ES2350225B1 - Sistema y metodo de control de recarga para vehiculos electricos pararedes de energia inteligentes. - Google Patents
Sistema y metodo de control de recarga para vehiculos electricos pararedes de energia inteligentes. Download PDFInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Sistema y método de control de recarga de
vehículos eléctricos para redes de energía inteligentes. El sistema
comprende:
- un controlador local (3) en cada recinto (4)
donde se recarga el vehículo eléctrico (1), conectado por el cable
de potencia (5) y comprendiendo:
- \bullet
- medios para comunicarse por el cable (5) con el controlador de a bordo (2) del vehículo (1);
- \bullet
- medios de procesamiento para:
- -
- identificar al vehículo (1);
- -
- obtener unos parámetros de recarga y enviarlos a un controlador del centro de transformación (6);
- -
- calcular la potencia máxima suministrable al vehículo (1) según un programa de carga;
- un controlador de centro de transformación (6)
en cada centro de transformación (7) encargado de:
- \bullet-
- calcular un programa de carga optimizado para el vehículo (1) en función del estado de carga del centro de transformación (7), los parámetros de recarga del vehículo (1) Y el coste de recarga;
- \bullet
- enviar dicho programa de carga al controlador local (3).
Description
Sistema y método de control de recarga de
vehículos eléctricos para redes de energía inteligentes.
La presente invención se engloba dentro del
campo de los sistemas de carga eléctrica, y más en concreto
aplicados al control inteligente de la carga a gran escala (incluso
ciudades) de vehículos eléctricos, preferiblemente coches
eléctricos.
El documento de patente
US2008007202-A1 divulga un sistema de control de la
carga de vehículos eléctricos que comprende dos niveles de control,
uno local y otro central relacionado con la red eléctrica de la cual
proviene la energía que se utiliza para la carga. Estos dos niveles
de control se comunican entre sí la información necesaria para
optimizar la carga teniendo en cuenta fundamentalmente dos aspectos:
el momento y duración de la carga y el coste (dependiente de la
situación de la red). La comunicación entre los controles local y de
red se puede realizar mediante sistemas tales como el uso de redes
de telefonía móvil. La optimización del coste se realiza utilizando
parámetros geográficos (punto de la red en el que se quiera recargar
el vehículo) así como de niveles de carga.
El documento de patente CN1569512 describe un
sistema centralizado de control de la carga de múltiples vehículos
eléctricos. El sistema funciona por capas o niveles: la más interna
gestiona directamente la batería, la segunda está al nivel vehículo
y la tercera es un interfaz que comunica con la estación de carga y
con el sistema de control de la red eléctrica.
El documento de patente
GB2446694-A divulga un método para recargar las
baterías de vehículos eléctricos híbridos a partir de la red
eléctrica, que incluye determinar la cantidad de tiempo necesaria
para recargar la batería, determinar el momento en el que se desea
que la recarga se complete, transmitir estos parámetros a la red
eléctrica con el objeto de realizar la recarga en momentos de
demanda proyectada de valle y que termine no después del momento
fijado. Por tanto, el objeto de dicha invención es controlar la
recarga teniendo en cuenta dos parámetros: el tiempo de recarga y el
precio de la misma en función de que ésta se produzca en horas valle
o punta desde un punto de vista de la demanda eléctrica, lo que
determina el precio puntual de la energía.
La presente invención aporta una serie de
ventajas con respecto al estado del arte:
- Identificación segura del usuario. Las
comunicaciones entre el vehículo y el controlador local a través de
la propia línea de suministro utilizando la tecnología PLC, permite
la identificación segura del vehículo y, por tanto, del usuario de
la red eléctrica durante todo el tiempo que dura la operación de
recarga. Esta seguridad es inherente al hecho de utilizar el mismo
soporte físico para la transferencia de la energía y el intercambio
de información por comunicaciones. En los documentos del estado del
arte no se utiliza una comunicación PLC ni se emplean mecanismos de
autenticación de usuario.
