DE102019121387A1 - Verfahren und einheit zur reduktion einer leistungsbezugsdifferenz - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge an einem oder mehreren Ladepunkten einer Ladeeinrichtung mit mehreren Phasen angeschlossen sind, umfassend:Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung; undReduzieren wenigstens einer Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten wenigstens einer Ausgleichslast auf wenigstens eine Phase.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge und eine Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Beim Laden von zum Beispiel einphasig ladender Elektrofahrzeuge (BEV's (Battery Electric Vehicle) und PHEV's (Plugin Hybrid Electric Vehicle)) werden in dreiphasigen Netzen die Phasen in der Regel asymmetrisch belastet.
  • Aus Sicht des Netzbetriebes werden Obergrenzen für die Asymmetrie der Phasenbelastung, die sogenannte Phasenschieflast oder Phasenasymmetrie, in Regularien definiert, zum Beispiel in Anschlussbedingungen für Anlagen am Niederspannungs-Stromnetz, um einen störungsfreien Netzbetrieb zu gewährleisten. Dabei wird die Phasenschieflast limitiert, zum Beispiel auf maximal 3.7 kVA für eine Anlage hinter einem Kundenanschlusspunkt (Zählerstelle). Die Phasenschieflast ist definiert als die größte Leistungsbezugsdifferenz zwischen je zwei Phasen (Phasendifferenz) eines mehrphasigen Netzes. Bekannt sind zum Beispiel dreiphasige Netze.
  • Aber auch in großen Ladeeinrichtungen, die über eigene Mittelspannungstransformatoren versorgt werden, sind Phasenasymmetrien in definierten Grenzen zu halten, um die Transformatoren und zugehörigen Systeme innerhalb ihrer Spezifikationsgrenzen betreiben zu können.
  • Weiterhin kann ein einphasig ladendes Fahrzeug mit einer Ladeleistung über dem geltenden Limit ein vorgegebenes Limit für die Phasenschieflast überschreiten. Aber insbesondere in einer Ladesituation mit mehreren Fahrzeugen kann das Limit für die Phasenschieflast überschritten werden: Die Fahrzeuge wählen zum Laden in zufälliger Art und Weise Parkplätze mit zugehörigen Ladestationen und deren individueller Zuordnung zu den Anschlüssen der Phasen eines dreiphasigen Versorgungsnetzes. Daraus resultiert eine zufällige Belastungssituation auf den einzelnen Phasen mit einer möglichen Überschreitung der Schieflastgrenze, selbst wenn die Ladeleistung des Einzelfahrzeuges jeweils unter dem Limit bleibt. Zum Beispiel ergeben drei einphasige Fahrzeuge mit 3,7 kW Ladeleistung auf Phase L1 und jeweils nur ein Fahrzeug auf den Phasen L2 und L3 eine Schieflast von 7,4 kW.
  • Bekannte Lösungsansätze für diese Probleme sind bisher:
    1. a) Phasendreh-Einrichtungen, die in Abhängigkeit der Phasenauslastung die Zuordnung der Ladephasen auf die Anschlussphasen mit Hilfe zusätzlicher Hardware-Umfänge wie Schütze oder Leistungselektronik erforderlichenfalls verändern können, und
    2. b) lastbegrenzende Eingriffe auf die einzelnen Ladeprozesse, so dass die Schieflastgrenzen im Gesamtsystem eingehalten werden.
  • Aus diesen beiden Ansätzen resultieren folgende Nachteile:
    1. a) Zusatzkosten in der Ladeinfrastruktur, da die Phasendreheinrichtung für jeden Ladepunkt vorhanden sein muss.
    2. b) Verlängerung der Ladedauer einzelner Fahrzeuge bis hin zu der Situation, dass das Ladeziel des Nutzers in der verfügbaren Zeit bis zum Abstecken nicht mehr erreicht werden kann, das Fahrzeug also nicht ausreichend vollgeladen werden kann.
  • Zusammenfassend sind somit entweder hohe Zusatzkosten für die Ladehardware oder Einschränkungen im Ladebetrieb mit negativen Auswirkungen auf die Ladung der Fahrzeuge verbunden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Verfahren zur Verfahren zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge, eine verbesserte Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz und eine verbesserte Ladeeinrichtung bereitzustellen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge, wobei die Fahrzeuge an einem oder mehreren Ladepunkten einer Ladeeinrichtung mit mehreren Phasen angeschlossen sind, umfassend: Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung; und Reduzieren wenigstens einer Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten wenigstens einer Ausgleichslast auf wenigstens eine Phase.
