzystnie wspomniany autonomiczny układ sterujący ACS jest niezależnym elementem składowym zintegrowanym poza elementem wbudowanym w strukturę stacji ładowania CS.
Zgodnie z kolejnym aspektem niniejszego wynalazku, niniejszy wynalazek zapewnia autonomiczny system 100 dostosowujący działanie stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej tworzącej wiele wspólnych obszarów pracy zawierających jedno lub wielofazowy obwód sieciowy, do którego podłączone są urządzenia/odbiorniki o różnych charakterystykach poboru mocy w tym urządzenia/odbiorniki wyposażone w sterowniki, charakteryzujący się tym, że zawiera:
- co najmniej jedną stację ładowania CS z autonomicznym układem sterującym ACS, podłączoną do obwodu sieciowego NC;
- analizator sieciowy NA przeznaczony do monitorowania i przekazywania w czasie rzeczywistym parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC, przy czym analizator sieciowy NA komunikuje się z jedną ze stacji ładowania CS wyposażoną w co najmniej jeden autonomiczny układ sterujący ACS, który staje się nadrzędnym autonomicznym układem sterującym MACS w stosunku do pozostałych stacji ładowania CS, które wówczas pełnią rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących SACS w obwodzie sieciowym NC, przy czym nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS na podstawie wspomnianych parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC ustala każdorazowo dynamicznie docelową charakterystykę prądu ładowania pojazdu elektrycznego EV podłączonego do stacji ładowania CS przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego NC.
Korzystnie wspomniany analizator sieciowy NA zawiera współpracujące ze sobą moduł integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu i/lub moduł pomiarowy oraz moduł komunikacji, przy czym moduł pomiarowy jest zestawem transformatorów toroidalnych przeznaczonym do określenia poboru prądu w sieci energetycznej dla poszczególnych urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC.
Korzystnie autonomiczny system 100 posiada dodatkowo centralny układ zarządzania CMS zawierający współpracujące ze sobą moduł komunikacji, moduł API, moduł bazy danych, moduł predykcji oraz moduł interfejsu użytkownika, przeznaczony do integrowania informacji z urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC poprzez analizator sieciowy NA i komunikujący je za pośrednictwem medium komunikacyjnego.
Korzystnie wspomnianym medium komunikacyjnym jest sieć radiowa typu Mesh i/lub WiFi i/lub GSM lub magistrali szeregowej i/lub PLC.
Zgodnie z jeszcze kolejnym aspektem niniejszego wynalazku, niniejszy wynalazek zapewnia autonomiczny sposób 200 dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej tworzącej wiele wspólnych obszarów pracy polegający na tym, że w jedno lub wielofazowym obwodzie sieciowym podłącza się pojazd elektryczny do stacji ładowania, przy czym przed rozpoczęciem ładowania pojazdu elektrycznego za pośrednictwem stacji ładowania przesyła się sygnał żądania rezerwacji prądu ładowania, charakteryzujący się tym, że:
z chwilą rezerwacji prądu ładowania spośród autonomicznych układów sterujących ACS zlokalizowanych w obwodzie sieciowym NC autonomicznie i bez udziału systemu nadrzędnego przeprowadza się deterministyczną procedurę wyboru jednego nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS w stosunku do pozostałych autonomicznych układów sterujących ACS, które wówczas pełnią rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących SACS, przy czym wybór odbywa się na podstawie lokalnych i w czasie rzeczywistym zmierzonych parametrów/sygnałów, następnie do nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS w trakcie ładowania pojazdu elektrycznego EV za pośrednictwem analizatora sieciowego NA i/lub bezpośrednio za pośrednictwem urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC przesyła się na żądanie lub w sposób cykliczny sygnały okresowe na temat parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC, w tym co najmniej informacji dotyczących parametrów jakości pracy łącza takich jak: prądów fazowych, kąta przesunięcia fazowego (φ) pomiędzy prądem a napięciem, odkształceń harmonicznych, zajętość faz oraz stanów odbiorów, przy czym na podstawie przekazanych parametrów za pośrednictwem nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS w czasie rzeczywistym monitoruje się poziom ładowania oraz dostosowuje się dynamicznie charakterystykę prądu ładowania co najmniej w zakresie prądu ładowania, odkształceń harmonicznych, kąta przesunięcia fazowego (φ) pomiędzy prądem a napięciem dla każdorazowej stacji ładowania CS pojazdu elektrycznego EV przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego NC i/lub za pośrednictwem nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS steruje się działaniem urządzeń/odbiorników pracujących w obwodzie sieciowym NC w celu podtrzymania parametrów jakościowych i ilościowych łącza i przesyła się sygnał watchdog’a do pozostałych autonomicznych układów sterujących ACS w obwodzie sieciowym NC. przy braku cyklicznego sygnału okresowego za pośrednictwem autonomicznego układu sterującego ACS minimalizuje się parametry działania stacji ładowania CS do z góry określonego p oziomu minimalnego prądu ładowania zdefiniowanego w stacji ładowania CS lub zatrzymuje się pracę stacja ładowania CS, aby uniknąć przeciążenia obwodu sieciowego NC oraz równolegle inicjuje się reelekcję nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS.
Korzystnie wspomniany sygnał żądania rezerwacji prądu ładowania przesyła się do nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS za pośrednictwem centralnego układu zarządzania CMS.
Korzystnie wspomniany pomiar parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC przeprowadza się za pomocą zestawów transformatorów toroidalnych stanowiący moduł pomiarowy analizatora sieciowego NA, które indukują napięcie na końcach swoich zwojów w wyniku oddziaływania pola magnetycznego wyindukowanego przez prąd przepływający przez obwód sieciowy NC.
Korzystnie wspomniane parametry dynamiczne wyznacza się na podstawie poziomu światła astralnego doświetlającego ulice i/lub informacji o zaparkowanych samochodach i/lub natężenia ruchu pojazdów i/lub natężania ruchu pieszych i/lub warunków atmosferycznych występujących w trakcie pracy obwodu sieciowego NC, przy czym za pośrednictwem wyznaczonych parametrów dynamicznych reguluje się pracę urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC zwiększając lub zmniejszając pobór prądu w obwodzie sieciowym NC.
Korzystnie wspomniany sygnał watchdog’a obejmuje informacje na temat aktualnej dostępnej do wykorzystania mocy w obwodzie sieciowym NC, za pomocą której zwiększa się moc ładowania stacji ładowania CS pracujących pod kontrolą autonomicznych układów sterujących ACS i/lub włącza się dodatkowe urządzenia/odbiorniki do obwodu sieciowego NC przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego NC.
Przewidziane rozwiązanie według zaproponowanych powyżej aspektów zapewnia odpowiednią stację ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej, co umożliwia niezawodną pracę infrastruktury sieciowej podczas przeciążenia sieci, z wykorzystaniem zaprojektowanych elementów oraz układów przeznaczonych do monitorowania, sterowania i predykcji według wynalazku.
Należy podkreślić, że w sieciach oświetleniowych w chwili załączania opraw oświetleniowych mamy do czynienia z dużym prądem załączania, który jest kilkanaście, a czasami nawet kilkadziesiąt razy większy od nominalnego. W tym przypadku, jeśli w sieci znajdują się działające stacje ładowania, może wystąpić przeciążenie sieci i awaria. Aby przeciwdziałać przeciążeniom sieci i awariom, rozwiązanie według wynalazku przewiduje możliwość zarządzania włączaniem lamp oświetleniowych tj. punktów świecenia ograniczając wspomniane wcześniej ryzyko przeciążenia sieci i/lub ograniczając pobór prądu w stacjach ładowania.