- Funciones de contador de energía. En el
documento GB2446694-A la compañía eléctrica puede
estimar el coste de la recarga a partir de los parámetros de la
carga: velocidad de descarga, duración de la recarga y hora de
inicio. Sin embargo, el hecho de que el controlador local equipe o
realice las funciones de contador de energía permite determinar, no
estimar, el coste preciso de la recarga.
- Limitador de potencia dinámico. En los
documentos del estado del arte no se contemplan mecanismos de
limitación de potencia más allá de los propios derivados de la
instalación eléctrica del establecimiento de recarga y sus circuitos
fusibles. En el presente sistema propuesto se incorpora un mecanismo
de limitador de potencia dinámico. Dicho limitador cortará el
suministro en caso de que se sobrepase en una cierta cuantía
(parametrizable) la energía o la potencia suministrada al cargador,
en relación a lo establecido en el programa de carga.
- Obtención del programa de carga optimizado
(correspondiente a la recarga), identificando los parámetros
relevantes para la obtención de un programa óptimo de carga:
- \bullet
- Número de solicitudes de recarga de vehículos previstas para un mismo centro de transformación y, más concretamente, en una línea determinada del centro de transformación.
- \bullet
- Consumo instantáneo del centro de transformación.
- \bullet
- Históricos de consumo del centro de transformación para el resto de clientes (domésticos y/o industriales).
- \bullet
- Límites de consumo del centro de transformación, los cuales están determinados por las limitaciones propias del transformador del centro y por las limitaciones de carga que de forma dinámica puede establecer el centro superior.
\newpage
- \bullet
- Perfil de carga del usuario, según el cual cada usuario tiene establecido en función de la hora, un límite de potencia y un precio de la energía consumida.
- Servicio de consulta de soluciones
alternativas de recarga. Este servicio se puede prestar sobre la
misma infraestructura de sistema, ofreciéndole al usuario un
mecanismo de consulta y selección que le permitiría optimizar las
condiciones de recarga, en coste y/o duración. El sistema permite
informar al usuario, a través del interfaz de controlador local, de
las nuevas condiciones de recarga y su coste estimado.
- Estructura jerarquizada de la arquitectura del
sistema de gestión y control de la compañía eléctrica. En el sistema
jerárquico y distribuido que se propone, cada componente implementa
la funcionalidad en base a la información disponible en cada punto y
en la optimización de los recursos del sistema. En base a estas
premisas, existe un sistema de control y gestión de la compañía
eléctrica, estructurado además en sus distintos componentes:
controlador local, controlador de centro de transformación y centro
de control de red.
\vskip1.000000\baselineskip
El sistema que se propone proporciona distintas
ventajas:
- Para la red eléctrica:
- \bullet
- El sistema permite gestionar la elevada demanda de energía requerida por la recarga de las baterías de vehículos eléctricos, evitando así las peligrosas sobrecargas que podrían producirse en los diferentes escalones de la red si esta recarga se hace de forma incontrolada.
- \bullet
- Minimizar la necesidad de inversiones para ampliación de la capacidad de la red eléctrica, gracias al uso óptimo de dicha capacidad.
- Para vehículos, usuarios de los mismos y medio
ambiente:
- \bullet
- Optimizar el coste de la energía para el usuario y así hacer el máximo uso de esta energía limpia frente al uso de los combustibles convencionales. En general esto es una ventaja ya que la aportación de energías renovables puede ser mayor en la generación eléctrica.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención se refiere a un sistema de control
de recarga de vehículos eléctricos para redes de energía
inteligentes de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de
acuerdo con la reivindicación 10. Realizaciones preferidas se
definen en las reivindicaciones dependientes.