  • Erfindungsgemäß wird somit wenigstens eine zusätzliche elektrische Ausgleichslast auf wenigstens eine zu wenig ausgelastete Phase aufgeschaltet, um die Leistungsbezugsdifferenz zu reduzieren. Damit kann ohne die in a) genannten teuren Maßnahmen in jedem Ladepunkt und ohne den in b) beschriebenen Nachteil der Ladezeitverlängerung bzw. Ladeunterbrechung in der Ladeeinrichtung weiter geladen werden.
  • Unter Ladeeinrichtung kann erfindungsgemäß auch ein Ladecluster mit mehreren Ladepunkten verstanden werden.
  • Dabei umfasst das erfindungsgemäße Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung vorzugsweise auch ein Ermitteln der wenigstens einen Leistungsbezugsdifferenz aus den ermittelten phasenindividuellen Leistungsbezügen.
  • Es ist dabei vorstellbar, dass die zusätzliche Lastaufschaltungen auf die jeweiligen Phasen prinzipiell über jede Art einphasiger elektrischer Lasten erfolgen kann, die beispielsweise von einer Steuereinheit entweder an/abschaltbar oder regelbar aktivierbar sind und die einer Phase fest zugeordnet sind.
  • Besonders bevorzugt wird die Ausgleichslast auf die am schwächsten belastete Phase aufgeschaltet. Da hier die Leistungsbezugsdifferenz am größten ist, ist es besonders vorteilhaft, die Leistungsbezugsdifferenzder am schwächsten belasteten Phase zu reduzieren.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Ermitteln eines Überschreitens eines Grenzwerts für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen, wobei die Ausgleichslast beim Reduzieren der Leistungsbezugsdifferenz derart bemessen ist, dass die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird. Somit wird auf vorteilhafte Weise der Ladebetrieb der Ladeeinrichtung sichergestellt, wenn der Ladebetrieb durch Grenzwerte reguliert ist.
  • In einer Ausführungsform weist jede Phase wenigstens eine aufschaltbare Ausgleichslast auf. Somit kann flexibel auf eine eintretende Schieflast reagiert werden.
  • In einer anderen Ausführungsform wird die Ausgleichslast mittels eines Phasenumschalters aufgeschaltet. Dadurch braucht nur eine Ausgleichslast bereitgestellt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgleichslast derart ausgebildet, dass elektrische Energie in eine andere Energieform umgewandelt wird. Vorteilhafterweise ist dabei die Ausgleichslast durch ein Heizelement, ein Kälteelement, ein Druckluftelement, ein Hydraulikelement, ein Speicherelement für Bewegungsenergie, ein Speicherelement für Lageenergie und/oder ein Element zur Umwandlung in chemische Energie gebildet.
  • Im Sinne der Energieökonomie ist die zusätzliche Last vorteilhafter Weise so ausgebildet, dass möglichst keine oder geringe Energieverluste auftreten. Dies führt zur Anwendung des Konzeptes der Sektorkopplung als Erfindungsgegenstand im Zusammenhang mit der Schieflastbegrenzung von Ladeprozessen. Dies bedeutet, dass die zusätzlich in der Ladeeinrichtung eingesetzte elektrische Energie zur Schieflastkompensation so genutzt wird, dass sie für einen anderen Anwendungszweck nutzbar gemacht wird. Dabei kommen beispielsweise folgende Anwendungen in Betracht, insbesondere wenn die Ladeeinrichtung im Zusammenhang mit Wohnräumen, Geschäftsräumen, Fabrikgebäuden etc. gebildet ist:
    1. a) Umwandlung in Wärme über schalt- oder regelbare Heizstäbe und ggf. Speichern in Pufferspeichern von Heizsystemen oder Brauchwassersystemen;
    2. b) Umwandlung in Kälte über Kältemaschinen und ggf. Nutzung Kältespeicher;
    3. c) Umwandlung in Druckluftenergie und ggf. Speicherung in Druckspeichern;
    4. d) Umwandlung in hydraulische Energie und ggf. Speicherung in Druckspeichern
    5. e) Umwandlung in mechanische Bewegungsenergie (z.B. Schwungradspeicher etc.) - oder Lageenergie (z.B. Pumpspeicher); und/oder
    6. f) Umwandlung in chemische Energie über Wasserstoffelektrolyse, power to gas oder power to liquid Verfahren.
  • Allgemein wird die umgewandelte Energie bevorzugt in einem Energiespeicher gespeichert. Es ist aber auch vorstellbar, dass die umgewandelte Energie sofort verbraucht wird.