Ponadto należy podkreślić, że wskazany aspekt czyli redukcja strumienia światła generowanego z opraw oświetleniowych może powodować pojawienie się mocy biernej i spadku jakości działania sieci, oraz możliwość naliczania dodatkowych opłat przez dystrybutorów energii elektrycznej. W przypadku opraw typu LED dość powszechnym jest redukowanie nominalnego strumienia oprawy oświetleniowej tak, aby zmniejszyć konsumowaną moc i tym samym pobierane opłaty przez dystrybutorów energii elektrycznej. Może to mieć jednak negatywny efekt. Redukcja natężenia strumienia powoduje pojawienie się mocy biernej. W zależności od typu oprawy oświetleniowej efekt ten może być widoczny zarówno przy redukcji strumienia o kilka procent, jak i przy redukcji o kilkadziesiąt procent. Moc bierna zwiększa spadki napięć w liniach zasilających i transformatorach, powodując większe straty energii czynnej w transformatorach, liniach energetycznych oraz obwodach odbiorczych, co stanowi czynnik negatywny, w związku z powyższym dystrybutorzy energii elektrycznej dążą do jej zredukowania. Problem natomiast jest złożony, gdyż jest uzależniony od typu odbiornika sieci. Przykładowo, w przypadku opraw sodowych mamy do czynienia z mocą bierną o charakterze indukcyjnym, a w przypadku stacji ładowania mamy do czynienia głównie z mocą o charakterze pojemnościowym. Dodatkowo mamy do czynienia z czasową zmianą jej wartości. Dynamiczne zarządzanie tym procesem jest skomplikowane.
Dodatkowo, przykładowo, w przypadku pojawiania się mocy biernej, jeśli układ zawiera kompensatory o znanych współczynnikach kompensacji może je włączyć do obwodu (w ilości takiej, aby skompensować czynniki negatywne). W innym przykładzie wykonania występuje zmiana parametrów świecenia oprawy oświetleniowej, która nie powoduje generowania mocy biernej przez zwiększenie poziomu natężenia generowanego światła, albo przeciwnie zwiększa poziom jej generowania o charakterze przeciwnym do występującej w sieci (przykładowo moc bierna generowana przez oprawy sodowe ma charakter indukcyjny i może być kompensowana przez oprawy typu LED, które generują moc bierną o charakterze pojemnościowym). Ponadto obszar oświetlenia jest doskonałym przykładem, gdzie mamy do czynienia z ograniczoną parametrami infrastrukturę sieciową, która już istnieje i może być wykorzystana do innych celów, jeśli tylko parametry jakościowe działania sieci zostaną zachowane. Umożliwia to instalację stacji ładowania bez konieczności ponoszenia kosztów związanych z budowaniem własnej infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych.
Zaletą zastrzeganego rozwiązania jest to, że rozwiązanie według wynalazku zapewnia możliwość zwiększania dostępności punktów ładowania tj. liczby stacji ładowania, które dynamicznie dostosowują swoje parametry pracy (zmieniające się w czasie) do panujących warunków w sieci energetycznej, w szczególności w infrastrukturze oświetleniowej, która charakteryzuje się dużą dynamiką zmian poboru mocy. Balansowanie mocą pomiędzy stacjami ładowania i pozostałymi urządzeniami/odbiornikami wpiętymi w obwód sieciowy jest realizowane tak, aby uzyskać jak największą korzyść z użytkowania stacji ładowania (tj. czasu ładowania i dostępności ładowania pojazdu elektrycznego), w tym przede wszystkim rozprowadzania energii pomiędzy stacjami ładowania. Co więcej, zastrzegane rozwiązanie zapewnia możliwość dostępu do usługi ładowania w sposób masowy przy jednoczesnym wykorzystaniu istniejącej infrastruktury sieciowej, która czasami jest ograniczona zwłaszcza przy dużym zapotrzebowaniu na miejsce do ładowania.
Ponadto, niewątpliwą korzyścią przedmiotowego rozwiązania jest również możliwość zastosowania do budowy sieci ładowania istniejących obwodów, których moc ze względu na inne zainstalowane, podpięte urządzenia/odbiorniki może nie być wystarczająca do zapewnienia pełnej pracy stacji ładowania. Dodatkowa integracja z elementami oświetlenia i kompensatorami mocy biernej (przez elementy sterujące) daje korzyści w postaci poprawienia jakości sieci poprzez regulację jakości pracy sieci i niwelowania negatywnych czynników związanych z mocą bierną pracy systemu. Zasadniczo pozwala to na możliwość generowania oszczędności w obszarze oświetlenia poprzez sterowanie oprawami oświetleniowymi i możliwość wykorzystania zaoszczędzonej mocy w stacjach ładowania z autonomicznym układem sterującym według wynalazku. Tak, aby nie przekroczyć parametrów granicznych związanych z mocą pracy obwodu.
W świetle powyższego przedmiotowe rozwiązanie według wynalazku na podstawie elementów oraz układów przeznaczonych do monitorowania, sterowania i predykcji przy uwzględnieniu m.in. modułu predykcji (a także modeli statystycznych, lub w najprostszym przypadku harmonogramu załączania urządzeń/odbiorników dostępnych w sieci) oraz przesłanej informacji na temat całej sieci, jest w stanie podjąć działania związane z ograniczeniem mocy działania stacji ładowania, czy też wyłączeniem i włączeniem dodatkowych urządzeń/odbiorników.
Pewną niedogodnością z kolei zastrzeganego rozwiązania według wynalazku jest ryzyko zwiększenia czasu ładowania (np. w przypadku kiedy wszystkie punkty ładowania będą uruchomione). Należy jednak podkreślić, że podejście to jest dedykowane do wykorzystania stacji ładowania w okresie nieużytkowania pojazdów elektrycznych, gdzie czas dla końcowego użytkownika nie odgrywa dużego znaczenia, a kluczowe jest zapewnienia dostępu i redukcji kosztów takiej usługi polegającej na ładowaniu pojazdu elektrycznego przy niższych kosztach poboru energii.
KRÓTKI OPIS RYSUNKÓW
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania, w odniesieniu do załączonych rysunków, na których:
FIG. 1 przedstawia autonomiczny system dostosowujący działanie stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej według jednego z przykładów wykonania wynalazku;
FIG. 2A-2B przedstawia schemat budowy autonomicznego układu sterującego stacji ładowania pojazdów elektrycznych dostosowującej jej działanie do warunków panujących w sieci energetycznej według wynalazku;
FIG. 3 przedstawia scenariusz ładowanie pojazdów elektrycznych przy wykorzystaniu sposobu dostosowywania działania stacji ładowania do warunków panujących w sieci energetycznej według jednego z przykładów wykonania wynalazku.
OPIS SZCZEGÓŁOWY WYNALAZKU
Poniżej, opisano szczegółowo przedmiot niniejszego wynalazku w odniesieniu do załączonych Figur i przykładów wykonania. Niniejszy wynalazek nie ogranicza się jedynie do szczegółowych pr zykładów wykonania tutaj opisanych.
W przedstawionym przykładzie wykonania na FIG. 1 zilustrowano autonomiczny system 100 dostosowujący działanie stacji ładowania CS pojazdów elektrycznych EV do warunków panujących w sieci energetycznej. W przykładzie wykonania siecią energetyczną jest sieć oświetleniowa będąca wielofazowym obwodem sieciowym NC zasilanym z punktu zasilającego PP. Dla przedmiotowego przykładu wykonania obwód sieciowy NC jest 1-fazowym obwodem sieciowym NC, w którym dla uproszczenia można wyszczególnić wiele wspólnych obszarów pracy w skrócie COA zlokalizowanych w infrastrukturze oświetleniowej, w której stacje ładowania CS są zintegrowane ze słupem oświetleniowym i innymi urządzeniami/odbiornikami wpiętymi w obwód, w ramach którego współpracują dzieląc ze sobą energię elektryczną.
Zasadniczo obwód sieciowy NC posiada podłączone do obwodu słupy oświetleniowe wyposażone w opcjonalne oprawy oświetleniowe sterowane poprzez sterowniki oświetleniowe LC, przy czym do słupów oświetleniowych podłączane są stacje ładowania CS pojazdów elektrycznych EV stanowiące zarówno zwykłe stacje dowolnego producenta oraz stacje ładowania CS pojazdów elektrycznych EV z autonomicznym układem sterującym ACS według wynalazku, który to układ zostanie bliżej opisany poniżej w odniesieniu do FIG. 2A-2B. Ponadto obwód sieciowy NC posiada podłączony w swoją strukturę analizator sieciowy NA oraz centralny układ zarządzania CMS, a także odbiorniki mocy sterowane poprzez sterowniki zewnętrzne EC lub odbiorniki mocy o znanej charakterystyce poboru mocy CPC.
