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用于控制蓄電裝置的充電的方法與流程

文檔序號:29648485發布日期:2022-04-13 22:02來源:國知局
用于控制蓄電裝置的充電的方法與流程

1.本發明涉及一種用于控制至少一個蓄電裝置(例如,電動交通工具)的充電的方法。此外,本發明涉及一種用于對此類蓄電裝置充電的系統。


背景技術:

2.電網操作的可靠性受到向取代常規發電廠的高份額的轉換器連接分布式能源(der)轉移的威脅。向高份額的der和可再生能源的轉變給配電系統運營商和輸電系統運營商帶來了新的責任和挑戰。需要由連接至配電網的der和可再生能源提供頻率支持。采用無慣量資源(例如,轉換器連接可再生能源)替換常規發電伴隨著對平衡和系統穩定服務的要求的不斷增加。
3.由于以der代替同步發電機的原因所造成的系統慣量的下降牽涉到系統頻率的穩定性,其包括更快的頻率變化速率。這可能導致電網部件(尤其是嵌入式可再生能源,例如,風力渦輪機或光伏面板)的跳閘、常規發電磁極滑動和逐級跳閘。此外,可能出現更高的頻率偏移(例如,最低點和/或最高點),從而有可能導致負載脫落,并且在最壞情況下導致電網崩潰。
4.用于使電網穩定的方法是本領域已知的,例如,控制有功功率發電,以便使電網頻率穩定,或者控制無功功率發電,以便使電網電壓穩定。然而,隨著具有高慣量的常規發電廠的份額的下降,電網將在更大程度上易于遭受該電網的操作條件的變化,并且因此需要替代的在電網發生故障和意外事件的情況下使電網穩定的方法。


技術實現要素:

5.本發明的實施例的目的在于提供一種用于控制至少一個蓄電裝置的充電的方法,其中,在能夠實現可再生能源在電網中的更高的滲透的同時確保電網穩定性。
6.本發明的實施例的另一個目的在于提供一種用于控制至少一個蓄電裝置的充電的方法,其中,提高由至少一個蓄電裝置提供的輔助服務質量。
7.根據第一方面,本發明提供了一種用于控制至少一個蓄電裝置的充電的方法,所述方法包括以下步驟:
8.提供被布置為與電網和至少一個蓄電裝置通信連接的聚合器,
9.聚合器檢索關于電網和至少一個蓄電裝置的信息,
10.聚合器基于檢索到的信息推導出要由蓄電裝置提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布,
11.聚合器將推導出的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布提供給充電控制器,
12.充電控制器根據加權分布推導出可用于對至少一個蓄電裝置充電的總功率,
13.基于總可用功率并且基于關于至少一個蓄電裝置的信息推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的有功功率設定點,以及
14.基于推導出的有功功率設定點控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態。
15.因此,根據第一方面,本發明提供了一種用于控制至少一個蓄電裝置的充電的方法。在當前上下文中,術語“至少一個蓄電裝置”應當被解釋為是指用于存儲電能的裝置,例如,電動交通工具的電池。
16.至少一個蓄電裝置與聚合器通信連接。在當前上下文中,術語“聚合器”應當被解釋為是指與一個或多個單元通信連接的單元,并且該單元從一個或多個單元檢索信息和/或向一個或多個單元提供信息。因此,聚合器可以具有與聚合器通信連接的一個或多個單元的一般概要,并且可以進一步包括關于一個或多個單元的信息。聚合器可以對從一個或多個單元檢索的信息進行集合性地處理,和/或其可以將檢索到的信息提供給另一單元以用于處理。
17.因此,聚合器可以提供關于與該聚合器通信連接的一個或多個單元的信息的概要,并且將檢索到的信息提供給其他單元。此外,聚合器可以對檢索到的信息進行集合性地處理,和/或將檢索到的和/或經處理的信息分發給其他單元。
18.聚合器通常負責處理多個蓄電裝置(例如,包括由電動交通工具構成的編隊),包括確保每一蓄電裝置被根據各種要求充電。此外,聚合器可以負責將相關信息從其負責的蓄電裝置提供給電網或反之。
19.此外,聚合器與電網通信連接。在當前上下文中,術語“電網”應當被解釋為是指將來自生產商的電力輸送給消費者的互連電力網絡。電網可以具有不同拓撲結構。例如,這樣的拓撲結構的示例為輻射電網和網狀電網。
20.聚合器檢索關于電網和至少一個蓄電裝置的信息。關于電網的信息可以涉及輸電系統運營商設置的要求和/或與電網中的故障和/或意外事件有關的信息。來自輸電系統運營商的要求可以(例如)包括對電壓、有功功率、無功功率和頻率等的要求和/或限制。替代地或另外,關于電網的信息可以是與電網有關的測量結果,例如頻率、有功功率、無功功率或電壓測量結果。
21.替代地或另外,關于電網的信息可以包括關于電力市場的信息。電力市場可以是進行涉及電力的交易的系統。電力市場可以實現購買、銷售等,例如,基于供需原則來設定價格。因此,關于電力市場的信息可以包括關于電網中的電力的供需、價格等的信息。例如,關于價格的信息可以包括關于用于向電網提供虛擬慣量響應的當前可獲得價格和用于向電網提供快速頻率響應的當前可獲得價格的信息。
22.關于至少一個蓄電裝置的信息可以包括但不限于活動狀態、電力容量、充電狀態、蓄電裝置的劣化模型和/或至少一個蓄電裝置的充電模式。
23.至少一個蓄電裝置的活動狀態可以用于識別至少一個蓄電裝置中的每者是否以及在何種程度上可用于充電,和/或關于該蓄電裝置在哪些時間間隔期間可用/不可用的信息。
24.至少一個蓄電裝置的電力容量可以指明在至少一個蓄電裝置中可以存儲的能量的最大量。
25.至少一個蓄電裝置的充電狀態可以指明至少一個蓄電裝置中的每者相對于其電力容量的充電水平,即,在至少一個蓄電裝置中的每者中存儲了多少能量以及每一蓄電裝置擁有多少自由存儲容量。
26.蓄電裝置的劣化模型可以指明該蓄電裝置的工作壽命,即,在需要更換之前該蓄
電裝置還能適當地工作多久??梢詫⒃摿踊P捅硎緸樵谠撔铍娧b置的可用壽命結束之前的充電周期的數量或時間間隔。
27.至少一個蓄電裝置的充電模式可以指明至少一個蓄電裝置中的每者的充電的充電速度或充電速率。充電速度越快,意味著總充電過程所需的時間越少,或反之。
28.接下來,聚合器基于檢索到的信息推導出蓄電裝置要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。虛擬慣量響應可以是用于克服電網中的供需之間的即時失衡的特性。
29.在功率失衡之后,電網頻率可能下降或升高,并且頻率偏移的梯度可以取決于負載和/或發電階躍幅度以及由電網的同步連接旋轉質量存儲和釋放的動能的量。因此,虛擬慣量響應可以旨在模仿限制頻率變化速率(rocof)的系統慣量的相同效果,并且虛擬慣量響應相應地對df/dt敏感。因此,虛擬慣量響應作為df/dt的函數而改變功率輸出。