  • Abhängig vom Betriebskontext der Ladeinfrastruktur kann die sinnvollste der oben genannten Optionen ausgewählt werden. Häufig wird sich die einfachste Version, Wärme zum Beispiel über Heizstäbe zu erzeugen, anbieten, da eine Ladeinfrastruktur häufig im räumlichen Zusammenhang mit Wohn- oder Geschäftsgebäuden entsteht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein Ermitteln eines Überschreitens eines Grenzwerts für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen, und wenn die Ausgleichslast nicht ausreicht, damit die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird, Reduzieren von einem oder mehreren phasenindividuellen Leistungsbezügen von Ladevorgängen im Ladecluster, so dass die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird. Durch die Verwendung der Ausgleichslast kann das bekannte Reduzieren von phasenindividuellen Leistungsbezügen verringert werden, wodurch sich für die Ladeeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Ausgleichslast insgesamt verringerte Ladezeiten ergeben.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein zusätzliches Aufschalten einer weiteren Ausgleichslast auf die am zweitschwächsten belastete Phase.
  • Erfindungsgemäß ist eine Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz zum Ausführen des Verfahrens zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge bereitgestellt. Diese Einheit umfasst dabei ein Ermittlungsmodul zum Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung; und eine Steuereinheit zum Reduzieren wenigstens einer Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten der wenigstens einen Ausgleichslast.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Ladeeinrichtung mit mehreren Phasen bereitgestellt, aufweisend einen oder mehrere Ladepunkte zum Laden eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge, wobei die Ladeeinrichtung eine zuvor beschriebene Einheit aufweist. Die Ladeeinrichtung ist beispielsweise eine Flottenladeeinrichtung, die mehrere Ladepunkte aufweist, an denen eines oder mehrere Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge, angeschlossen werden.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz bei einer Ladeeinrichtung, und
    • 2 eine andere schematische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz bei einer Ladeeinrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • 1 zeigt eine Ladeeinrichtung 30 mit einer ersten Phase L1, einer zweiten Phase L2 und einer dritten Phase L3 und einem ersten Ladepunkt 20, einem zweiten Ladepunkt 22 und einem dritten Ladepunkt 24.
  • Während am ersten Ladepunkt beispielsweise ein dreiphasig ladendes Elektrofahrzeug 10 zum Laden angeschlossen ist, sind beispielsweise am zweiten Ladepunkt 22 und am dritten Ladepunkt 24 jeweils ein einphasig ladendes Elektrofahrzeug 12 und 14 zum Laden angeschlossen. Dabei belastet das Elektrofahrzeug 10 alle drei Phasen L1, L2 und L3. Das Elektrofahrzeug 12 belastet dabei beispielsweise die Phase L2 und das Elektrofahrzeug 14 belastet dabei beispielsweise die Phase L3.
  • Darüber hinaus können an den einzelnen Phasen auch weitere Verbraucher 16.1, 16.2 und 16.3 angeschlossen sein. Es ist dabei vorstellbar, dass der Leistungsbezug dieser Verbraucher nicht steuerbar ist.
  • Je nach Leistungsbezug der Elektrofahrzeuge 10,12 und 14 bzw. der Verbraucher 16.1,16.2 und 16.3 kann somit eine Leistungsbezugsdifferenz zwischen den drei Phasen L1, L2 und L3 auftreten. Die Phasenschieflast berechnet sich dabei durch die größte Leistungsbezugsdifferenz zwischen den Phasen, wobei PLi die Summe aller von Phase i bezogenen Leistungen ist. Im Ausführungsbeispiel von 1 kann die Phasenschieflast also durch die größte der Leistungsbezugsdifferenzen |PL1 - PL2|, |PL1 - PL3| und/oder |PL3 - PL2| ermittelt werden.
  • Dabei sind vielfältige Ausführungsformen für das erfindungsgemäße Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung vorstellbar:
    • Die Ermittlung kann zum Beispiel am für die jeweilige Regulierung relevanten Bilanzierungspunkt ermittelt werden. In der Regel ist das z.B. der Anschluss an das Versorgungsnetz mit einem Stromzähler eines Energieversorgers. Dabei ist es vorstellbar, dass die erfindungsgemäße Ermittlung durch eine Messung der tatsächlichen phasenindividuellen Leistungsbezüge erfolgt.
  • In 1 ist beispielsweise gezeigt, dass die phasenindividuellen Leistungsbezüge mit einem Ermittlungsmodul 60 ermittelt werden.