El sistema de control de recarga comprende:
- un controlador local en cada recinto donde se
realiza la recarga de al menos un vehículo eléctrico, estando
conectado dicho controlador local a cada vehículo a través del cable
de potencia por el que se efectúa la recarga, comprendiendo dicho
controlador local:
- \bullet
- primeros medios de comunicación configurados para comunicarse, mediante PLC a través del cable de potencia, con el controlador de a bordo de cada vehículo a recargar;
- \bullet
- segundos medios de comunicación configurados para comunicarse con un controlador de centro de transformación;
- \bullet
- medios de medición de la potencia y energía suministrada a cada vehículo;
- \bullet
- medios de procesamiento de datos configurados para:
- -
- efectuar una identificación segura de cada vehículo a recargar a través de los primeros medios de comunicación;
- -
- obtener, para cada vehículo a recargar, unos parámetros de recarga, incluyendo en dichos parámetros al menos la energía de recarga a suministrar;
- -
- enviar dichos parámetros de recarga de cada vehículo a un controlador del centro de transformación a través de los segundos medios de comunicación;
- -
- calcular la potencia máxima que puede absorber en cada instante cada vehículo a partir de un programa de carga recibido de dicho controlador del centro de transformación;
- -
- comunicar a cada vehículo a recargar la potencia máxima que puede absorber en cada instante;
- -
- garantizar que el consumo de potencia instantáneo del vehículo a recargar no supera la potencia máxima calculada, actuando como limitador de potencia instantánea en caso de que sea superada;
- -
- medir la energía suministrada al vehículo a recargar y calcular el importe de la misma;
- un controlador de centro de transformación en
cada centro de transformación que participa en el sistema de control
de recarga, conectado con al menos un controlador local y encargado
de:
- \bullet
- recibir, del controlador local al que está conectado, los parámetros de recarga de cada vehículo a recargar;
- \bullet
- obtener el estado de carga global del centro de transformación;
- \bullet
- calcular un programa de carga optimizado para cada vehículo en función de, al menos, dicho estado de carga del centro de transformación, los parámetros de recarga del correspondiente vehículo a recargar y el coste de la recarga;
- \bullet
- enviar dicho programa de carga al controlador local correspondiente.
\vskip1.000000\baselineskip
En una realización preferida el sistema de
control de recarga comprende adicionalmente un centro de control de
red conectado a los diferentes controladores de centro de
transformación que participan en el sistema de control de recarga,
estando dicho centro de control de red configurado para:
- recibir, de una pluralidad de controladores de
centro de transformación, los agregados de todos los programas de
carga establecidos para los diferentes vehículos;
- calcular, utilizando dicha información
recibida, las previsiones de consumo global en la red;
- enviar al controlador de centro de
transformación asociado a cada vehículo a recargar, un perfil de
carga en el que se especifica, para dicho vehículo, el límite de
potencia y el precio de la energía en función de la hora de la
recarga.
\vskip1.000000\baselineskip
Los controladores de centro de transformación
están además configurados para utilizar la información recibida del
perfil de carga para calcular el programa de carga para cada
vehículo.
Los medios de procesamiento de datos del
controlador local están preferentemente configurados para:
- comparar periódicamente durante la recarga de
cada vehículo la medida de la potencia o la energía suministrada a
cada uno con la medida de la potencia o energía que el
correspondiente vehículo está recibiendo, siendo esta última medida
recibida procedente del correspondiente vehículo a través de los
primeros medios de comunicación;
- comprobar periódicamente durante la recarga de
cada vehículo que el vehículo conectado sigue siendo el mismo que el
que solicitó la recarga, comparando periódicamente la identificación
del vehículo conectado contra la identificación del vehículo que
solicitó la recarga.
\vskip1.000000\baselineskip
El controlador local puede estar adicionalmente
configurado para:
- obtener de cada vehículo a recargar la
potencia máxima que puede recibir;
- cortar el suministro en caso de que se
sobrepase la potencia suministrada al vehículo en una cierta
cantidad parametrizable.
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de recarga pueden ser, entre
otros, el precio máximo admisible, la duración máxima de la recarga
u hora de finalización y la condición de recarga deseada.
El sistema puede comprender una interfaz
conectada al controlador local a través de la cual se puede
seleccionar parámetros de recarga deseados.