30.快速頻率響應可以被定義為耦接至電網的蓄電裝置的緊隨功率失衡(例如,突然失去發電或負載)之后的頻率響應??焖兕l率響應可以在預定義范圍以內對抗在功率失衡之后相對于標稱值(例如,50hz)的頻率偏移?;旧弦?0hz工作的電網可以(例如)具有+/-0.5%的就電網頻率而言的預定義范圍。因此,快速頻率響應可以旨在限制電網頻率的頻率最低點和穩態值偏移,并且快速頻率響應相應地對頻率偏移敏感。因此,快速頻率作為頻率偏移的函數而改變功率輸出。
31.因此,虛擬慣量響應對df/dt做出反應,而快速頻率響應對頻率偏移做出反應。推導出的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布由此反映出了電網接受關于這兩個問題的支持的必要性。由聚合器推導出的將提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布可以是電網所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應的百分比形式的分布。
32.由于該加權分布是基于關于電網和至少一個蓄電裝置的檢索信息推導出的,因此所產生的加權分布取決于這一信息,并且因此關于電網和至少一個蓄電裝置的該信息的改變將反映在所推導出的加權分布中。
33.因此,由聚合器推導的加權分布提供了至少一個蓄電裝置必須向該電網提供的虛擬慣量響應和快速頻率響應之間的比例的度量。相應地,該加權分布對可以如何控制(一個或多個)蓄電裝置的充電狀態施加了限制。
34.接下來,聚合器將推導出的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布提供給充電控制器。充電控制器可以被配置為基于該加權分布控制至少一個蓄電裝置種的每者。因此,充電控制器可以與聚合器以及至少一個蓄電裝置中的每者通信連接。
35.接下來,充電控制器根據該加權分布推導可用于對至少一個蓄電裝置充電的總功率。由于該總可用功率是基于該加權分布推導出的,因此所得到的總可用功率取決于這一信息,并且因此該加權分布反映在所推導出的總可用功率中,即,總可用功率反映了(一個或多個)蓄電裝置必須向該電網提供的虛擬慣量響應和快速頻率響應之間的比例。
36.總可用功率可以是充電控制器所具有的任其支配的用于對該充電控制器負責的(一個或多個)蓄電裝置充電的功率的量的度量。在這種情況下,總可用功率可以是可用于對至少一個蓄電裝置的全部進行充電的功率的總量的度量。在有兩個或更多蓄電裝置的情況下,總可用功率是可用于在蓄電裝置之間進行分配的功率。與此同時,總可用功率提供了將由至少一個蓄電裝置提供給該電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量的度量。
37.接下來,基于總可用功率并且基于關于至少一個蓄電裝置的信息推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的有功功率設定點。(一個或多個)有功功率設定點可以是(例如)由充電控制器推導的。作為替代方案,(一個或多個)有功功率設定點可以是由另一實體推導的,并且然后可以被提供給充電控制器。
38.(一個或多個)有功功率設定點中的每者是可以用于控制相關蓄電裝置的充電狀態的設定點值。因此,在這一步驟中,推導出用于(一個或多個)蓄電裝置中的每者的控制設定點,從而確切地指明應當如何控制個體蓄電裝置的充電狀態。
39.由于用于(一個或多個)蓄電裝置中的每者的有功功率設定點是基于反映如上文的加權分布的所推導出的總可用功率推導出的,因此(一個或多個)有功功率設定點也反映該加權分布,其意義在于,以某種方式推導出(一個或多個)有功功率設定點,使得在所有的(一個或多個)蓄電裝置被根據其相應的有功功率設定點控制時,來自所有的(一個或多個)蓄電裝置的所產生響應將符合該加權分布所指定的要求,即,對電網產生的響應滿足這些要求。相應地,確保了向電網提供所需比例的虛擬慣量響應和快速頻率響應。
40.所推導的(一個或多個)有功功率設定點中的每者可以反映該加權分布,在這種情況下,(一個或多個)蓄電裝置中的每者符合上文所述的要求。替代地,(一個或多個)個體有功功率設定點可以不反映該加權分布,只要(一個或多個)有功功率設定點結合起來反映該加權分布即可。
41.在任何情況下,用于給定蓄電裝置的有功功率設定點都提供了將由該蓄電裝置向該電網提供的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量的度量。
42.有功功率設定點可以是可以用來對至少一個蓄電裝置中的每者充電的有功功率的量。有功功率的量可以是總可用功率中的可以用來給至少一個蓄電裝置中的每者充電的百分比形式的分配??梢曰陉P于至少一個蓄電裝置的信息在至少一個蓄電裝置中的每者之間分配總可用功率的百分比形式的分配份額。因此,對于至少一個蓄電裝置中的每者而言,有功功率設定點可以是變化的,或者其可以是相同的。
43.此外,用于一個或多個蓄電裝置的(一個或多個)有功功率設定點可以包括(一個或多個)蓄電裝置中的每者的總電力容量的百分比,即,可以對(一個或多個)蓄電裝置中的每者充電的總電力容量的多少。
44.替代地或另外,用于一個或多個蓄電裝置的(一個或多個)有功功率設定點可以包括至少一個蓄電裝置中的每者的最小和/或最大充電狀態,即可以存儲在至少一個蓄電裝置中的每者中的能量的最小和/或最大量。在這種情況下,有功功率設定點提供了將由至少一個蓄電裝置提供給該電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的最小和/或最大量的度量。由此,可以根據有功功率設定點對至少一個蓄電裝置中的每者充電。
45.最后,充電控制器基于推導出的有功功率設定點控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態。充電狀態可以基于關于至少一個蓄電裝置的信息受到控制。
46.由于至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態基于對應的推導出的有功功率設定點受到控制,因此確保了該加權分布要求的比例的虛擬慣量響應和快速頻率響應被結合起來的(一個或多個)蓄電裝置實際提供給了該電網。
47.優點在于,用于控制蓄電裝置的有功功率設定點是以某種方式推導的,使得如上文所述反映虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布,因為由此確保了由蓄電裝置將所需
