[发明专利]电动汽车的充电站的负荷控制

说明书

技术领域

本发明涉及控制充电站提供给电动汽车的电功率的方法，充电站由生成可再生能源的电厂供电，该电厂设置在距离充电站足够近的位置，以使得作用在电厂的位置处并决定电厂生成的功率的物理和气象参数值与充电站的位置处的参数值基本相等。

本文，术语“控制”在包括“闭环控制”的广义上使用。

此外，本发明还涉及实施上述控制供电功率的方法的电动汽车的充电站。

背景技术

已知，电动汽车的电能存储装置在充电站定期充电。充电站可以设置在家庭范围内，也可以是公共或者半公共使用的充电站。所述公共/半公共的充电站通常装备有充电控制器，充电控制器根据充电电网设施预先设定的最大功率并根据与车辆的车载充电装置相连的电能存储装置可吸收的功率控制充电电流。

随着电动车辆数量的增加，目前的情况是，同时连接到充电站进行充电的能量存储装置的数量不断增加。这转而导致负荷信息的波动和难以预测，并导致供电网络中的高峰值负荷。特别是对于用于生成可再生能源的电厂，存在在高电力需求的阶段电力短缺的风险，反之，在低需求和高电力供给的时间，由于馈入电网的功率超过需求的功率，因此可能发生电网超负荷。后一种情况下，可以在馈入管理期间由电厂操作者在馈入侧减小用于生成可再生能源的电厂的输出。

然而，在负荷侧，关于在可预测和安排的安全操作的意义上如何保障充电稳定性，以及在供电安全意义上如何高度可靠地保持充电网络的质量，目前现有技术中尚没有任何经济上合理的措施。尽管可以想象，对于未来的电动汽车中的受控直流充电，可以通过万维网接口远程减小充电电流，并且这在技术上也是可行的，但是这种方式的负荷控制需要充电站具有可通信的联网。然而，以充电站的高级负荷管理为目的的这种联网似乎相当复杂，并且由于当前消耗的总(充电)功率仍然相对很低，目前也尚未实现。

随着可再生能源的大势所趋，分散的地区性的太阳能或风能电厂提供的能量不断增加，产生的电能也被紧邻发电厂的地区消耗。

在这些电厂中，生产能力高度依赖于电厂位置处的物理和气象条件，例如，对于光伏电厂依赖于太阳光的辐射，对于风能电厂则依赖于风速。从地域的角度说，本发明目前是基于此类电厂设置在距离充电站(负荷)足够近——以至于决定电厂产生的功率的物理和气象参数值与在电厂的位置处和与在充电站的位置处至少是近似相等——这一假设。例如，这适用于入射在充电站的位置处且同时入射在设置在距离充电站几千米范围内的光伏电厂的光辐射。

发明内容

因此，本发明的目的在于控制充电站提供的电功率，以使得在上述近似相等的物理和气象参数值的条件下充电网络设施的稳定性和质量能够可靠地保证。

就方法而言，这一目标的实现结合如下特征：测量充电站的位置处的物理和气象参数，且通过根据测得的物理和气象参数改变充电电流的方式控制充电站提供的电功率。

本发明的基本思想是有利地基于将充电站提供的电功率调整到生成可再生能源的电厂生成的功率，以通过这种本地负荷管理避免充电网络设施的电力不足或超负荷。

为此目的，在充电站的位置处测量确定电厂生成的功率的物理和气象参数。由于充电站和生成可再生能源的电厂在物理上接近，可以假定在充电站的位置处测量的参数值在发电厂的位置处仍有效，从而可以用做该电厂生成的功率的测度。

作为另一步骤，通过根据测得的物理和气象参数改变充电电流的方式控制充电站提供的电功率。由此，当参数值表明供电电厂的生产能力下降时，通过减小充电站的最大允许充电电流，避免峰值负荷。反之亦然，当馈入大功率的时候可以增加最大允许充电电流以抵消输入电力过量导致的本地电网超负荷。这样，通过这种参数相依的本地负荷控制保持功率的消耗和产生的平衡，以保障电网的稳定性，从而保证可预测的可靠运行。

由于可再生能源中的天气相依的波动而允许随时间而剧烈变化的供电状态可以被用于提供作为产生的功率的函数的可变电价，并基于由此而改变的需求获得平衡的负荷分布，同时避免峰值负荷，以及从而达到能够高度可靠供能的高电网质量。

在生成可再生能源的电厂是光伏电厂的情况下，有利地测量在充电站的位置处入射的光辐射作为物理和气象参数。

由于光伏电厂生成的功率高度取决于吸收的光辐射，后者理论上适合作为测量参数以用于根据所述测量参数将充电电流调整到生产能力。

在进一步的方法实施例中，入射光辐射的测量结果用于评估位置紧邻充电站的路灯的功能。