W przedstawionym przykładzie wykonania wspomniany analizator sieciowy NA wpięty w obwód sieciowy NC jest przeznaczony do monitorowania stanu obwodu sieciowego NC w celu przekazywania informacji na temat parametrów pracy urządzeń/odbiorników wpiętych w obwód sieciowy NC. Analizator sieciowy NA składa się z następujących elementów składowych: modułu integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu, modułu pomiarowego oraz modułu komunikacji, które ze sobą współpracują. Moduł integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu, integruje się z licznikami energii elektrycznej za pomocą dostępnego łącza. W przykładzie wykonania integracja może być zrealizowana za pomocą złącza RS-485/232/Modbus dostępnego aktualnie w licznikach energii. Moduł ten jest opcjonalny i w przypadku kiedy w systemie działa moduł pomiarowy może nie być instalowany w analizatorze sieciowym NA (i vice versa moduł pomiarowy może nie być instalowany w analizatorze sieciowym NA w przypadku instalacji modułu integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu). Moduł pomiarowy mierzy parametry w szczególności prądy obwodu sieciowego NC, oraz moc bierną (tj. pełniąc rolę licznika). W przykładzie wykonania, pomiar prądu obwodu sieciowego NC przeprowadza się za pomocą transformatorów toroidalnych, które indukują napięcie na końcach swoich zwojów na skutek pola magnetycznego wyindukowanego przez prąd przepływający przez obwód sieciowy NC. Zarówno moduł pomiarowy, jak i moduł integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu dostarczają informacji o aktualnych parametrach pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego NC poprzez moduł komunikacji, który odpowiada za rozgłaszanie tych informacji do autonomicznych układów sterujących ACS oraz w tym przykładzie wykonania również do centralnego układu zarządzania CMS według jednego z przykładów wykonania wynalazku. Autonomiczne układy sterujące ACS w tym przykładzie wykonania są zarówno zintegrowane ze stacją ładowania CS, jak i znajdują się poza stacją ładowania CS.
Minimalny zestaw sygnałów rozgłoszeniowych w tym przypadku to: żądanie wysłania aktualnego stanu urządzenia/odbiornika, przy czym żądanie to może mieć formę cykliczną - definiującą co jaki okres czasu ma być wysyłany komunikat/sygnał dotyczący stanu pracy urządzenia/odbiornika w obwodzie sieciowym NC oraz do jakich urządzeń w obwodzie sieciowym NC. Ponadto żądanie to może mieć charakter żądania wysłania informacji o aktualnym stanie urządzenia/odbiornika lub w momencie zmiany jednego z parametrów dynamicznych, może również usuwać zdefiniowaną wcześniej cykliczność wysyłki. W zrealizowanym przykładzie wykonania parametrami dynamicznymi są natężenie ruch pojazdów, natężenie ruch pieszych, warunki atmosferyczne w tym przypadku opady deszczu i śniegu, które mają wpływ na pracę urządzeń/odbiorników. Przykładowo poziom natężenia świecenia oprawy oświetleniowej, a zatem i pobór energii urządzeń podłączonych do obwodu sieciowego NC jest uzależniony od natężenia ruchu pojazdów. Jeżeli natężenie ruchu pojazdów maleje wówczas poziom natężenia świecenia oprawy oświetleniowej jest redukowany, a tym samym zwiększa się możliwość zwiększenia mocy pracy innych urządzeń/odbiorników pracujących w obwodzie sieciowym NC, w tym przypadku stacji ładowania według wynalazku.
Wspomniany z kolei wyżej centralny układ zarządzania CMS w jednym z przykładów wykonania może być opcjonalnym układem, który integruje dane z kilku niezależnych obwodów sieciowych NC i umożliwia podgląd działania wszystkich elementów obwodów sieciowych NC przez zewnętrznego użytkownika. Niezależnie od tego centralny układ zarządzania CMS zawiera moduł komunikacji, moduł API, moduł bazy danych, moduł predykcji i moduł interfejsu użytkownika, które ze sobą współpracują. Moduł komunikacji odpowiedzialny jest za komunikacje z elementami pracującymi w obwodzie sieciowym NC. Minimalny zestaw sygnałów w tym przypadku to: żądanie wysłania stanu elementu obwodu sieciowego NC (dla każdego typu elementu tj. analizatora sieciowego NA, sterownika oświetlania LC, autonomicznego układu sterującego ACS niezależnie od tego czy jest wbudowany w strukturę stacji ładowania CS, czy też nie), pobranie informacji od elementu obwodu sieciowego NC na temat jego stanu (w przypadku inicjacji cyklicznych sygnałów) wysyłanych do sterowników oświetlenia LC: włączenie oprawy oświetleniowej, wyłączenia oprawy oświetleniowej, redukcja poziomu natężenia świecenia oprawy oświetleniowej, przesłanie nowego harmonogramu pracy oprawy oświetleniowej, obsługa sygnałów zaimplementowanych w autonomicznym układzie sterującym ACS.
Ponadto centralny układ zarządzania CMS implementuje zestaw komend API poprzez moduł API. Moduł API jest niezależnym modułem, który implementuje wysokopoziomowy zestaw komend, które mogą być użyte przez zewnętrzne systemy do przekazywania informacji na tem at otoczenia pracy obwodów sieciowych NC, oraz wysyła żądania zmiany stanu elementów obwodu sieciowego NC. Przykładem implementacji modułu może być serwis bazujący na usługach REST. Pod pojęciem informacji na temat otoczenia pracy obwodu rozumiane są dowolne parametry dynamiczne wyżej zdefiniowane w opisie, które mogą być przetwarzane przez moduł predykcji umieszczony w przykładzie wykonania w centralnym układzie zarządzania CMS i autonomicznym układzie sterującym ACS. Informacje na temat otoczenia pracy obwodu sieciowego NC, oraz informacje na temat parametrów pracy obwodu sieciowego NC i jego elementów są przekazywane i zapisywane do modułu bazy danych. Moduł ten gromadzi dane historyczne. W module bazy danych jest przechowywana pełna historia działania wszystkich elementów obwodu sieciowego NC. Dane z modułu bazy danych mogą służyć do tworzenia modeli statystycznych działania obwodów sieciowych NC i przesyłania ich później do autonomicznego układu sterującego ACS. Przykładowy model predykcji może z kolei mieć postać harmonogramu włączania urządzeń/odbiorników pracujących w obwodzie sieciowym NC, formę systemu regułowego, lub parametrów/modeli sieci neuronowych. Moduł predykcji z kolei jest elementem systemu, który wykorzystuje utworzone modele. Przykładem implementacji takiego elementu są wszelkiego rodzaju systemy oparte na regułach lub bardziej zaawansowane systemy predykcji oparte na sztucznej inteligencji (gramatyki grafowe, sieci neuronowe). Rolą modułu predykcji jest realizacja sterowania na wyższym poziomie niż w przypadku autonomicznego układu sterującego ACS. Ma on dostęp do stanu pracy z wielu różnych obwodów sieciowych NC. Ostatnim elementem jest moduł interfejsu z użytkownikiem. Moduł ten umożliwia odczyt parametrów jakie są zapisane w bazie danych, oraz wykonanie dowolnej funkcji na monitorowanych obwodach sieciowych NC. Użytkownik może wykonać dowolną operację pozwalającą na zmianę stanu pracy.