的虛擬慣量響應以及所需的快速頻率響應提供給電網。由此,蓄電裝置能夠執行通常由高慣量單元(例如,傳統電廠)執行的任務,從以便確保電網的穩定性,即蓄電裝置能夠執行輔助服務。這允許更大的部分的此類高慣量單元被可再生能源(例如風力渦輪機、光伏面板等)代替,而不使電網承擔不穩定的風險。
48.至少兩個蓄電裝置可以通信連接至聚合器,并且可以對至少兩個蓄電裝置的充電狀態加以控制。根據這一實施例,有至少兩個使其充電狀態受到控制的蓄電裝置,并且需要在這些蓄電裝置之間適當地分配總可用功率,同時確保符合虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。
49.如上文所述,基于反映該加權分布的總可用功率推導出用于(一個或多個)蓄電裝置中的每者的(一個或多個)有功功率設定點。相應地,在所有的(一個或多個)蓄電裝置都根據其相應的有功功率設定點受到控制時,由所有的(一個或多個)蓄電裝置產生的響應符合該加權分布指定的要求。因此,在有兩個或更多蓄電裝置時,每一蓄電裝置的有功功率設定點未必反映該加權分布,只要確保了結合起來的有功功率設定點反映該加權分布即可。例如,有功功率設定點可以是以一種方式推導的,使得蓄電裝置中的一些被控制為僅提供虛擬慣量響應,而其他蓄電裝置則被控制為僅提供快速頻率響應。替代地或另外,蓄電裝置中的至少一些可以被控制為提供虛擬慣量響應和快速頻率響應,但未必根據該加權分布。這允許以將個體蓄電裝置的需求也考慮在內的方式推導有功功率設定點。此外,可以以一種方式對最適于提供虛擬慣量響應的蓄電裝置加以控制,該方式確保這些蓄電裝置相較于其他蓄電裝置在更大程度上提供虛擬慣量響應。類似地,可以以一種方式對最適于提供快速頻率響應的蓄電裝置加以控制,該方式確保這些蓄電裝置相較于其他蓄電裝置在更大程度上提供快速頻率響應。
50.充電控制器可以是被布置為控制至少兩個蓄電裝置的充電狀態的充電中心控制器。根據這一實施例,單個控制器(即充電中心控制器)控制所有蓄電裝置的充電,而不是為每一蓄電裝置提供單獨控制器。
51.由于充電中心控制器控制所有蓄電裝置的充電狀態,因此其能夠推導出用于至少兩個蓄電裝置中的每者的有功功率設定點,它們結合起來反映該加權分布,但是未必單獨地反映該加權分布。
52.充電中心控制器可以有助于減少控制至少兩個蓄電裝置中的每者的充電狀態所需的充電控制器的數量,從而減少了包括幾個蓄電裝置的系統中的空間。通過減少充電控制器的數量,該系統可以更加簡單并且更易于管理。此外,可以相應地降低與充電控制器的制造有關的成本。
53.此外,通過使充電中心控制器控制至少兩個蓄電裝置的充電,可以獲得對蓄電裝置的更高的控制能力,因為由聚合器提供了更多的關于至少兩個蓄電裝置的信息。由此,聚合器可以向充電中心控制器提供加權分布和信息,從而使其能夠以更為自定義的方式控制至少兩個蓄電裝置的充電狀態。
54.替代地或另外,可以為蓄電裝置中的每者提供單獨控制器,或者可以提供用于控制蓄電裝置中的兩者或更多者但非全部的一個或多個控制器。
55.(一個或多個)蓄電裝置中的至少一者可以是電動交通工具。在當前上下文中,術語“電動交通工具”應當被解釋為是指靠電運行并且使用一個或多個電動機實施推進的交
通工具。電動交通工具可以包括蓄電裝置(例如,電池),在對該電動交通工具充電期間,電可以被存儲在蓄電裝置中,并且在電動交通工具的使用期間被用作電動交通工具的電動機的運輸燃料。
56.有可能使充電控制器只能對該電動交通工具充電,即不允許使電動交通工具放電。因此,充電控制器可以不能使電動交通工具放電。由此,電動交通工具在充電時可以能夠向電網提供虛擬慣量響應和/或快速頻率響應,并且由此在電網失衡的情況下參與對電網的支持。這樣的電動交通工具可以被稱為具有單向功率流。
57.因此,根據這一實施例,唯獨通過以適當方式,即根據(一個或多個)有功功率設定點對一個或多個電動交通工具充電提供了所需的對電網的支持,其中,有功功率設定點反映了將提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。
58.作為替代,電動交通工具可以屬于具有雙向功率流的種類,即,可以從電網接收功率以及向電網提供功率的種類。在這種情況下,電動交通工具除了可以被充電之外,還可以放電,以便向電網提供所需的虛擬慣量響應和/或快速頻率響應。下文將對此做出更詳細的描述。
59.替代地或另外,(一個或多個)蓄電裝置中的至少一者可以是電池。根據這一實施例,該電池是可以在需要時存儲電能并且在要求時釋放電能的裝置。因此,有可能對這樣的電池進行充電以及使其放電。由此,該電池可以能夠在需要時向電網提供虛擬慣量響應和/或快速頻率響應,并由此在電網失衡的情況下參與對電網的支持。此外,該電池還可以被用作能量緩沖器。
60.優選地,在至少一個蓄電裝置(例如,電動交通工具,該充電控制器不被允許使其放電)之外提供電池。
61.關于電網的信息可以包括電網頻率。電網頻率可以在電網中的某個點處測得,并且可以被聚合器檢索。此外,電網頻率可以用于推導出頻率變化速率,其可以是電網頻率隨著時間推移的變化。高頻率變化速率可以指明電網具有低慣量,而低電網頻率變化速率可以指明電網具有高慣量。因此,通過檢索關于電網的電網頻率的信息,可以確定關于所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應的信息。
62.替代地或另外,有可能基于電網頻率并且基于關于至少一個蓄電裝置的信息推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的下降特性(droop characteristic)。下降特性可以作為頻率的函數表明至少一個蓄電裝置的有功功率的變化。替代地或另外,下降特性可以作為頻率變化速率的函數表明至少一個蓄電裝置的有功功率的變化。下降特性可以用于通過控制至少一個蓄電裝置中的每者中的有功功率流而控制電網的電網頻率。
63.替代地或另外,有可能針對用于至少一個蓄電裝置中的每者的下降特性推導出死帶。死帶是控制系統或信號處理系統中的傳遞函數的域內的輸入值帶,在該帶中,輸出為零。因此,對于下降特性的x軸上的值而言,y軸上的結果值將不變。因此,當下降特性處于死帶中時,不采取任何控制動作。
64.此外,下降特性可以用于推導用于至少一個蓄電裝置中的每者的有功功率極限,即,在給定頻率上可以在至少一個蓄電裝置中的每者中存儲的電力的最小或最大量。
65.關于電網的信息可以包括關于有功功率的信息。有功功率是電網的有功發電的度量。當在系統中發生干擾時,例如,短路故障、跳閘、架空線路斷開、系統解體等,可能導致總