Cada controlador local dispone preferiblemente
de un programa de carga por defecto a aplicar en caso de fallo en
las comunicaciones con el controlador del centro de
transformación.
Cada controlador de centro de transformación
puede estar configurado para calcular el programa de carga
adicionalmente en función de al menos uno de los siguientes
parámetros:
- las solicitudes de recarga de vehículos
previstas para un mismo centro de transformación y, más
concretamente, en una línea determinada del correspondiente centro
de transformación;
- consumo instantáneo del correspondiente centro
de transformación;
- históricos de consumo del centro de
transformación;
- límites de consumo del centro de
transformación.
\vskip1.000000\baselineskip
Los medios de procesamiento de datos pueden
estar configurados para efectuar la identificación segura de cada
vehículo a recargar a través de un número o cadena alfanumérica de
identificación único proporcionado por el ordenador de a bordo del
vehículo.
Otro aspecto de la presente invención es un
método de control de recarga de vehículos eléctricos para redes de
energía inteligentes, realizándose la recarga a través de un
controlador local en cada recinto donde se realiza la recarga de al
menos un vehículo eléctrico, estando conectado dicho controlador
local a cada vehículo a través del cable de potencia por el que se
efectúa la recarga.
El método comprende:
- efectuar una identificación de cada vehículo a
recargar mediante comunicación con el controlador de a bordo
correspondiente, dicha comunicación establecida mediante PLC a
través del cable de potencia;
- obtener, para cada vehículo a recargar, unos
parámetros de recarga, incluyendo en dichos parámetros al menos la
energía de recarga a suministrar;
- enviar dichos parámetros de recarga de cada
vehículo a un controlador del centro de transformación;
- obtener dicho controlador centro de
transformación el estado de carga del centro de transformación;
- calcular el controlador centro de
transformación un programa de carga en función de, al menos, dicho
estado de carga del centro de transformación y los parámetros de
recarga del correspondiente vehículo a recargar;
- enviar el controlador centro de transformación
dicho programa de carga al controlador local;
- calcular la potencia máxima que puede absorber
cada vehículo en cada instante a partir del programa de carga
recibido de dicho controlador del centro de transformación;
- comunicar, mediante PLC, a cada vehículo a
recargar la potencia máxima que puede absorber en cada instante;
- garantizar que el consumo de potencia
instantáneo del vehículo a recargar no supera la potencia máxima
calculada, limitando la potencia instantánea en caso de que sea
superada;
- medir la energía suministrada al vehículo a
recargar y calcular el importe de la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
Puede haber un controlador de centro de
transformación en cada centro de transformación que participa del
método de control de recarga. En ese caso el método puede comprender
adicionalmente:
- recibir, de un centro de control de red
conectado a los diferentes controladores de centro de
transformación, los agregados de todos los programas de carga
establecidos para los diferentes vehículos;
- calcular, utilizando dicha información
recibida, las previsiones de consumo del centro;
- emplear la información recibida para calcular
el programa de carga para cada vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
El método puede también comprender cortar el
controlador local el suministro en caso de que se sobrepase en una
cierta cantidad parametrizable la energía o la potencia suministrada
al vehículo, en relación a lo establecido en el programa de carga
correspondiente.
Se puede aplicar un programa de carga por
defecto en caso de fallo en las comunicaciones entre el controlador
del centro de transformación y el controlador local
correspondiente.
El método comprende preferentemente calcular el
programa de carga adicionalmente en función de al menos uno de los
siguientes parámetros:
- las solicitudes de recarga de vehículos
previstas para un mismo centro de transformación y, más
concretamente, en una línea determinada del correspondiente centro
de transformación;
- consumo instantáneo del correspondiente centro
de transformación;
- históricos de consumo del centro de
transformación;
- límites de consumo del centro de
transformación.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
La Figura 1 muestra una realización del sistema
de control de carga objeto de la invención.
La presente invención trata de un sistema
jerárquico de control de cuatro niveles en el que se identifican los
siguientes componentes:
- Controlador de a bordo 2. Es el nivel inferior
y está constituido por un módulo controlador a bordo del vehículo 1,
integrado con el ordenador de a bordo del mismo. Se comunica con el
controlador local 3.