Kolejny z elementów obwodu sieciowego NC, tj. wspomniany wyżej sterownik oświetlenia LC jest zintegrowany z oprawą oświetleniową słupa oświetleniowego oraz jest przeznaczony do monitorowania oraz zmieniania parametru jego pracy. Sterownik oświetlenia LC składa się z następujących elementów składowych: modułu komunikacji, modułu sterowania, modułu integracji z oprawą oświetleniową, które ze sobą współpracują. Tutaj również moduł komunikacji odpowiedzialny jest za komunikację z resztą elementów obwodu sieciowego NC oraz w tym przypadku centralnym układem zarządzania CMS. Moduł ten przesyła cykliczne sygnały okresowe na temat pracy urządzenia, oraz przyjmuje sygnały sterujące jego pracą. Minimalny zestaw sygnałów sterujących to: włączenie oprawy oświetleniowej, wyłączenia oprawy oświetleniowej, redukcja poziomu natężenia świecenia oprawy oświetleniowej, przyjęcie nowego harmonogramu pracy urządzenia (czyli charakterystyki pracy oprawy oświetleniowej i natężenia strumienia oświetlenia w funkcji czasu w przykładzie wykonania w zależności od natężenia ruchu pojazdów, natężenia ruch pieszych oraz warunków atmosferycznych panujących w danym momencie), oraz żądanie wysłania aktualnego stanu pracy urządzenia. Tak jak poprzednio zostało zdefiniowane, żądanie wysłania aktualnego stanu pracy urządzenia może mieć formę cykliczną - definiującą, co jaki okres czasu ma być wysyłany komunikat/sygnał dotyczący stanu pracy urządzenia w obwodzie sieciowym NC oraz do jakich urządzeń w obwodzie sieciowym NC. Przesłane sygnały są realizowane przez moduł sterowania. Moduł ten implementuje logikę związaną z każdym spośród sygnałów, oraz odpowiada za przekazywanie sygnałów do oprawy oświetleniowej. Moduł sterowania może mieć postać mikroprocesora, który przechowuje w swojej pamięci charakterystykę pracy urządzenia (np. harmonogram włączania oprawy oświetleniowej) i bieżący stan pracy urządzenia. Moduł ten bezpośrednio komunikuje się z modułem integracji z oprawą. Moduł integracji z oprawą odpowiada za bezpośrednią komunikację z oprawą oświetleniową (tj. jej sterownikiem/zasilaczem). Sterowanie fizyczną oprawą oświetleniową odbywa się poprzez dedykowany interfejs. Przekładem takiej realizacji jest sterowanie za pomocą interfejsu DALI, bądź 1-10V. Moduł ten nie tylko wykonuje polecenia modułu sterującego, ale pobiera parametry pracy, które są udostępniane przez oprawę oświetleniową (sterownik/zasilacz). Parametry te są cyklicznie przesyłane do modułu komunikacji, który wysyła je na żądanie lub cyklicznie jak w przykładzie wykonania do autonomicznego układu sterującego ACS. Moduł integracji z oprawą oświetleniową może zostać rozbudowany o czujniki pozwalające na weryfikację prądu pracy oprawy oświetleniowej, generowanej mocy biernej itp. Parametry te mogą być przekazywane przez złącze zasilacza, bądź samodzielnie mierzone poprzez dedykowany układ włączony szeregowo przed obwodem zasilacza oprawy oświetleniowej.
Zasadniczo komunikacja pomiędzy urządzeniami podłączonymi do obwodu sieciowego NC w przykładzie wykonania odbywa się zasadniczo poprzez sieć typu Mesh, ale może także odbywać się poprzez magistralę szeregową, WiFi, PLC lub inne medium komunikacyjne. W przykładzie wykonania komunikacja może być dedykowana do konkretnego urządzenia, bądź opierać się na rozgłaszaniu komunikatu do wszystkich sterowników i urządzeń pracujących w obwodzie sieciowym NC. Każdy z elementów pracy obwodu sieciowego NC zawiera moduł komunikacji. Moduł komunikacji odpowiada za przesyłanie sygnałów pomiędzy elementami obwodu sieciowego NC. Przykładowym medium komunikacyjnym może być sieć radiowa (w tym sieć typu Mesh i Wi-Fi), sieć GSM, czy też standard PLC (komunikacja za pomocą przewodów elektronicznych). W zależności od użytego medium komunikacyjnego w module komunikacji sygnały mogą przyjmować role sygnału o określonej strukturze lub komend implementowanych na wyższej warstwie komunikacji (przykładem może być interfejs REST API utworzony na warstwie http, która jest implementowana na warstwie TCP, który z kolei jest zaimplementowany na warstwie Ethernet).
Urządzenia podłączone do obwodu sieciowego NC mogą również komunikować się z centralnym układem zarządzania CMS jak wspomniano już wyżej. Centralny układ zarządzania CMS jest układem, który zbiera informacje z różnych urządzeń/odbiorników obwodu sieciowego NC, gromadzi dane, oraz przesyła komunikaty do elementów sterujących w przykładzie wykonania do stacji ładowania CS, sterownika oświetleniowego LC, sterownika zewnętrznego EC, przy czym sterownik zewnętrzny EC jest przykładem sterownika, który w minimalnym zakresie implementuje funkcje włącz i wyłącz. W przykładzie wykonania sterownik zewnętrzny EC złożony jest z modułu komunikacji implementującego dwa sygnały: włącz/wyłącz. Moduł ten będzie odpowiadał za komunikacje oraz za zwarcie lub rozwarcie styków włączających zewnętrzne urządzenie do obwodu sieciowego NC. W tym miejscu należy nadmienić, że komunikacja z centralnym układem zarządzania CMS jest opcjonalna i redundantna do komunikacji z aktualnym elementem sterującym, który przejmuje sterowanie w obwodzie sieciowym NC. Elementem sterującym przejmującym kontrole w obwodzie sieciowym NC w przykładzie wykonania jest jeden z autonomicznych układów sterujących ACS według wynalazku zintegrowany ze stacją ładowania CS.
W przykładzie wykonania przedstawionym na FIG. 2A-2B zilustrowano w dwóch wariantach schemat budowy stacji ładowania CS według wynalazku, który jest podłączony do autonomicznego systemu 100 dostosowujący prace stacji lądowania CS pojazdów elektrycznych EV do warunków panujących w sieci energetycznej. W pierwszym wariancie na FIG. 2A zilustrowano schemat, w którym układ ładowania 50 pojazdu elektrycznego EV bezpośrednio współpracuje z modułem sterowania 20 ładowaniem pojazdu elektrycznego EV stanowiącym element składowy autonomicznego układu sterującego ACS według wynalazku. W drugim wariancie na FIG. 2B zilustrowano schemat, w którym układ ładowania 50 pojazdu elektrycznego EV współpracuje z modułem sterowania 20 stanowiącym element składowy autonomicznego układu sterującego ACS według wynalazku poprzez moduł sterowania 60 ładowaniem pojazdu elektrycznego EV. Niezależnie od wariantu w tym miejscu warto podkreślić, że autonomiczny układ sterujący ACS według wynalazku może być także niezależnym elementem składowym występującym poza zintegrowanym elementem wbudowanym w strukturę stacji ładowania CS.
Autonomicznym układ sterujący ACS kontroluje prace stacji ładowania CS i co do zasady ma dwa tryby działania:
- tryb pracy ACS 1 dotyczący sterowania zintegrowaną stacją ładowania CS, oraz
- tryb pracy ACS2 dotyczący sterowania zintegrowaną stacją ładowania CS oraz dowolnym elementem pracującym we wspólnym obwodzie sieciowym NC pełniąc wówczas rolę nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS, przy czym zakładamy tutaj, że w danej chwili, w obwodzie sieciowym NC, tylko jeden autonomiczny układ sterujący ACS może pełnić rolę MACS, a pozostałe autonomiczne układy sterujące ACS wówczas pełnią rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących SACS w obwodzie sieciowym NC. W skład autonomicznego układu sterującego ACS wchodzą następujące elementy składowe: moduł 10 komunikacji, moduł 20 sterowania ładowaniem oraz moduł 30 bazy danych oraz moduł 40 predykcji, które ze sobą współpracują. Moduł 10 komunikacji odpowiada za komunikacje z resztą układu.
Autonomiczny układ sterujący ACS w trybie pracy ACS1 realizuje następujący zestaw komunikatów/sygnałów: żądanie zmiany parametrów ładowania, wysłania aktualnego stanu urządzenia. W przypadku żądania wysłania aktualnego stanu urządzenia podobnie jak wyżej opisano w opisie może mieć formę cykliczną - definiującą co jaki okres czasu ma być wysyłany komunikat/sygnał dotyczący stanu pracy urządzenia/odbiornika w obwodzie sieciowym NC oraz do jakich urządzeń/odbiorników w obwodzie sieciowym NC. Ponadto żądanie to może mieć charakter żądania wysłania informacji o aktualnym stanie urządzenia/odbiornika lub w momencie zmiany jednego z parametrów dynamicznych, może również usuwać zdefiniowaną wcześniej cykliczność wysyłki, status pracy urządzenia/odbiornika, sygnały potrzebne do ustalenia MACS w przypadku jego braku (tj. braku otrzymywania sygnałów o jego pracy), oraz sygnał zapisu konfiguracji do modułu 40 predykcji, przy czym zmiana może być wyzwalana od centralnego układu zarządzania CMS.
Z kolei autonomiczny układ sterujący ACS w trybie pracy ACS2 realizuje dodatkowo następujący zestaw komunikatów/sygnałów: sygnał potwierdzający prace MACS, żądanie wysłania stanu elementu obwodu sieciowego NC (dla każdego typu elementu analizatora sieciowego NA, sterownika oświetlenia LC, autonomicznego układu sterującego ACS), pobranie informacji od elementu na temat jego stanu pracy. W przypadku sterownika oświetlenia LC zestaw komunikatów/sygnałów wygląda następująco: włączenie oprawy, wyłączenia oprawy, redukcja poziomu natężenia świecenia oprawy, wysyłki nowego harmonogramu pracy oprawy oświetleniowej, zapis zewnętrznego parametru, który może być użyty w module 40 predykcji.