發電功率與總負載功率之間的失衡。如果總發電功率大于總負載功率(包括電網損耗),那么系統頻率將升高,否則如果總發電功率小于總負載功率,那么系統頻率將下降,這表明電網不穩定。在發生了這種情況時,期望抵消這樣的頻率變化,例如,通過調整將提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應之間的比例。
66.由于如上文所述有功功率是電網中的發電的度量,因此有功功率將反映這樣的頻率變化。因此,有功功率提供了關于是否需要調整將提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應之間的比例,即關于是否需要調整加權分布的信息。
67.關于有功功率的信息可以被聚合器檢索到。此外,有功功率可以是在電網中的某一點處測得的有功功率值。
68.替代地或另外,如上文所述,關于電網的信息可以包括關于電力市場的信息。
69.該方法可以進一步包括基于推導出的有功功率設定點推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的電流設定點的步驟,并且控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態的步驟可以進一步基于該電流設定點。
70.根據這一實施例,蓄電裝置的充電狀態基于電流設定點而非基于有功功率設定點受到控制。電流設定點是基于有功功率設定點推導出的。電流設定點可以是對應于可以用來對至少一個蓄電裝置中的每者充電的有功功率的量的電流量??梢酝ㄟ^由充電控制器將有功功率設定點除以至少一個蓄電裝置中的每者上的電壓而推導出電流設定點。因此,根據這一實施例,將提供給至少一個蓄電裝置中的每者以實施充電的電流相應地受到控制。
71.替代地,可以采用查找表推導出根據有功功率設定點的電流設定點。
72.作為另一種替代方案,蓄電裝置的充電狀態可以直接基于相應的有功功率設定點受到控制。
73.作為又一種替代方案,可以推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的電壓設定點,其中,電壓設定點可以指明至少一個蓄電裝置可以具有的電壓電平。因此,可以控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態,以達到這一電壓電平。
74.控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態的步驟可以包括控制至少一個充電設備。充電設備通常將布置在可以與移動蓄電裝置(例如,電動交通工具)的充電相關的各種位置處,例如公共充電站、車庫等。另一方面,聚合器和充電中心可以布置在中央位置處,例如,控制中心處。因此,可以在考慮各種考慮因素的情況下集中推導出有功功率設定點,但是對蓄電裝置的充電狀態的實際控制可以是以去中心化方式在各種位置上發生的。充電設備可以與充電控制器通信連接,并且可以基于電流設定點進一步控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態。充電控制器可以推導出電流設定點,并且將推導出的電流設定點提供給充電設備。
75.推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的電流設定點的步驟可以包括推導出pwm信號的占空比。根據這一實施例,占空比是指一個周期中的(例如)信號生效的比例,其中,一個周期可以是信號完成一個開啟關閉循環所用的時間。占空比可以被表達為百分比或比值,并且可以指明用于對至少一個蓄電裝置中的每者充電的時間周期。
76.占空比可以是由充電設備推導的,并且可以是基于電流設定點推導的。高電流設定點可以指明高占空比,即,長充電周期,并且低電流設定點可以指明低占空比,即,短充電周期。因此,充電設備可以(例如)在開啟周期器件對至少一個蓄電裝置充電,并且在關閉周
期器件停止對至少一個蓄電裝置充電。
77.通過推導出pwm信號的占空比,控制個體蓄電裝置的充電狀態的控制器被提供關于該蓄電裝置的充電的開始/停止的確切信息,因為這是由該占空比清楚地定義的。由此,可以有效地對至少一個蓄電裝置充電。
78.根據一個實施例,至少兩個蓄電裝置可以通信連接至該聚合器,并且推導出用于至少一個蓄電裝置的有功功率設定點的步驟可以包括以下步驟:
79.根據加權分布并且基于關于蓄電裝置的信息選擇至少一個第一蓄電裝置以用于提供虛擬慣量響應,并且選擇至少一個第二蓄電裝置以用于提供快速頻率響應,
80.推導用于第一蓄電裝置中的每者的有功功率設定點,用于第一蓄電裝置中的每者的有功功率設定點是純虛擬慣量響應,以及
81.推導用于第二蓄電裝置中的每者的有功功率設定點,用于第二蓄電裝置中的每者的有功功率設定點是純快速頻率響應。
82.根據這一實施例,至少兩個蓄電裝置基本上如上文所述通信連接至聚合器。此外,根據這一實施例,推導用于蓄電裝置的有功功率設定點的步驟是通過最初選擇至少一個第一蓄電裝置以及至少一個第二蓄電裝置來執行的。(一個或多個)第一蓄電裝置可以有利地屬于特別適于向電網提供虛擬慣量響應的種類,并且(一個或多個)第二蓄電裝置可以有利地屬于特別適于向電網提供快速頻率響應的種類。
83.(一個或多個)第一蓄電裝置和(一個或多個)第二蓄電裝置是基于關于蓄電裝置的信息選擇的,例如,信息可以是關于各個蓄電裝置的提供虛擬慣量響應和/或快速頻率響應的能力的信息。如上文所述,蓄電裝置中的一些可能更好地適于提供虛擬慣量響應,而其他蓄電裝置則可能更好地適于提供快速頻率響應。替代地或另外,蓄電裝置中的至少一些可能在同等程度上適于提供虛擬慣量響應和快速頻率響應。因此,可以基于蓄電裝置的向電網提供虛擬慣量響應和/或快速頻率響應的能力對蓄電裝置加以選擇,與此同時確保由所有的蓄電裝置提供給電網的總計的虛擬慣量響應和快速頻率響應是符合該加權分布的。對蓄電裝置的選擇可以是由聚合器執行的,該聚合器擁關于蓄電裝置的信息并且負責推導該加權分布。
84.接下來,推導用于第一蓄電裝置中的每者的有功功率設定點以及用于第二蓄電裝置中的每者的有功功率設定點。通過某種方式完成這一操作,使得用于第一蓄電裝置中的每者的有功功率設定點是純虛擬慣量,并且用于第二蓄電裝置中的每者的有功功率設定點是純快速頻率響應。因此,在隨后蓄電裝置根據有功功率設定點受到控制時,第一蓄電裝置僅提供虛擬慣量響應,并且第二蓄電裝置僅提供快速頻率響應。不排除有其他提供虛擬慣量響應和快速頻率響應的蓄電裝置。
85.因此,根據這一實施例,通過將可用蓄電裝置適當地分成提供虛擬慣量響應的蓄電裝置和提供快速頻率響應的蓄電裝置獲得了所需的要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。