- Controlador local 3. Este nivel está
constituido por el equipo de control local que atiende la
necesidades de recarga de energía de un conjunto de vehículos 1 en
un mismo entorno local o recinto 4. Este equipo de control local,
controlador local 3, estará ubicado en el punto de recarga de
energía que actualmente puede identificarse con un garaje o similar,
sea individual o colectivo, público o privado.
- Controlador del centro de transformación 6.
Estará ubicado en el centro de transformación 7, realizando (en
comunicación con los controladores locales 3) la gestión de los
puntos de recarga alimentados desde el centro de transformación 7.
El centro de transformación 7 posee los elementos (transformadores y
otros) para convertir la media tensión (MT) a baja tensión (BT) de
230 voltios nominales.
- Centro de control de red 8. En comunicación
con los centros de transformación 7 realiza la gestión de la demanda
en zonas geográficas amplias de la red eléctrica.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describen más detalladamente
los distintos componentes del sistema.
El controlador de a bordo 2 está constituido por
el controlador propiamente dicho, incluyendo un módulo de
comunicaciones y por los elementos de presentación y entrada de
datos, que se integran en el ordenador de a bordo y a los que
denominaremos interfaz de conductor, necesarios para que el usuario
pueda gestionar la recarga de su vehículo.
El sistema funciona de manera que la gestión de
la recarga puede hacerse, bien desde la interfaz de conductor a
bordo del vehículo, o bien desde una interfaz ubicado en el
controlador local 3. A través de cualquiera de ellos el usuario
puede:
- Obtener los datos de carga instantánea de las
baterías.
- Establecer los parámetros que controlan la
recarga.
- Visualizar otras informaciones útiles, tales
como el historial de recargas y las incidencias habidas.
\vskip1.000000\baselineskip
El controlador de a bordo 2 supervisa y gestiona
la carga de las baterías, y comunica con el ordenador de a bordo
haciendo uso de las informaciones propias del vehículo registradas
en éste (capacidad de sus baterías, etc.) para la obtención del
servicio de recarga. El controlador de a bordo 2 además comunica con
el controlador local 3 a través del módulo de comunicaciones.
Las funciones realizadas por el controlador de a
bordo 2 son las siguientes:
1) Funciones generales del controlador de a
bordo 2.
\bullet Comunicar con el controlador local 3
con autenticación de la identidad del vehículo y del conductor, a
efectos de facturación de la energía.
\newpage
\bullet Controlar la carga de las baterías
respetando ciertas condiciones:
- -
- No exceder el límite de consumo recibido desde el controlador local 3.
- -
- Cargar sólo hasta el nivel requerido por el usuario.
\bullet Asegurarse, para evitar fraudes, que
es el vehículo autenticado el que realmente recibe la energía que se
esté suministrando. Esta función se hace conjuntamente con el
controlador local 3, y para ello se compara durante la carga con un
algoritmo adecuado la medida en el controlador local 3 de la
potencia suministrada con la medida en el controlador de a bordo 2
de la potencia recibida.
La comunicación se hará utilizando tecnología
PLC (Power Line Carrier) a través del mismo cable de potencia 5 que
une el vehículo 1 con el punto de alimentación y con el controlador
local 3. Este método también contribuye a evitar el posible
fraude.
\vskip1.000000\baselineskip
2) Funciones de control desde la interfaz de
conductor:
\bullet Establecer el nivel requerido de carga
de las baterías (en %).
\bullet Establecer la hora límite a la que se
requiere que la carga se haya realizado.
\bullet Opcionalmente, establecer un precio
límite del KWh para la carga.
\bullet Interrumpir la carga en curso.
\vskip1.000000\baselineskip
3) Funciones informativas de la interfaz de
conductor:
\bullet Nivel de carga actual.
\bullet Informe de las últimas cargas
realizadas: en KWh, % de la capacidad de la batería, precio total y
precio por KWh.