Parametry pracy elementów zapisuje się w module 30 bazy danych, przy czym ze względu na implementacje zakłada się, że w minimalnym zakresie będą przechowywane bieżące wartości. Przykładem implementacji modułu 30 bazy danych może być pamięć mikrokontrolera sterującego układem. Każdorazowa zmiana stanu w module 30 bazy danych wyzwala akcje w module 40 predykcji.
Wspomniany moduł 40 predykcji na podstawie zapisanej konfiguracji realizuje sterowanie w obwodzie sieciowym NC według przyjętej strategii mającej na celu nie dopuścić do przekroczenia ustalonej mocy pracy całego obwodu sieciowego NC, oraz zminimalizować negatywne parametry jakościowe pracy obwodu sieciowego NC (przykładowo takie jak moc bierna). Zasadniczo moduł 40 predykcji wyznacza parametry działania elementów obwodu sieciowego NC w oparciu o bieżące dane (m.in. wspomniane już dane na temat natężenia ruchu pojazdów, planowany harmonogram natężenia świecenia opraw oświetleniowych, itp.), oraz również na podstawie danych historyczn ych i utworzonych modeli statystycznych (w tym tak zwanego machine learning). Przyjmuje się, że znana jest informacja na temat zapotrzebowania na usługę ładowania w analogicznym okresie w przeszłości, a zatem znana jest również charakterystyka zmian natężenia świecenia opraw oświetleniowych do z góry zdefiniowanego czasu i innych parametrów działania układu (prądu obwodu sieciowego NC). W związku z powyższym wiemy zatem, kiedy będzie występowało ryzyko przeciążenia obwodu sieciowego NC. Wiedza ta daje również szanse do tworzenia dodatkowych usług dodanych. Nie są one przedmiotem wynalazku, ale pokazują jego praktyczne zastosowanie. Możliwa staje się estymacja i utworzenie funkcji czasu ładowanie pojazdu elektrycznego EV przez użytkownika w stosunku do funkcji utraconych korzyści przez system 100. Co stanowi potencjał do tworzenia kontraktów terminowych. Użytkownik określając dłuższy czas ładowania, daje możliwość ograniczenia mocy ładowania pojazdu elektrycznego w przyszłości i możliwość, aby z usługi ładowania skorzystali inni użytkownicy obwodu sieciowego NC. Wspomniany moduł 40 predykcji bezpośrednio komunikuje się z modułem 20 sterowania ładowaniem pojazdu elektrycznego EV, który zarządza parametrami ładowania pojazdu elektrycznego EV tj. prądem ładowania. Z kolei moduł 20 sterowania ładowaniem przyjmuje żądanie zmiany parametrów bezpośrednio od modułu 10 komunikacji. Moduł 20 sterowania ładowaniem oprócz sterowania prądem ładowania, umożliwia odczyt parametrów pracy układu takich jak prąd ładowania, temperatura pracy urządzenia (i tym samym możliwość monitorowania i zabezpieczenia przed przegrzaniem układu ładującego), status podłączenia pojazdu elektrycznego EV, status pracy pojazdu elektrycznego EV. Wszelka zmiana pracy stacji ładowania CS jest odnotowywana w module 30 bazy danych.
Na FIG. 3 przedstawiono scenariusz ładowanie pojazdu elektrycznego EV przy wykorzystaniu sposobu 200 według wynalazku dostosowywania działania stacji ładowania CS do warunków panujących w sieci energetycznej według jednego z przykładów wykonania wynalazku. W tym przypadku jedna ze stacji ładowania CS wraz z autonomicznym układem sterującym ACS pełni nadrzędną rolę w stosunku do innych autonomicznych układów sterujących ACS występujących w obwodzie sieciowym NC stając się w takim przypadku nadrzędnym autonomicznym układem sterującym MACS. Nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS steruje wówczas działaniem urządzeń/odbiorników pracujących w obwodzie sieciowym NC. Wspomniany MACS odpowiada za sterowanie urządzeniami pracującymi w obwodzie sieciowym NC oraz przesyła sygnał watchdog do innych urządzeń/odbiorników, na przykład, w tym przykładzie wykonania do sterowników oświetleniowych LC, sterowników zewnętrznych EC, w tym także autonomicznych układów sterujących ACS pełniących wówczas rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących SACS. Sygnał watchodg’a zawiera informacje na temat aktualnej rezerwy mocy w obwodzie sieciowym NC. Rezerwa ta może być wykorzystana do włączenia do obwodu sieciowego NC innych urządzeń/odbiorników, bądź zwiększenia mocy ładowania w aktualnie już pracujących pod kontrolą autonomicznych układów sterujących ACS stacji ładowania CS. Decyzje co do wykorzystania rezerwy podejmuje MACS na podstawie aktualnie posiadanych informacji. Dokładniej opisane zostanie to w przykładzie realizacji wynalazku poniżej.
Tak zdefiniowany nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS okresowo dla wartości <T_LIFE> zdefiniowanej w systemie 100 przesyła komunikat o stanie obwodu sieciowego NC - komunikat/sygnał [B1]. Komunikat ten stanowi informacje, że system 100 funkcjonuje poprawnie dla urządzeń pracujących w obwodzie sieciowym NC. W przypadku kiedy komunikat/sygnał nie jest wysyłany przez z góry zdefiniowany czas większy niż wartość <T_LIFE>, stacje ładowania CS, w których wbud owany jest autonomicznym układ sterujący ACS same uzgadniają nowy nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS. Podczas okresu, kiedy nie jest uzgodniony MACS, stacje ładowania CS pracują z minimalną z góry zdefiniowaną mocą ładowania. Z kolei urządzania pracujące w obwodzie sieciowym NC wysyłają informacje o swoim statusie - komunikat/sygnał [B2], informacje te trafiają także do MACS, który odnotowuje status. Status jest wysyłany w momencie zmiany stanu pracy stacji ładowania CS (np. podłączenie nowego pojazdu elektrycznego EV, przerwanie ładowania, zmiana parametrów ładowania, itp.). Odbywa się to cyklicznie w przykładzie wykonania nie rzadziej niż raz na godzinę.
W przypadku podłączenia pojazdu elektrycznego EV do stacji ładowania CS - komunikat/sygnał [L1], następuje rozpoczęcie ładowania z minimalnymi parametrami ładowania ustawionymi w stacji ładowania CS. Równolegle następuje przesłanie informacji o rozpoczęciu ładowania do MACS - komunikat/sygnał [L2] i uzgodnienie parametrów ładowania - komunikat/sygnał [L3]. Po otrzymaniu informacji o możliwych parametrach ładowania, stacja ładowania CS zmienia parametry ładowania - komunikat/sygnał [L4] pojazdu elektrycznego EV. Zmienia wartość sygnału sterującego, który informuje pojazd elektryczny EV o możliwym zwiększeniu mocy. MACS oraz ACS zaangażowany w ładowanie, monitorują proces ładowania. Lokalne monitorowanie poziomu ładowania polega na cyklicznym uzgadnianiu możliwych parametrów ładowania. Urządzenia te komunikują się ze sobą. Medium komunikacji może stanowić sieć typu Mesh, WIFI, PLC, GSM lub inna. Oba sterowniki sprawują nadzór nad siecią i realizacjami z góry zdefiniowanych funkcji, związanych np. z włączaniem i wyłączaniem oświetlenia - komunikat/sygnał [L7], lub innych urządzeń/odbiorników wpiętych w obwód sieciowy NC - komunikat/sygnał [L8]. Nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS na podstawie aktualnego w danej chwili stanu, podejmuje decyzje o tym, czy nie jest konieczne przeprowadzenie zmiany parametrów ładowania pojazdu elektrycznego EV. Wspomniany MACS powiadamia o tym fakcie autonomiczny układ sterujący ACS uruchomioną stację ładowania CS poprzez przesłanie stosownej informacji - komunikat/sygnał [L5]. Stacja ładowania CS dostosowuje parametry ładowania - komunikat/sygnał [L6] z pojazdem elektrycznym EV. Zmiana parametrów ładowania od strony sprzętowej polega na zmianie sygnałów przesyłanych do ładowanego pojazdu elektrycznego EV (a w przypadku ładowania prądem zmiennym najczęściej jest to realizowane poprzez zmianę częstotliwości sygnału sterującego generowanego przez stację ładowania CS). Sytuacja ta może występować wiele razy podczas pojedynczego ładowania pojazdu elektrycznego EV. Stacja ładowania CS pracuje, aż do momentu pojawienia się zdarzenia związanego z zakończeniem ładowania - komunikat/sygnał [L7]. Może ono wystąpić m.in. po odłączaniu pojazdu elektrycznego EV, przesłania zewnętrznego żądania zakończenia ładowania do stacji ładowania CS, lub samodzielnej decyzji przez sterownik. Po pojawieniu się zdarzenia związanego z zakończeniem ładowania - komunikat/sygnał [L7], stacja ładowania CS powiadamia MACS o fakcie zakończenia ładowania pojazdu elektrycznego.