86.由于有功功率設定點是基于總可用功率推導的,因此在這種情況下一種適當的做法是以兩個信號的形式提供總可用功率,一個信號表示將提供給電網的虛擬慣量響應,并且一個信號表示將提供給電網的快速頻率響應。由此,可以唯獨基于表示虛擬慣量響應的總可用功率信號推導出用于第一蓄電裝置的有功功率設定點,并且可以唯獨基于表示快速
頻率響應的總可用功率信號推導出用于第二蓄電裝置的有功功率設定點。這樣做可以簡化分別純粹與虛擬慣量響應和快速頻率響應相關的有功功率設定點的推導,其歸因于總可用功率信號與是純虛擬慣量響應或者是純快速頻率響應的有功功率設定點之間的直接聯系。
87.作為替代方案,可以將總可用功率提供為一個反映該加權分布的信號,并且可以由其推導出所有的有功功率設定點。在這種情況下,在推導有功功率設定點之前,可能需要將總可用功率分成表示虛擬慣量響應的項和表示快速頻率響應的另一項。
88.作為替代方案,蓄電裝置的全部或一些可以被控制為提供虛擬慣量響應和快速頻率響應。在這種情況下,每一蓄電裝置可以被控制為向電網提供虛擬慣量響應的該加權分布,或者由各個蓄電裝置提供的分配份額可以存在不同,只要來自所有蓄電裝置的總響應符合該加權分布即可。
89.關于至少一個蓄電裝置的信息可以被軟件即服務(saas)平臺提供給聚合器。saas平臺可以以云服務的形式,其中,可以從(一個或多個)蓄電裝置獲得關于(一個或多個)蓄電裝置的信息并且使該信息可被聚合器所用。該云服務可以包括服務器和/或數據中心,其可以被一個或多個用戶經由全球通信網絡(例如,因特網)訪問,并且其中以由saas提供商提供的服務的形式保持了任何所需的軟件。由此,聚合器可以在無需與(一個或多個)蓄電裝置直接通信連接的情況下獲得關于(一個或多個)蓄電裝置的數據。因此,saas平臺可以被視為一個中間平臺,其適于獲得至少關于蓄電裝置的相關信息,以及在蓄電裝置和聚合器之間建立通信。例如,saas平臺可以獲得關于蓄電裝置的信息,并且一旦有功功率設定點被推導出來可以進一步將這些有功功率設定點傳送給蓄電裝置。
90.關于蓄電裝置的信息可以是直接從蓄電裝置獲得的,例如,由蓄電裝置將相關信息傳送給saas平臺,或者由saas平臺對蓄電裝置進行監測。替代地或另外,可以人工(例如,由蓄電裝置的所有者或用戶)提供信息,例如,關于蓄電裝置的預計可得性、蓄電裝置完全充滿電的時間限制等的信息。這可以是(例如)經由諸如蜂窩電話、平板電腦或膝上型電腦的移動裝置執行的,該移動裝置有可能具有安裝于其上的適當軟件(例如,以app的形式)。
91.關于至少一個蓄電裝置的信息可以包括但不限于關于以下內容的信息:充電狀態、充電模式、至少一個蓄電裝置的可得性、蓄電裝置的劣化模型和/或至少一個蓄電裝置所需的最小/最大充電狀態。
92.控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態的步驟可以包括對至少一個蓄電裝置中的至少一者充電。根據這一實施例,至少一個蓄電裝置正在充電而非放電。由此,蓄電裝置(例如,電動交通工具和/或電池)的充電狀態可以被控制為使得該電動交通工具和/或電池可以被充電,即,提高該充電狀態。然而,如上文所述,一旦電能被提供了蓄電裝置,就可以不可再被電網所得,即,蓄電裝置的放電可以不作為選項。
93.當在電網中存在多余電力的情況下,至少一個蓄電裝置可以有助于通過從電網吸收電力而保持電網的穩定。這可以通過經由對至少一個蓄電裝置充電來控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態來執行。因此,在電網電力失衡期間對至少一個蓄電裝置充電可以有助于使電網穩定。
94.控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態的步驟可以包括使至少一個蓄電裝置中的至少一者放電,由此向電網提供有功功率支持。在這種情況下,蓄電裝置可以是電池,如上文所述。根據這一實施例,通過控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態而使至
少一個蓄電裝置放電。由此,蓄電裝置(例如,電池)的充電狀態可以被控制為使得該電池放電。
95.在電網中電力不足的情況下,至少一個蓄電裝置(例如,電池)可以有助于通過向電網提供電力而保持電網的穩定。這可以通過控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態使得使至少一個蓄電裝置放電來執行。因此,在電網電力失衡期間使至少一個蓄電裝置放電可以有助于使電網穩定。
96.至少一個蓄電裝置中的被放電的至少一者可以是具有雙向充電能力的電動交通工具,關于至少一個蓄電裝置的信息可以包括關于具有雙向充電能力的電動交通工具的充電狀態的信息,并且使該電動交通工具放電的步驟可以僅在該電動交通工具的充電狀態超過預定義閾值的情況下執行。
97.根據這一實施例,至少一輛電動汽車能夠通過對該電動交通工具充電而接收來自電網的電力,并且能夠通過使該電動交通工具放電而向電網提供電力。因此,該電動交通工具還能夠在電力不足期間促進電網的穩定,這與具有單向充電能力的電動交通工具形成對照。相應地,由該電動交通工具提供的輔助服務更加廣泛,例如,即使該電動交通工具已充滿電,也能夠向電網提供以虛擬慣量響應和/或快速頻率響應的形式的輔助服務。
98.在蓄電裝置具有由聚合器管理的大型電動交通工具編隊的形式的情況下,將總是有一些電動交通工具可用于充電并且有一些電動交通工具可用于放電。相應地,電動交通工具的編隊作為整體將最可能能夠在任何時間向電網提供所需服務(特別是所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應)。
99.除了提供虛擬慣量響應和快速頻率響應之外,電動交通工具還可以向電網提供其他輔助服務。這樣的輔助服務可以(例如)包括電壓控制、擁塞管理、需求側響應、高峰調節等。此外,可以在電網的黑啟動期間應用電動交通工具。該編隊的各個電動交通工具或者該編隊的各組電動交通工具可以被分配為提供各種輔助服務,例如,分配是基于關于它們的位置、它們的充電狀態等的信息做出的。
100.關于至少一個蓄電裝置的信息可以包括關于用于至少一個蓄電裝置中的至少一些的充電狀態的信息。這可以包括關于所有蓄電裝置的充電狀態的信息,或者僅關于蓄電裝置中的一些的充電狀態的信息??梢灾辽偬峁╆P于需要充電的蓄電裝置的信息,而關于充滿電的蓄電裝置或者出于其他原因不需要充電的蓄電裝置的信息則可以不提供給聚合器。
101.聚合器可以使用關于充電狀態的信息來確定需要充電的(一個或多個)蓄電裝置的量,并且由此確定可用于確保向電網提供所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布的蓄電裝置的量。因此,關于充電狀態的信息可以有助于識別至少一個蓄電裝置中的每者是否以及在何種程度上可用于充電。