  • Es sind aber auch Ausführungsformen vorstellbar, bei der die erfindungsgemäße Ermittlung durch eine vorausschauende Planung erfolgt, wobei der voraussichtliche Leistungsbezug vorab ermittelt wird. Dies kann zum Beispiel anhand von Ladeplänen erfolgen. Hier ist es vorstellbar, dass das Ermittlungsmodul 60 nicht zur Messung benötigt wird. Es ist dabei auch vorstellbar, dass die vorausschauende Planung in dem Ermittlungsmodul 60 erfolgt. Das Ermittlungsmodul 60 muss bei einer vorausschauenden Planung nicht am Bilanzierungspunkt lokalisiert sein (nicht gezeigt).
  • Für das erfindungsgemäße Reduzieren einer Leistungsbezugsdifferenzzwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten wenigstens einer Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 auf wenigstens eine Phase L1, L2 und/oder L3 ist es vorstellbar, dass wie in 1 gezeigt eine Steuereinheit 70 das Aufschalten dieser Ausgleichslasten steuert.
  • In 1 werden dabei die Ergebnisse des Ermittlungsmoduls 60 an die Steuereinheit 70 übermittelt. Dabei ist es vorstellbar, dass das Ermittlungsmodul 60 schon wenigstens eine Leistungsbezugsdifferenz aus den phasenindividuellen Leistungsbezügen ermittelt und an die Steuereinheit 70 weitergibt, oder dass die Steuereinheit 70 wenigstens eine Leistungsbezugsdifferenz aus den phasenindividuellen Leistungsbezügen ermittelt.
  • Somit bilden das Ermittlungsmodul 60 und die Steuereinheit 70 eine Einheit 50 zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz.
  • In 1 ist gezeigt, dass beispielsweise die Ausgleichslast 40 der Phase L1, die Ausgleichslast 42 der Phase L2 und die Ausgleichslast 44 der Phase L3 zugeordnet sind. Allgemein kann eine Ausgleichlast 40, 42 und/oder 44 auch mehrere Teillasten umfassen.
  • Durch das Aufschalten der jeweiligen Ausgleichslast auf eine Phase wird deren Leistungsbezug somit erhöht. Wenn diese Phase vor dem Aufschalten einen niedrigeren Leistungsbezug als eine der anderen Phasen hatte, wird die Leistungsbezugsdifferenz somit nach dem erfindungsgemäßen Aufschalten reduziert.
  • Bevorzugt wird dabei allgemein die Ausgleichslast auf die am schwächsten belastete Phase aufgeschaltet. Somit kann auf vorteilhafte Art und Weise die größte Leistungsbezugsdifferenz, also die Phasenschieflast, reduziert werden.
  • Eine Ausgleichslast im Sinne der Erfindung kann jeder Verbraucher sein. Bevorzugt wird dabei elektrische Energie in eine andere Energieform umgewandelt. Die umgewandelte Energie kann in wenigstens einem Energiespeicher 48 gespeichert werden. Dabei ist auch vorstellbar, dass die umgewandelte Energie direkt genutzt wird. Beispielsweise sind die Ausgleichslasten 40, 42 und 44 durch Heizelemente gebildet, die durch die Steuereinheit 70 ansteuerbar sind.
  • In 1 ist auch gezeigt, dass ein Informationsaustausch zwischen dem Energiespeicher 48 und der Steuereinheit 70 eingerichtet sein kann, um beispielsweise ein Überlaufen des Energiespeichers 48 zu verhindern, um eine allgemeine Rückmeldung an die Steuereinheit 70 zu geben, und/oder um den Energiespeicher 48 auf eine Energieaufnahme vorzubereiten.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform ähnlich zu 1, in der nur eine einphasige Ausgleichslast 40 allen drei Phasen L1, L2 und L3 steuerbar zugeordnet ist. Die Ausgleichslast 40 wird mittels eines Phasenumschalters 46 erfindungsgemäß aufgeschaltet.
  • In beiden Figuren verdeutlichen einfach durchgezogene Linien zwischen den jeweiligen Merkmalen einen Fluss von Informationen, Steuersignalen etc, der in beide oder in eine Richtung stattfinden kann. Die verstärkt durchgezogenen Linien verdeutlichen die drei Phasen L1, L2 und L3. Die gestrichelten Linien verdeutlichen den Fluss von nichtelektrischer Energie.