PRZYKŁAD REALIZACJI WYNALAZKU
Dla lepszego zilustrowania istoty rozwiązania według wynalazku i korzyści z niego płynących przyjmijmy, że w sieci energetycznej, w naszym przypadku infrastrukturze oświetleniowej, do obwodu sieciowego NC, w tym przypadku 1-fazowego obwodu, podłączone są następujące urządzenia/odbiorniki o różnych charakterystykach poboru mocy takie jak:
• dwie stacje ładowania CS o mocy 3,6 kW (16A) bez autonomicznego układu sterującego ACS, lecz o znanej charakterystyce poboru mocy CPC (maksymalna moc pracy to 7,2 kW), • trzydzieści opraw LED-owych o mocy 100 W ze sterownikiem zewnętrznym EC oświetlających ulice (moc 3 kW, ale podczas załączania ze względu na 10 krotny prąd załączania mamy chwilowy pobór mocy w granicach 30 kW), • dwadzieścia opraw sodowych o mocy 200 W ze sterownikiem zewnętrznym EC oświetlających ulice (moc 2 kW, ale podczas załączania ze względu na 10 krotny prąd załączania mamy chwilowy pobór mocy w granicach 20 kW), oraz • jeden elektroniczny bilbord reklamowy o znanym poborze mocy wynoszącym maksymalnie 1 kW, który traktujemy jako odbiornik o znanej charakterystyce poboru mocy CPC.
W pierwszej kolejności rozpatrzymy przypadek, w którym system pracuje bez autonomicznego układu sterującego ACS, a zatem zgodnie ze stanem techniki, w którym wymienione powyżej elementy składowe w tym oprawy oświetleniowe są sterowane według zaprogramowanego harmonogramu pracy, gdzie następuje włączenie i wyłączenie obwodu sieciowego NC o określonej porze dnia (wg. tej samej godziny). Przy takim założeniu osiągamy moc pracy obwodu równą 15,2 kW, przy czym obwód musi być przygotowany na obciążenie wynoszące 78,2 kW (zakładamy bowiem, że prąd załączania opraw oświetleniowych będzie 10 krotnie większy od prądu znamionowego, oraz przekrój kabla musi pozwalać na zwiększony pobór mocy, czyli:
Wielkość Iw* (liczba opraw LED-owych * wielkość Pc opraw LEDO-wych + liczba opraw Sodowych * wielkość Pc opraw Sodowych) = wielkość Pc gdzie:
Iw - współczynnik określający o ile prąd załączania opraw oświetleniowej jest większy w stosunku do prądu nominalnego pracy oprawy oświetleniowej (dla uproszczenia przyjmujemy taki sam współczynnik dla opraw LED’owych i sodowych)
Pc - pobór mocy oprawy oświetleniowej; a zatem dla przedmiotowego przykładu mamy:
* (30 * 100W + 20 * 200W) = 70 kW do tego dochodzi moc odbiorników o znanej charakterystyce CPC (7,2 kW + 1 kW = 8,2 kW), czyli razem 78,2kW.
W takim przypadku należy zauważyć, że do obwodu sieciowego NC podczas normalnej pracy (z wyjątkiem okresu załączania opraw oświetleniowych), mogą być podłączone urządzenia/odbiorniki pobierające dodatkowo 63,0 kW mocy. W świetle powyższego umożliwia to instalację stacji ładowania CS z autonomicznym układem sterującym ACS według wynalazku. Do obwodu sieciowego NC dołącza się:
• szesnaście stacji ładowania CS o maksymalnej mocy 7,2 kW z autonomicznym układem sterującym ACS według wynalazku,
Dla takiego przypadku, całkowita moc pracy stacji ładowania CS z autonomicznym układem sterującym ACS przy pełnym obciążeniu wynosi 115,2 kW, a więc przekracza możliwości obwodu sieciowego NC zdefiniowanego wyżej. Jednakże dokonując redukcji mocy ładowania do 3,6 kW uzyskujemy całkowitą moc ładowania w granicy 57,6 kW. W świetle powyższego, uzyskujemy wartość akceptowaną z punktu widzenia pracy systemu według wynalazku. Zatem możliwe jest ustawienie minimalnego prądu ładowania w autonomicznym układzie sterującym ACS na 3,6 kW. Z tą mocą, w przypadku godzin nie zbiegających się z włączeniem opraw oświetleniowych, stacja ładowania CS rozpocznie ładowanie pojazdu elektrycznego EV, a następnie po uzgodnieniu z nadrzędnym autonomicznym układem sterującym MACS warunków pracy ustali docelową charakterystykę ładowania. Przykładowo, jeśli inne stacje ładowania CS nie będą pracowały, to zaleci ona zwiększenie mocy ładowania pojedynczej stacji do 7,2 kW. W przypadku kiedy ładowanie będzie wchodziło w okres włączenia oświetlenia, nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS przekaże informacje o konieczności redukcji mocy ładowania do 0W, w przedziale czasu włączania opraw oświetleniowych. Analizator sieciowy NA jest dodatkowym gwarantem bezpieczeństwa, monitoruje prąd pracy w obwodzie sieciowym NC w tym przypadku 1-fazowym obwodzie i przekazuje do nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS informacje na temat aktualnie pobieranej mocy przez wszystkie elementy składowe (w tym przypadku urządzenia/odbiorniki) pracujące w obwodzie sieciowym NC. Nadrzędny autonomiczny układ sterujący MACS może ad-hoc reagować na przeciążenia, sterując urządzeniami/odbiornikami pracującymi w obwodzie sieciowych NC, w tym przypadku wszystkimi urządzeniami/odbiornikami wyposażonymi w odpowiednie sterowniki np. w przypadku opraw oświetleniowych w sterowniki oświetleniowe LC.
W przedstawionym przykładzie realizacji dodatkowa instalacja sterowników oświetleniowych LC na oprawach oświetleniowych pozwoli na wygenerowanie dodatkowych oszczędności. Co więcej daje możliwość sterowania oprawami oświetleniowymi w czasie rzeczywistym, i tym samym zwiększenia dynamiki związanej z pracą stacji ładowania CS wyposażonej w autonomiczny układ sterujący ACS. Obowiązujące normy oświetleniowe w Europie (CEN EN 13201) i US (ANSEIES RP-8) regulują prawnie bezpieczny poziom oświetlenia dla uczestników ruchu drogowego, oraz ograniczają negatywne skutki dla środowiska. Natężenie oświetlenia zależy od czynników dynamicznych. Przykładem takich czynników są warunki atmosferyczne tj. pogoda, ilość pojazdów aktualnie poruszających się po drodze. W przypadku opomiarowania tych elementów (ruch pojazdów jest zwykle opomiarowany przez pętle indukcyjne) i przekazywania tej informacji do stacji ładowania CS wyposażonej w autonomiczny układ sterujący ACS, np. w jednym z przykładów wykonania poprzez centralny układ zarządzania CMS, mamy możliwość redukcji natężenia świecenia opraw oświetleniowych, i tym samym pobieranej mocy przez oprawy oświetleniowe. Dla przykładu, według przyjętej norm y CEN EN 13201-2:2015, redukując poziom świecenia z klasy oświetleniowej M2 (wymagany poziom luminancji wynosi 1,5 cd/m2) na M4 (wymagany poziom luminancji to 0,75 cd/m2) uzyskujemy konkretne oszczędności. Poziom świecenia możemy zredukować w momencie, kiedy przykładowo dla drogi wielopasmowej, natężenie ruchu (ang. traffic volume) spadnie z 50% do poniżej 15% całkowitej przepustowości drogi. Redukcja może też nastąpić na skutek zmiany innych czynników - takich jak uwolnienie drogi od zaparkowanych pojazdów. Redukcja poziomu oświetlenia o dwa poziomy daje możliwość redukcji mocy świecenia opraw oświetleniowych (z 1,5 cd/m2 do 0,75 cd/m2) o około 50%. Jeśli nastąpi ona na obu oświetlanych odcinkach drogi mamy możliwość zredukowania mocy z 7 kW do 3,5 kW. Redukcja ta daje możliwość na zainstalowanie dodatkowej stacji ładowania CS z autonomicznym układem sterującym ACS według wynalazku lub lepszego balansowania mocą za pomocą pracujących już w obwodzie stacjami ładowania CS.