102.可以以預定義時間間隔重復推導虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布的步驟。
103.電網的各種參數(例如頻率、有功功率、無功功率等)可能隨著時間的推移而改變,并且因此在一個時間點上用于推導加權分布的關于電網的信息可能與另一個時間點上的關于電網的信息不同。因此,可能必須隨著時間的推移重復檢索關于電網的信息,以便確保用于推導總可用功率的加權分布始終反映電網的實際需要。如果電網的參數發生變化,那
么加權分布將可能不再表示要由(一個或多個)蓄電裝置提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量,因此必須重新計算加權分布。因此,為了抵消電網中的可能的變化,可以以預定義時間間隔重新計算加權分布。
104.因此,通過重復推導加權分布的步驟,可以確保虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布總是符合電網的需要,而不管電網中是否發生了變化。由此,可以更好地監測被提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應,并且可以以滿足由加權分布施加的要求的方式控制至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態。
105.預定義時間間隔可以是從幾分鐘到幾小時的固定時間間隔。替代地或另外,預定義時間間隔可以是由事件觸發的,例如,事件可以是對來自電網的電力的需求、電網中的故障或意外事件或者一個或多個蓄電裝置的斷開連接。替代地,預定義時間間隔可以是由電力市場驅動的,其中,電力市場可以發送指明預定義時間間隔的開始和/或結束的信號。
106.根據第二方面,本發明提供了一種用于對至少一個蓄電裝置充電的系統,該系統包括:聚合器,其被配置為從電網和至少一個蓄電裝置檢索信息,并且推導出要提供給該電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布;充電控制器,其被布置為與該聚合器通信,并且被配置為推導出可用于對至少一個蓄電裝置中的每者充電的總功率,以及用于至少一個蓄電裝置中的每者的有功功率設定點,其中,以根據本發明的第一方面的方法來控制至少一個蓄電裝置的充電。
107.因此,根據第二方面,本發明提供了一種用于對至少一個蓄電裝置充電的系統。該系統包括聚合器和充電控制器。聚合器檢索來自電網和至少一個蓄電裝置的信息,并且推導出要提供給該電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。因此,聚合器可以與電網和至少一個蓄電裝置通信連接。聚合器進一步與充電控制器通信,其中,聚合器可以將加權分布提供給充電控制器。
108.對至少一個蓄電裝置的充電將以根據本發明的第一方面的方法受到控制。因此,上文闡述的內容此處同樣適用。
109.因此,出于上文參考本發明的第一方面闡述的原因,根據本發明的第二方面的系統被配置為通過聚合器和充電控制器對至少一個蓄電裝置充電。
附圖說明
110.現在將參考附圖更詳細地描述本發明,其中
111.圖1是示出了根據本發明的第一實施例的方法的框圖,
112.圖2是示出了根據本發明的第二實施例的方法的框圖,
113.圖3是示出了根據本發明的實施例的方法的流程圖,
114.圖4是示出了根據本發明的實施例的系統的示意圖,
115.圖5是示出了根據本發明的實施例的方法的框圖,并且
116.圖6是示出了根據本發明的實施例的方法的圖解圖示。
具體實施方式
117.圖1是示出了根據本發明的第一實施例的方法的框圖。聚合器1與充電中心saas 2和充電中心控制器4通信連接。充電中心控制器4被布置為控制至少一個蓄電裝置5(例如,
其可以以一個或多個電動交通工具的形式)的充電狀態。
118.充電中心saas 2與蓄電裝置5通信連接,并且因此能夠獲得關于蓄電裝置5的信息,例如,所述信息以充電模式、電力容量、充電狀態、充電可得性等的形式。
119.充電中心saas 2進一步與外部應用6通信連接,其中,充電中心saas 2與外部應用6能夠彼此提供信息。外部應用6可以是安裝在諸如蜂窩電話、平板電腦或膝上型電腦的移動裝置上的以(例如)app的形式的軟件應用。因此,蓄電裝置5的用戶等有可能使用外部應用6向充電中心saas 2人工提供關于蓄電裝置5的其他信息,例如,蓄電裝置5的預計可得性、蓄電裝置5完全充滿電的時間限制等。
120.因此,充電中心saas 2獲得了來自各種來源,尤其是直接來自蓄電裝置5和來自外部應用6的關于蓄電裝置5的各種信息。
121.關于蓄電裝置5的檢索信息被從充電中心saas 2提供給聚合器1。
122.聚合器1進一步接收各種測量結果3。例如,測量結果3可以是來自電網(未示出)的測量結果,例如,涉及頻率、有功功率、無功功率、電壓、市場信息和/或其他種類的提供關于電網的狀態的信息的測量結果。
123.因此,聚合器1經由充電中心saas 2接收關于蓄電裝置5的信息,并且接收關于電網的信息。
124.基于這一信息,聚合器1推導出要提供給電網的虛擬慣量響應(virtual inertia response)和快速頻率響應的加權分布。加權分布是至少一個蓄電裝置5必須向電網提供的虛擬慣量響應與快速頻率響應之間的比例的度量。
125.所推導出的加權分布被從聚合器1提供給充電中心控制器4。如上文所述,充電中心控制器4被布置為控制至少一個蓄電裝置5的充電狀態。
126.充電中心控制器4進一步從充電中心saas 2接收關于蓄電裝置5的信息。
127.因此,充電中心控制器4經由聚合器1接收加權分布,并且進一步經由充電中心saas 2接收關于蓄電裝置5的信息。
128.充電中心控制器4根據該加權分布并且使用控制算法7推導出可用于對至少一個蓄電裝置5充電的總功率??偪捎霉β适浅潆娭行目刂破?所具有的任其支配的用于對至少一個蓄電裝置5充電的功率的量的度量。由于總可用功率是基于加權分布推導的,因此其反映這一分布,并且因此是將由蓄電裝置5提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量的度量。
129.所推導出的總可用功率被從控制算法7提供給分派器8。分派器8被布置為基于總可用功率并且基于從充電中心saas 2接收的關于(一個或多個)蓄電裝置5的信息在(一個或多個)蓄電裝置5之間分派該總可用功率。因此,分派器8確定如何在(一個或多個)蓄電裝置5之間分配總可用功率,以便符合電網的要求(尤其是關于虛擬慣量響應和快速頻率響應的比例的),并且符合個體蓄電裝置5的要求,而且要確??偪捎霉β适且赃@種方式實際分配的。