  • In allen Ausführungsformen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch ein Ermitteln eines Überschreitens eines Grenzwerts Pso, der die Schieflastobergrenze für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen darstellt. Dabei werden die Ausgleichslasten beim Reduzieren der Schieflast derart bemessen, dass die größte Leistungsbezugsdifferenz (Schieflast) auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert Pso reduziert wird. Dementsprechend werden Ausgleichslasten 40, 42, und/oder 44 erfindungsgemäß so aufgeschaltet, dass alle der folgenden Bedingungen erfüllt sind: |PL1 - PL2| <= PSO, |PL1 - PL3| <= PSO und/oder |PL3 - PL2| <= PSO.
  • Dabei ist denkbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren in diesem Fall folgende Schritte ausführt: Ist eine Verletzung des Schieflastkriteriums (Grenzwert Pso) gegeben bzw. ein Sicherheitsabstand zur Grenze Pso überschritten, so wird für die am schwächsten belastete Phase die Höhe einer zusätzlichen Ausgleichslast 40 bestimmt, die mindestens so groß ist, dass durch deren Aufschalten das Schieflastkriterium für die Leistungsbezugsdifferenz dieser Phase zur am stärksten belasteten Phase eingehalten wird. Maximal ist die Last so zu bemessen, dass die Leistungsbezugsdifferenz Null ergibt. Je nachdem, welche Phase als die am schwächsten belastete identifiziert wurde, wird die Zusatzlast durch Aktivieren der auf der jeweiligen Phase liegenden Ausgleichslast 40, 42 oder 44 realisiert.
  • Weiterhin kann das Verfahren in gleicher Art und Weise für die Phase durchgeführt werden, die zuvor die zweitschwächste Belastung aufgewiesen hat.
  • Jedoch ist auch folgender Fall vorstellbar: Führen obige Maßnahmen nicht dazu, dass das Schieflastkriterium eingehalten wird, weil die verfügbaren Ausgleichslasten begrenzt sind, muss über Lastmanagementmaßnahmen zusätzlich in die Ladevorgänge der Fahrzeuge eingegriffen werden. Dies bedeutet, dass der Leistungsbezug der noch zu hoch belasteten Phasen durch aktive Reduktion wenigstens einer Ladeleistung von einem oder mehreren auf dieser Phase ladenden Elektrofahrzeugen, insbesondere von einphasig ladenden Elektrofahrzeugen, reduziert werden muss.
  • Das Verfahren sieht dabei erfindungsgemäß ein Ermitteln eines Überschreitens des Grenzwerts Pso für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen vor, und wenn die wenigstens eine Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 nicht ausreicht, damit die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert Pso reduziert wird, Reduzieren von einem oder mehreren phasenindividuellen Leistungsbezügen, so dass die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert Pso reduziert wird.
  • Das Reduzieren von einem oder mehreren phasenindividuellen Leistungsbezügen wird vorzugsweise über eine Ladelastmanagementeinheit 72 gesteuert.
  • Zwischen der Steuereinheit 70 und der Ladelastmanagementeinheit 72 ist bevorzugt ein Informationsaustausch eingerichtet, über den die Ladelastmanagementeinheit 72 erkennen kann, dass die Steuerungsmöglichkeiten der Steuereinheit 70 der Zusatzlasten ausgeschöpft sind. Dies kann zum Beispiel durch die konstruktiven Leistungsgrenzen der wenigstens einen Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 bedingt sein oder durch Betriebszustände des Systems. Vorstellbar ist dabei, dass der Energiespeicher 48 für die umgewandelte elektrische Energie nicht aufnahmefähig ist. Um dies erkennen zu können, ist es auch vorstellbar, dass ein Informationsaustausch zwischen dem Energiespeicher 48 und der Steuerungseinheit 70 eingerichtet ist.
  • Dabei ist auch denkbar, dass die Steuerungseinheit 70 der wenigstens einen Ausgleichslast 40 eine von der Ladelastmanagementeinheit 72 unabhängige Einheit sein oder mit dieser kombiniert sein kann.
  • Wie oben bereits erwähnt kann ergänzend und parallel zu dem beschriebenen reaktiven Ansatz ein vorausplanendes Verfahren eingesetzt werden, zum Beispiel wenn von den ladenden Fahrzeugen der Energiebedarf und/oder die geplante Abfahrtszeit bekannt sind und wenn die einsetzbaren Leistungspotenziale der Ausgleichslasten vorausplanbar sind (z.B. auf Basis konstruktiver Parameter, Aufnahmevermögen der Speicher).