\bullet Información de incidencias.
\vskip1.000000\baselineskip
Por su parte, la principal función del
controlador local 3 es atender y gestionar el servicio de recarga
requerido por el usuario, así como su facturación. Asimismo, a fin
de que se pueda realizar la gestión de la demanda, el controlador
local 3 deberá acordar con el centro de transformación 7 los
programas de carga de los usuarios en función de datos establecidos
por los usuarios.
El controlador local 3 deberá realizar las
siguientes funciones:
\bullet Función de contador de energía de los
consumos realizados. Estas informaciones se enviarán al controlador
del centro de transformación 6.
\bullet Informar al controlador del centro de
transformación 6 de la petición de necesidad de recarga de energía
del usuario y de los parámetros establecidos por éste para la carga
(precio máximo admisible, duración de la carga, etc.).
\bullet Calcular valor límite de potencia a
partir del programa de carga recibido del controlador del centro de
transformación 6.
\bullet Establecer y controlar un programa de
carga por defecto en caso de ausencia de comunicaciones con el
controlador del centro de transformación 6.
\bullet Función de limitador de potencia
dinámico. Cortará la energía en condiciones de consumo prolongado
superior al establecido por el programa de carga.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ha indicado anteriormente, desde el
controlador local 3 también se proporcionarán las funciones de la
interfaz de conductor. Para ello el conductor deberá autenticarse
por medio de una tarjeta segura de identifi-
cación.
cación.
La comunicación del controlador local 3 con el
controlador del centro de transformación 6 podrá ser por PLC o por
otros medios.
El controlador del centro de transformación 6
está ubicado en el centro de transformación 7 y es un equipo
telegestionado. Realiza funciones de supervisión y control local del
centro de transformación 7. Comunica hacia abajo con los centros de
control locales, controladores locales 3, y hacia arriba con el
centro de control de red 8. Realiza las siguientes funciones:
\bullet Recibe de los controladores locales 3
la petición de necesidad de recarga de energía del usuario y el
precio máximo admisible por el usuario.
\bullet Obtiene de los elementos del centro de
transformación 7 información directa del estado de carga del centro
de transformación 7, al objeto de evitar sobrecargas locales de
consumo.
\bullet Recibe del centro de control de red 8
las limitaciones adicionales a aplicar al consumo a nivel de centro
de transformación 7 y a nivel de cliente, con discriminación horaria
dinámica, especificando para cada hora el límite de potencia y el
precio de la energía.
\vskip1.000000\baselineskip
Con todas estas informaciones, el controlador de
centro de transformación 6 calcula un programa de carga que optimice
el precio para el usuario y respete las limitaciones de la red, y
envía este programa al controlador local 3 (o controladores locales)
bajo su supervisión, el cual se transfiere al usuario a través de la
interfaz de conductor.
Además calcula un agregado de todos los
programas de carga y envía este programa agregado al centro de
control de red 8.
Por su parte, el centro de control de red 8
proporciona al nivel inferior las limitaciones adicionales a aplicar
al consumo a nivel de centro de transformación 7 y también a nivel
de cliente, con discriminación horaria dinámica. Para ello envía al
controlador del centro de transformación 6 un perfil de carga que
especifica para cada hora y cliente el límite de potencia y el
precio de la energía.
El centro de control de red 8 recibe de los
controladores de centros de transformación 6 el agregado de los
programas de carga establecidos, y utiliza esta información, entre
otras, para calcular las previsiones de consumo en la red.
El sistema puede disponer de una funcionalidad
adicional consistente en proporcionar al usuario un interfaz para
consultar y seleccionar desde el punto de recarga, soluciones de
recarga alternativas que le ofrecieran al usuario otras ventajas,
bien en relación al coste total de la recarga o a su duración,
penalizando, por ejemplo, el nivel de carga total suministrado en el
período de la recarga. El sistema informaría al usuario, a través
del interfaz de controlador local, de las nuevas condiciones de
recarga y su coste estimado, permitiendo al usuario seleccionar la
condición de recarga deseada.