130.因此,分派器8基于總可用功率并且基于關于蓄電裝置5的信息推導出用于蓄電裝置5中的每者的有功功率設定點。以這種方式推導出的有功功率設定點中的每者表示指定必須如何控制給定蓄電裝置的充電狀態的設定點。由于有功功率設定點是基于反映要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布的總可用功率推導出的,因此有功功率
設定點也反映這一加權分布。因此,確保了所有有功功率設定點結合起來反映該加權分布,盡管該加權分布可能不由有功功率設定點中的每者單獨反映。
131.用于蓄電裝置5中的每者的所推導出的有功功率設定點被從充電中心控制器4提供給對應的蓄電裝置5。最后,蓄電裝置5中的每者的充電狀態基于相應的有功功率設定點受到控制。由此,確保了蓄電裝置5的充電狀態結合起來受到了某種方式的控制,該方式確保了所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布被實際提供給電網。相應地,蓄電裝置5可以在確保電網的穩定性方面代替常規的慣量提供單元,并且由此有可能提高可再生能源發電機在電網中的滲透。
132.圖2是示出了根據本發明的第二實施例的方法的框圖。聚合器1與充電中心saas 2以及形成充電控制器4的部分的功率管理塊9通信連接。充電控制器4被布置為控制至少一個蓄電裝置的充電狀態。在圖2中,蓄電裝置中的一個是電池的形式,并且其余蓄電裝置(示出了其中的兩個)是電動交通工具的形式。
133.充電中心saas 2能夠獲得關于蓄電裝置的信息,例如,所述信息以充電模式、電力容量、充電狀態、充電可得性等的形式。這可以例如以上文參考圖1描述的方式來獲得,即,經由與蓄電裝置的直接通信連接和/或經由外部應用。
134.因此,充電中心saas 2獲得了來自各種來源,尤其是直接來自蓄電裝置的關于蓄電裝置的各種信息。
135.關于蓄電裝置的檢索信息被從充電中心saas 2提供給聚合器1。
136.聚合器1進一步接收頻率測量結果。頻率測量結果可以是(例如)在電網(未示出)中測得的頻率。提供關于電網的狀態的信息(例如頻率、有功功率、無功功率、電壓、市場信息等)的其他種類的測量結果也可以被測量并且提供給聚合器1。
137.因此,聚合器1經由充電中心saas 2接收關于蓄電裝置的信息,并且接收關于頻率的信息,還有可能接收關于電網的其他信息。
138.基于這一信息,聚合器1推導出要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。加權分布是至少一個蓄電裝置必須向電網提供的虛擬慣量響應與快速頻率響應之間的比例的度量。
139.所推導出的加權分布被從聚合器1提供給功率管理塊9。功率管理塊9進一步從充電中心saas2接收關于蓄電裝置的信息。
140.功率管理塊9被布置為將由聚合器1接收到的加權分布提供給充電控制器4的以合并慣量-快速頻率控制的形式的控制算法7。功率管理塊9進一步向控制算法7提供關于有功功率極限和有功功率/頻率相關性的附加信息。
141.充電中心控制器4根據該加權分布并且使用控制算法7,以(例如)上文參考圖1描述的方式推導可用于對至少一個蓄電裝置充電的總功率??偪捎霉β适浅潆娭行目刂破?所具有的任其支配的用于對至少一個蓄電裝置充電的功率的量的度量。由于總可用功率是基于該加權分布推導的,因此其反映這一分布,并且因此是將由蓄電裝置提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量的度量。
142.所推導出的總可用功率被從控制算法7提供給形成了充電控制器4的部分的分派塊8。分派塊8進一步從充電中心saas 2接收關于蓄電裝置的信息。
143.基于總可用功率和關于蓄電裝置的信息,分派塊8推導用于出蓄電裝置中的每者
的有功功率設定點。
144.與該電池有關的所推導出的有功功率設定點被提供給電池控制系統11?;诖?,電池控制系統11將設定點提供給功率轉換系統(pcs)。被提供給pcs的設定點可以是(例如)有功功率設定點。作為替代方案,其可以是從有功功率設定點推導出的另一種設定點。然后,電池的充電狀態基于所提供的設定點受到控制。
145.與電動交通工具有關的有功功率設定點被提供給相應的電流設定點計算塊10。
146.電流設定點計算塊10每者基于接收到的有功功率設定點推導出用于對應的電動交通工具的電流設定點。以這種方式推導出的電流設定點中的每者表示指定必須如何控制給定蓄電裝置的充電狀態的設定點。
147.然后,電流設定點被從相應的電流設定點計算塊10提供給對應的占空比計算塊12。占空比計算塊12被布置為基于接收到的電流設定點推導出用于對應的電動交通工具的pwm信號的占空比。占空比是一個周期的內(例如)信號生效的比例,其中,一個周期可以是信號完成一個開啟關閉循環所用的時間。因此,每一占空比計算塊12確定對應的電動交通工具的充電狀態。電動交通工具的充電狀態根據相應的占空比受到控制。
148.由于用于電池的有功功率設定點和用于電動交通工具的占空比是基于有功功率設定點推導的,并且有功功率設定點是基于反映將要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布的總可用功率推導的,因此確保了在控制蓄電裝置充電狀態時施加的所有設定點結合起來反映該加權分布,盡管該加權分布可能不由設定點中的每者單獨反映。由此,蓄電裝置可以在確保電網的穩定性方面代替常規的慣量提供單元,這與上文參考圖1描述的情形類似。
149.圖3是示出了根據本發明的實施例的方法的流程圖。該方法在步驟13處發起,在該步驟中,由聚合器檢索關于電網和至少一個蓄電裝置的信息。
150.在步驟14處,聚合器基于所檢索到的信息推導出蓄電裝置要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。而后,推導出的加權分布連同檢索信息一起被提供給充電控制器。
151.在步驟15處,充電控制器根據該加權分布推導用于對至少一個蓄電裝置充電的總可用功率??偪捎霉β适浅潆娍刂破魉哂械娜纹渲涞挠糜趯χ辽僖粋€蓄電裝置充電的功率的量的度量。
152.在步驟16處,基于總可用功率并且基于關于至少一個蓄電裝置的信息推導出用于至少一個蓄電裝置中的每者的有功功率設定點。有功功率設定點是指明將如何控制給定蓄電裝置的充電狀態的控制參數,其包括將由每一蓄電裝置提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量。
153.在步驟17處,至少一個蓄電裝置中的每者的充電狀態基于推導出的有功功率設定點受到控制,例如,以上文參考圖1或圖2描述的方式。
154.圖4是示出了根據本發明的實施例的系統的圖。聚合器1、充電中心saas 2和充電中心控制器4(例如)以上文參考圖1或圖2描述的方式通信連接。