W zależności od użytych typów opraw oświetleniowych, przy redukcji natężenia światła, może pojawić się moc bierna o charakterze indukcyjnym lub pojemnościowym. W omawianym przykładzie, moc bierna może wynosić ponad 1 VAR. Jest to zjawisko negatywne z punktu widzenia jakości obwodu sieciowego NC. Aby wyeliminować to zjawisko możliwe jest zainstalowanie dodatkowych kompensatorów mocy biernej (w najprostszej wersji są to dławiki) dołączonych do obwodu sieciowego NC poprzez sterownik zewnętrzny EC. W przypadku wykrycia tego zjawiska przez analizator sieciowy NA, autonomiczny układ sterujący ACS według wynalazku pełniący funkcje nadrzędnego autonomicznego układu sterującego MACS może zarządzić włączenie wybranych kompensatorów, po to aby wyeliminować negatywne zjawisko.
W przedstawionym przykładzie wykonania dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku z jednej strony mamy możliwość zwiększenia dostępności punktów stacji ładowania CS w infrastrukturze oświetleniowej przy optymalnym zarządzaniu czasem ładowania pojazdów elektrycznych EV, a z drugiej strony mamy możliwość eliminacji negatywnych zjawisk w postaci występowania mocy biernej, czy prześwietleniami jakie mogą pojawić się na infrastrukturze oświetleniowej.
Powyższy opis przedstawionych przykładów wykonania jest dostarczony w celu umożliwienia dowolnemu znawcy zrealizowanie lub wykorzystanie niniejszego wynalazku. Możliwe są także różne modyfikacje przedstawionego przykładu wykonania obejmujące wszystkie takie zmiany, modyfikacje i odmiany, które wchodzą w obszar istoty i zakresu załączonych zastrzeżeń patentowych. Podstawowe zasady tu określone mogą być zatem zastosowane w innych przykładach wykonania bez wykraczania poza zakres wynalazku. Zatem, zamierzeniem niniejszego wynalazku nie jest ograniczanie go do przykładów wykonania tu przedstawionych, ale aby był zgodny z najszerszym zakresem odpowiadającym przedstawionym tu zasadom i nowym cechom.
Niniejsze rozwiązanie według wynalazku oferuje zatem przy użyciu wyżej wymienionych środków technicznych, jak wskazano na Figurach od FIG. 1 do FIG. 3, stację ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej, z wykorzystaniem zaprojektowanych elementów oraz układów przeznaczonych do monitorowania, sterowania i predykcji.
ZASTOSOWANIE WYNALAZKU
Przedmiotowe rozwiązanie według wynalazku znajdzie zastosowanie w szeroko rozumianej branży elektromobilnej, w szczególności będzie mogło zostać wykorzystane w infrastrukturze ładowania pojazdów elektrycznych. Wynalazek znajdzie również zastosowanie w sieciach energetycznych, w szczególności ze szczególnym uwzględnieniem charakterystyki sieci oświetleniowej, w których występuje ryzyko przeciążenia lub obniżenia parametrów jakościowych sieci przez zainstalowane w niej urządzeń/odbiorników o różnych charakterystykach poboru mocy, w tym stacji ładowania.
Przykładowym obszarem, w którym wynalazek może zostać zastosowany jest zatem istniejąca już infrastruktura energetyczna w szczególności infrastruktura oświetleniowa, w której włączanie opraw oświetleniowych, oraz operacje związane z redukcją poziomu świecenia powodują okresowe zmiany w poborze prądu oraz pojawienie się mocy biernej.
WYKAZ OZNACZEŃ ODSYŁAJĄCYCH
100 autonomiczny system
200 autonomiczny sposób
CS stacja ładowania
EV pojazd elektryczny
COA wspólny obszar pracy
ACS autonomiczny układ sterujący moduł komunikacyjny moduł sterowania ładowaniem moduł bazy danych moduł predykcji układ ładowania pojazdu
CMS centralny układ zarządzania
NC obwód sieciowy
NA analizator sieciowy
PP punkt zasilania
LC sterownik oświetleniowy
EC sterownik zewnętrzny
MACS nadrzędny autonomiczny układ sterujący
SACS podrzędny autonomiczny układ sterujący
CPC znana charakterystyka poboru mocy

Claims (11)

1. Stacja ładowania pojazdów elektrycznych dostosowująca swoje działanie do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej, przy czym stacja ładowania zawiera układ ładowania pojazdu elektrycznego wraz z wewnętrzną elektroniką w postaci co najmniej jednej centralnej jednostki przetwarzającej połączonej operacyjnie z jednostką komunikacyjną, pamięcią oraz jednostką wejściową i jednostką wyjściową, zapewniającymi interfejs z użytkownikiem, znamienna tym, że posiada co najmniej jeden autonomiczny układ sterujący (ACS), który to układ zawiera współpracujące ze sobą moduł (10) komunikacji, moduł (20) sterowania ładowaniem, moduł (30) bazy danych oraz moduł (40) predykcji, przy czym moduł (40) predykcji przeznaczony do wykrywania i przewidywania obciążeń i zakłóceń w obwodzie sieciowym (NC) na podstawie danych historycznych i/lub wygenerowanych modeli statystycznych i/lub systemu regułowego jest połączony z modułem (10) komunikacji realizującym transmisję danych pomiędzy urządzeniami/odbiornikami podłączonymi do obwodu sieciowego (NC), przy czym moduł (10) komunikacji jest sprzężony z modułem (30) bazy danych przeznaczonym do przechowywania parametrów stanu pracy wspomnianych urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) oraz z modułem (20) sterowania ładowaniem dostosowującym dynamicznie charakterystykę prądu ładowania pojazdu elektrycznego (EV) w stosunku do parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC).
2. Stacja ładowania (CS) według zastrz. 1, znamienna tym, że autonomiczny układ sterujący (ACS) jest niezależnym elementem składowym zintegrowanym poza elementem wbudowanym w strukturę stacji ładowania (CS).
3. Autonomiczny system (100) dostosowujący działanie stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej tworzącej wiele wspólnych obszarów pracy zawierających jedno lub wielofazowy obwód sieciowy, do którego podłączone są urządzenia/odbiorniki o różnych charakterystykach poboru mocy w tym urządzenia/odbiorniki wyposażone w sterowniki, znamienny tym, że zawiera:
- co najmniej jedną stację ładowania (CS) zgodnie z którymkolwiek z zastrzeżeń od 1 do 2, podłączoną do obwodu sieciowego (NC);
- analizator sieciowy (NA) przeznaczony do monitorowania i przekazywania w czasie rzeczywistym parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC), przy czym analizator sieciowy (NA) komunikuje się z jedną ze stacji ładowania (CS) wyposażoną w co najmniej jeden autonomiczny układ sterujący (ACS), który staje się nadrzędnym autonomicznym układem sterującym (MACS) w stosunku do pozostałych stacji ładowania (CS), które wówczas pełnią rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących (SACS) w obwodzie sieciowym (NC), przy czym nadrzędny autonomiczny układ sterujący (MACS) na podstawie wspomnianych parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) ustala każdorazowo dynamicznie docelową charakterystykę prądu ładowania pojazdu elektrycznego (EV) podłączonego do stacji ładowania (CS) przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego (NC).
4. Autonomiczny system (100) według zastrz. 3, znamienny tym, że analizator sieciowy (NA) zawiera współpracujące ze sobą moduł integracji z licznikiem zużycia energii elektrycznej obwodu i/lub moduł pomiarowy oraz moduł komunikacji, przy czym moduł pomiarowy jest zestawem transformatorów toroidalnych przeznaczonym do określenia poboru prądu w sieci energetycznej dla poszczególnych urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC).