  • In einer vorausplanenden Betriebsart kann abhängig von der potenziellen Energieaufnahme je Phase vorausgeplant werden, welchen Beitrag die wenigstens eine Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 zur Schieflastreduktion liefern kann.
  • Dabei ist es möglich, dass bei der vorausplanenden Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz über die erfindungsgemäße Ladeleistungssteuerung der planerisch mögliche Beitrag der wenigstens einen Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 als Reduktion der planerisch zu erwartenden Schieflasten berücksichtigt werden kann. Damit verringert sich wie beim reaktiven Eingreifen die Notwendigkeit bzw. Höhe von Ladeleistungsreduktionen als Steuerungsmittel mit ihren potenziellen negativen Konsequenzen.
  • Zusammengefasst können durch die erfindungsgemäße Nutzung wenigstens einer Ausgleichslast 40, 42 und/oder 44 die oben genannten Nachteile vermieden oder abgeschwächt werden. Dabei können in vielen Fällen einfache und kostengünstige Mittel eingesetzt werden und die energetische Verwendung in anderen Sektoren sichergestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    erstes Fahrzeug
    12
    zweites Fahrzeug
    14
    drittes Fahrzeug
    16.1
    erster Verbraucher
    16.2
    zweiter Verbraucher
    16.3
    dritter Verbraucher
    20
    erster Ladepunkt
    22
    zweiter Ladepunkt
    24
    dritter Ladepunkt
    30
    Ladeeinrichtung
    40
    erste Ausgleichslast
    42
    zweite Ausgleichslast
    44
    dritte Ausgleichslast
    46
    Phasenumschalter
    48
    Energiespeicher
    50
    Einheit zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz
    60
    Ermittlungsmodul
    70
    Steuereinheit
    72
    Ladelastmanagementeinheit
    L1
    erste Phase
    L2
    zweite Phase
    L3
    dritte Phase

Claims (11)

  1. Verfahren zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz beim Ladevorgang eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge (10, 12, 14), wobei die Fahrzeuge an einem oder mehreren Ladepunkten (20, 22, 24) einer Ladeeinrichtung (30) mit mehreren Phasen (L1, L2, L3) angeschlossen sind, umfassend: Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung; und Reduzieren wenigstens einer Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten wenigstens einer Ausgleichslast (40) auf wenigstens eine Phase (L1, L2, L3).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausgleichslast auf die am schwächsten belastete Phase aufgeschaltet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: Ermitteln eines Überschreitens eines Grenzwerts für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen, wobei die Ausgleichslast (40) beim Reduzieren der Leistungsbezugsdifferenz derart bemessen ist, dass die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird.
  4. Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Phase wenigstens eine aufschaltbare Ausgleichslast (40, 42, 44) aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgleichslast (40) mittels eines Phasenumschalters (46) aufgeschaltet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgleichslast derart ausgebildet ist, dass elektrische Energie in eine andere Energieform umgewandelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Ausgleichslast durch ein Heizelement, ein Kälteelement, ein Druckluftelement, ein Hydraulikelement, ein Speicherelement für Bewegungsenergie, ein Speicherelement für Lageenergie und/oder ein Element zur Umwandlung in chemische Energie gebildet ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 7, ferner umfassend: Ermitteln eines Überschreitens eines Grenzwerts für die Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen, und wenn die Ausgleichslast (40) nicht ausreicht, damit die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird, Reduzieren von einem oder mehreren phasenindividuellen Leistungsbezügen, so dass die Leistungsbezugsdifferenz auf einen Wert kleiner oder kleiner gleich dem Grenzwert reduziert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: zusätzliches Aufschalten einer weiteren Ausgleichslast (42, 44) auf die am zweitschwächsten belastete Phase.
  10. Einheit (50) zur Reduktion einer Leistungsbezugsdifferenz zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Ermittlungsmodul (60) zum Ermitteln von phasenindividuellen Leistungsbezügen der Ladeeinrichtung; und eine Steuereinheit (70) zum Reduzieren wenigstens einer Leistungsbezugsdifferenz zwischen den phasenindividuellen Leistungsbezügen durch Aufschalten der wenigstens einen Ausgleichslast.
  11. Ladeeinrichtung (30) mit mehreren Phasen (L1, L2, L3), aufweisend einen oder mehrere Ladepunkte (20, 22, 24) zum Laden eines Energiespeichers eines oder mehrerer Fahrzeuge (10, 12, 14), wobei die Ladeeinrichtung (30) eine Einheit (50) gemäß Anspruch 10 aufweist.
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