155.聚合器1經由充電中心控制器4接收電網測量結果18。電網測量結果18可以是(例如)在電網中測得的頻率。提供關于電網的狀態的信息(例如,有功功率、無功功率、電壓、市場信息等)的其他種類的測量結果也可以被測量并且提供給聚合器1。
156.聚合器1進一步(例如)以上文參考圖1或圖2描述的方式經由充電中心saas 2接收關于至少兩個電動交通工具21和至少兩個電池22的信息。由充電中心saas 2提供的關于電動交通工具21的信息可以(例如)包括關于電動交通工具21的可得性、電動交通工具21的劣化模型和/或電動交通工具21要求的最小/最大充電狀態的信息。這樣的信息可以(例如)由交通工具21的所有者或用戶人工提供給充電中心saas 2。由充電中心saas 2提供給聚合器1的信息可以僅用于優化目的,在這種情況下,聚合器1可以獲得來自其他來源的進行操作所需的任何信息。替代地,由充電中心saas2提供的信息可以是用于操作目的所必需的。
157.基于接收到的信息,聚合器1推導出要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。加權分布是至少一個蓄電裝置必須向電網提供的虛擬慣量響應與快速頻率響應之間的比例的度量。
158.所推導出的加權分布被從聚合器1提供給充電中心控制器4。
159.充電中心控制器4進一步接收電網測量結果18,例如,測量結果以頻率、有功功率、無功功率、電壓、市場信息和/或其他種類的提供關于電網的狀態的信息的測量結果的形式。
160.充電中心控制器4進一步與多個ev充電站19(示出了其中兩者)和多個電池控制單元20(示出了其中兩者)通信連接。因此,充電中心控制器4能夠向和從ev充電站19中的每者和電池控制單元20中的每者提供信息和接收信息。
161.因此,充電中心控制器4獲得了來自聚合器1、充電中心saas 2、ev充電站19、電池控制單元20和電網的各種信息,來自電網的信息以電網測量結果18的形式。
162.充電中心控制器4根據該加權分布并且基于接收到的信息推導出可用于對電動交通工具21和電池22充電的總功率??偪捎霉β适浅潆娭行目刂破?所具有的任其支配的用于對電動交通工具21和電池22充電的功率的量的度量。由于總可用功率是基于該加權分布推導的,因此其反映這一分布,并且因此是將由電動交通工具21和電池22提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的量的度量。
163.充電中心控制器4進一步基于總可用功率并且基于關于電動交通工具21和電池22的信息推導出用于ev充電站19中的每者和電池控制單元20中的每者的有功功率設定點。有功功率設定點中的每者指定必須如何控制給定電動交通工具21或給定電池22的充電狀態。由于有功功率設定點是基于反映該加權分布的總可用功率推導的,因此有功功率設定點結合起來也反映這一加權分布。因此,確保了所有有功功率設定點的組合反映該加權分布,盡管該加權分布可能不由有功功率設定點中的每者單獨反映。
164.用于ev充電站19中的每者和電池控制單元20中的每者的所推導出的有功功率設定點被從充電中心控制器4提供給對應的ev充電站19和電池控制單元20。最后,電動交通工具21中的每者和電池22中的每者的充電狀態基于相應的有功功率設定點受到控制。由此,確保了電動交通工具21和電池22的充電狀態結合起來受到了某種方式的控制,該方式確保了所需的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布被實際提供了該電網。由此,電動交通工具21和電池22可以在確保電網的穩定性方面代替常規的慣量提供單元,這與上文參考圖1描述的情形類似。
165.圖5是示出了根據本發明的實施例的方法的框圖。充電中心saas 2與以電動交通工具21以及諸如蜂窩電話、平板電腦或膝上型電腦的移動裝置23的形式的蓄電裝置通信連
接,移動裝置23有可能具有安裝于其上的(例如)以外部應用的形式的適當軟件。充電中心saas 2進一步與分派塊8通信連接。
166.充電中心saas 2和分派塊8可以(例如)形成圖1所示的系統或者圖2所示的系統的部分,并且因此在這里不再對它們做更詳細的描述。
167.充電中心saas 2直接從電動交通工具21接收關于電動交通工具21的信息。這可以是(例如)電動交通工具21將諸如充電狀態、健康狀態等的相關信息傳送給充電中心saas 2,例如,由電動交通工具21或者電動交通工具21所連接至的充電站將這一信息推送給充電中心saas 2。替代地或另外,充電中心saas 2可以檢索這一信息,例如,通過監測電動交通工具21或者通過在指定時間點上聯系電動交通工具21。
168.充電狀態指示電動交通工具21的相對于其電力容量的充電水平,即,在該電動交通工具21中存儲了多少能量以及每一蓄電裝置擁有多少自由存儲容量。
169.健康狀態指示電池的狀況以及與其理想狀況相比的提供指定性能的能力,即,已經消耗了該電池的多少可用壽命能量吞吐能力,并且還剩下多少。
170.此外,充電中心saas 2從移動裝置23接收關于電動交通工具21的信息??梢杂呻妱咏煌üぞ?1的用戶或所有者人工提供這樣的信息,例如,由該用戶或所有者經由在移動裝置23上運行的app錄入信息。這樣的信息可以有利地與電動交通工具21的預計可得性、電動交通工具21充滿電的時間限制、電動交通工具21的訂購計劃等相關。
171.因此,可以由充電中心saas 2提供和/或監測關于電動交通工具21的當前狀態的信息,并且可以由電動交通工具21的所有者或用戶經由移動裝置23人工提供關于電動交通工具21的使用的信息。
172.圖6是示出了根據本發明的實施例的方法的圖解圖示。在比較器24處將電網頻率與用于電網頻率的預期設定點(例如,以標稱電網頻率的形式)進行比較。由此,推導出頻率偏移。在25處,調查該頻率偏移是否處于指定的頻率死帶內,并且在26處獲得頻率下降?;诖?,推導出表示所需的快速頻率響應的功率設定點并且將其提供給求和點27。
173.此外,在28處獲得頻率偏移的梯度,由此獲得頻率變化速率(rocof)。在29處,調查該rocof是否處于指定的rocof死帶內,并且在30處獲得rocof下降?;诖?,推導出表示所需的虛擬慣量響應的功率設定點并且將其提供給求和點27。
174.在求和點27處,基于所接收到的分別表示所需的快速頻率響應和虛擬慣量響應的功率設定點推導出總功率設定點。因此,總功率設定點反映要提供給電網的虛擬慣量響應和快速頻率響應的加權分布。
175.隨后應用所推導出的總功率設定點生成將受到控制的蓄電裝置的各功率設定點,以便提供所需的快速頻率響應和虛擬慣量響應。
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