5. Autonomiczny system (100) według zastrz. 3, znamienny tym, że posiada dodatkowo centralny układ zarządzania (CMS) zawierający współpracujące ze sobą moduł komunikacji, moduł API, moduł bazy danych, moduł predykcji oraz moduł interfejsu użytkownika, przeznaczony do integrowania informacji z urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) poprzez analizator sieciowy (NA) i komunikujący je za pośrednictwem medium komunikacyjnego.
6. Autonomiczny system (100) według zastrz. 5, znamienny tym, że medium komunikacyjnym jest sieć radiowa typu Mesh i/lub WiFi i/lub GSM lub magistrali szeregowej i/lub PLC.
7. Autonomiczny sposób (200) dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej, w szczególności sieci oświetleniowej tworzącej wiele wspólnych obszarów pracy polegający na tym, że w jedno lub wielofazowym obwodzie sieciowym podłącza się pojazd elektryczny do stacji ładowania, przy czym przed rozpoczęciem ładowania pojazdu elektrycznego za pośrednictwem stacji ładowania przesyła się sygnał żądania rezerwacji prądu ładowania, znamienny tym, że:
z chwilą rezerwacji prądu ładowania spośród autonomicznych układów sterujących (ACS) zlokalizowanych w obwodzie sieciowym (NC) autonomicznie i bez udziału systemu nadrzędnego przeprowadza się deterministyczną procedurę wyboru jednego nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS) w stosunku do pozostałych autonomicznych układów sterujących (ACS), które wówczas pełnią rolę podrzędnych autonomicznych układów sterujących (SACS), przy czym wybór odbywa się na podstawie lokalnych i w czasie rzeczywistym zmierzonych parametrów/sygnałów, następnie do nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS) w trakcie ładowania pojazdu elektrycznego (EV) za pośrednictwem analizatora sieciowego (NA) i/lub bezpośrednio za pośrednictwem urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) przesyła się na żądanie lub w sposób cykliczny sygnały okresowe na temat parametrów dynamicznych i/lub parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC), w tym co najmniej informacji dotyczących parametrów jakości pracy łącza takich jak: prądów fazowych, kąta przesunięcia fazowego (φ) pomiędzy prądem a napięciem, odkształceń harmonicznych, zajętość faz oraz stanów odbiorów, przy czym na podstawie przekazanych parametrów za pośrednictwem nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS) w czasie rzeczywistym monitoruje się poziom ładowania oraz dostosowuje się dynamicznie charakterystykę prądu ładowania co najmniej w zakresie prądu ładowania, odkształceń harmonicznych, kąta przesunięcia fazowego (φ) pomiędzy prądem a napięciem dla każdorazowej stacji ładowania (CS) pojazdu elektrycznego (EV) przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego (NC) i/lub za pośrednictwem nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS) steruje się działaniem urządzeń/odbiorników pracujących w obwodzie sieciowym (NC) w celu podtrzymania parametrów jakościowych i ilościowych łącza i przesyła się sygnał watchdog’a do pozostałych autonomicznych układów sterujących (ACS) w obwodzie sieciowym (NC), przy braku cyklicznego sygnału okresowego za pośrednictwem autonomicznego układu sterującego (ACS) minimalizuje się parametry działania stacji ładowania (CS) do z góry określonego poziomu minimalnego prądu ładowania zdefiniowanego w stacji ładowania (CS) lub zatrzymuje się pracę stacji ładowania (CS), aby uniknąć przeciążenia obwodu sieciowego (NC) oraz równolegle inicjuje się reelekcję nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS).
8. Autonomiczny sposób (200) według zastrz. 7, znamienny tym, że sygnał żądania rezerwacji prądu ładowania przesyła się do nadrzędnego autonomicznego układu sterującego (MACS) za pośrednictwem centralnego układu zarządzania (CMS).
9. Autonomiczny sposób (200) według zastrz. 7, znamienny tym, że wspomniany pomiar parametrów stanu pracy urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) przeprowadza się za pomocą zestawów transformatorów toroidalnych stanowiący moduł pomiarowy analizatora sieciowego (NA), które indukują napięcie na końcach swoich zwojów w wyniku oddziaływania pola magnetycznego wyindukowanego przez prąd przepływający przez obwód sieciowy (NC).
10. Autonomiczny sposób (200) według zastrz. 7, znamienny tym, że wspomniane parametry dynamiczne wyznacza się na podstawie poziomu światła astralnego doświetlającego ulice i/lub informacji o zaparkowanych samochodach i/lub natężenia ruchu pojazdów i/lub natężania ruchu pieszych i/lub warunków atmosferycznych występujących w trakcie pracy obwodu sieciowego (NC), przy czym za pośrednictwem wyznaczonych parametrów dynamicznych reguluje się pracę urządzeń/odbiorników podłączonych do obwodu sieciowego (NC) zwiększając lub zmniejszając pobór prądu w obwodzie sieciowym (NC).
PL 248511 Β1
11. Autonomiczny sposób (200) według zastrz. 7, znamienny tym, że wspomniany sygnał watchdog’a obejmuje informacje na temat aktualnej dostępnej do wykorzystania mocy w obwodzie sieciowym (NC), za pomocą której zwiększa się moc ładowania stacji ładowania (CS) pracujących pod kontrolą autonomicznych układów sterujących (ACS) i/lub włącza się dodatkowe urządzenia/odbiorniki do obwodu sieciowego (NC) przy uwzględnieniu każdorazowo z góry ustalonej wielkości granicznej maksymalnej mocy pracy obwodu sieciowego (NC).
PL440997A 2022-04-22 2022-04-22 Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej PL248511B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440997A PL248511B1 (pl) 2022-04-22 2022-04-22 Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440997A PL248511B1 (pl) 2022-04-22 2022-04-22 Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL440997A1 PL440997A1 (pl) 2023-10-23
PL248511B1 true PL248511B1 (pl) 2025-12-22

Family

ID=88469712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL440997A PL248511B1 (pl) 2022-04-22 2022-04-22 Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL248511B1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4461586A3 (en) 2024-09-05 2025-03-26 Ekoenergetyka - Polska Spolka Akcyjna Input low-pass passive filter and filtering method

Also Published As

Publication number Publication date
PL440997A1 (pl) 2023-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020243397B2 (en) Converter with power management system for household users to manage power between different loads including their electric vehicle
US9024471B2 (en) System and method for an intelligent power controller
KR102889106B1 (ko) 에너지 저장 디바이스 충전에 대한 분산 제어 및 그리드 안정성
JP5107345B2 (ja) モジュール式エネルギー制御システム
JP5660863B2 (ja) 制御装置及び制御方法
WO2013065419A1 (ja) 充電制御装置、電池管理装置、充電制御方法および記録媒体
KR102450203B1 (ko) 전기차 충전을 위한 가변형 전력제어 시스템
KR20130075052A (ko) 계통 연계형 가로등 감시 제어 시스템
Rajapandiyan et al. Energy management in distribution system due to the integration of renewable energy powered EV charging infrastructures
KR102546150B1 (ko) 공동주택 전력계통을 고려한 전기차 충전 제어 장치
KR102537928B1 (ko) 보존 전압 강하 및 충전 스케쥴링을 이용한 공동주택용 전력 관리 장치
PL248511B1 (pl) Stacja ładowania pojazdów elektrycznych oraz autonomiczny system i sposób dostosowywania działania stacji ładowania pojazdów elektrycznych do warunków panujących w sieci energetycznej
Bruno et al. A microgrid architecture for integrating EV charging system and public street lighting
WO2023187551A1 (en) A mobile off-grid power system and method thereof
AU2026200416B2 (en) Converter with power management system for household users to manage power between different loads including their electric vehicle
CA3141685C (en) Converter with power management system for household users to manage power between different loads including their electric vehicle
KR102798524B1 (ko) 전기차 충전 기능을 갖는 소형 에너지 저장 시스템 및 그 제어방법
Wargers et al. European Distribution System Operators for Smart Grids
US20240174115A1 (en) System and method for controlled charging of multiple electrical vehicles on a single distribution transformer
Agsten et al. On the optimization of the load of electric vehicles
Sarker et al. Smart meter assisted electric energy management schemes for power distribution and residential customer usage
Žitnik et al. Power management for private and semi-private EV charging