Claims (15)
1. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes, caracterizado
porque comprende:
- un controlador local (3) en cada recinto (4)
donde se realiza la recarga de al menos un vehículo eléctrico (1),
estando conectado dicho controlador local (3) a cada vehículo (1) a
través del cable de potencia (5) por el que se efectúa la recarga,
comprendiendo dicho controlador local (3):
- \bullet
- primeros medios de comunicación configurados para comunicarse, mediante PLC a través del cable de potencia (5), con el controlador de a bordo (2) de cada vehículo (1) a recargar;
- \bullet
- segundos medios de comunicación configurados para comunicarse con un controlador de centro de transformación (6);
- \bullet
- medios de medición de la potencia y energía suministrada a cada vehículo (1);
- \bullet
- medios de procesamiento de datos configurados para:
- -
- efectuar una identificación segura de cada vehículo (1) a recargar a través de los primeros medios de comunicación;
- -
- obtener, para cada vehículo (1) a recargar, unos parámetros de recarga, incluyendo en dichos parámetros al menos la energía de recarga a suministrar;
- -
- enviar dichos parámetros de recarga de cada vehículo a un controlador del centro de transformación (6) a través de los segundos medios de comunicación;
- -
- calcular la potencia máxima que puede absorber en cada instante cada vehículo (1) a partir de un programa de carga recibido de dicho controlador del centro de transformación (6);
- -
- comunicar a cada vehículo (1) a recargar la potencia máxima que puede absorber en cada instante;
- -
- garantizar que el consumo de potencia instantáneo del vehículo (1) a recargar no supera la potencia máxima calculada, actuando como limitador de potencia instantánea en caso de que sea superada;
- -
- medir la energía suministrada al vehículo (1) a recargar y calcular el importe de la misma;
- un controlador de centro de transformación (6)
en cada centro de transformación (7) que participa en el sistema de
control de recarga, conectado con al menos un controlador local (3)
y encargado de:
- \bullet
- recibir, del controlador local (3) al que está conectado, los parámetros de recarga de cada vehículo (1) a recargar;
- \bullet
- obtener el estado de carga global del centro de transformación (7);
- \bullet
- calcular un programa de carga optimizado para cada vehículo (1) en función de, al menos, dicho estado de carga del centro de transformación (7), los parámetros de recarga del correspondiente vehículo (1) a recargar y el coste de la recarga;
- \bullet
- enviar dicho programa de carga al controlador local correspondiente (3).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según la
reivindicación anterior, caracterizado porque comprende
adicionalmente un centro de control de red (8) conectado a los
diferentes controladores de centro de transformación (6) que
participan en el sistema de control de recarga, estando dicho centro
de control de red (8) configurado para:
- recibir, de una pluralidad de controladores de
centro de transformación (6), los agregados de todos los programas
de carga establecidos para los diferentes vehículos (1);
- calcular, utilizando dicha información
recibida, las previsiones de consumo global en la red;
- enviar al controlador de centro de
transformación (6) asociado a cada vehículo (1) a recargar, un
perfil de carga en el que se especifica, para dicho vehículo, el
límite de potencia y el precio de la energía en función de la hora
de la recarga;
y porque los controladores de centro de
transformación (6) están configurados para utilizar la información
recibida del perfil de carga para calcular el programa de carga para
cada vehículo (1).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
medios de procesamiento de datos del controlador local (3) están
adicionalmente configurados para:
- comparar periódicamente durante la recarga de
cada vehículo (1) la medida de la potencia o la energía suministrada
a cada uno con la medida de la potencia o energía que el
correspondiente vehículo está recibiendo, siendo esta última medida
recibida procedente del correspondiente vehículo (1) a través de los
primeros medios de comunicación;
- comprobar periódicamente durante la recarga de
cada vehículo (1) que el vehículo conectado sigue siendo el mismo
que el que solicitó la recarga, comparando periódicamente la
identificación del vehículo conectado contra la identificación del
vehículo que solicitó la recarga.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
controlador local (3) está configurado para:
- obtener de cada vehículo (1) a recargar la
potencia máxima que puede recibir;
- cortar el suministro en caso de que se
sobrepase la potencia suministrada al vehículo (1) en una cierta
cantidad parametrizable.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
parámetros de recarga incluyen adicionalmente al menos uno de los
siguientes:
- el precio máximo admisible;
- la duración máxima de la recarga u hora de
finalización;
- la condición de recarga deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
comprende una interfaz conectada al controlador local (3) a través
de la cual se puede seleccionar parámetros de recarga deseados.
7. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada
controlador local (3) dispone de un programa de carga por defecto a
aplicar en caso de fallo en las comunicaciones con el controlador
del centro de transformación (6).
8. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada
controlador de centro de transformación (6) está configurado para
calcular el programa de carga adicionalmente en función de al menos
uno de los siguientes parámetros:
- las solicitudes de recarga de vehículos
previstas para un mismo centro de transformación (7) y, más
concretamente, en una línea determinada del correspondiente centro
de transformación (7);
- consumo instantáneo del correspondiente centro
de transformación (7);
- históricos de consumo del centro de
transformación (7);
- límites de consumo del centro de
transformación (7).
\vskip1.000000\baselineskip
9. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
medios de procesamiento de datos están configurados para efectuar la
identificación segura de cada vehículo (1) a recargar a través de un
número o cadena alfanumérica de identificación único proporcionado
por el ordenador de a bordo (2) del vehículo.
10. Método de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes, realizándose a través
de un controlador local (3) en cada recinto (4) donde se realiza la
recarga de al menos un vehículo eléctrico (1), estando conectado
dicho controlador local (3) a cada vehículo (1) a través del cable
de potencia (5) por el que se efectúa la recarga,
caracterizado porque comprende:
- efectuar una identificación de cada vehículo
(1) a recargar mediante comunicación con el controlador de a bordo
(2) correspondiente, dicha comunicación establecida mediante PLC a
través del cable de potencia (5);
- obtener, para cada vehículo (1) a recargar,
unos parámetros de recarga, incluyendo en dichos parámetros al menos
la energía de recarga a suministrar;
- enviar dichos parámetros de recarga de cada
vehículo a un controlador del centro de transformación (6);
- obtener dicho controlador centro de
transformación (6) el estado de carga del centro de transformación
(7);
- calcular el controlador centro de
transformación (6) un programa de carga en función de, al menos,
dicho estado de carga del centro de transformación (7) y los
parámetros de recarga del correspondiente vehículo (1) a
recargar;
- enviar el controlador centro de transformación
(6) dicho programa de carga al controlador local (3);
- calcular la potencia máxima que puede absorber
cada vehículo (1) en cada instante a partir del programa de carga
recibido de dicho controlador del centro de transformación (6);
- comunicar, mediante PLC, a cada vehículo (1) a
recargar la potencia máxima que puede absorber en cada instante;
- garantizar que el consumo de potencia
instantáneo del vehículo (1) a recargar no supera la potencia máxima
calculada, limitando la potencia instantánea en caso de que sea
superada;
- medir la energía suministrada al vehículo (1)
a recargar y calcular el importe de la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Método de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según la
reivindicación 10, habiendo un controlador de centro de
transformación (6) en cada centro de transformación (7) que
participa del método de control de recarga, caracterizado
porque comprende adicionalmente:
- recibir, de un centro de control de red (8)
conectado a los diferentes controladores de centro de transformación
(6), los agregados de todos los programas de carga establecidos para
los diferentes vehículos (1);
- calcular, utilizando dicha información
recibida, las previsiones de consumo del centro;
- emplear la información recibida para calcular
el programa de carga para cada vehículo (1).
\vskip1.000000\baselineskip
12. Método de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones 10-11, caracterizado
porque comprende adicionalmente:
- cortar el controlador local (3) el suministro
en caso de que se sobrepase en una cierta cantidad parametrizable la
energía o la potencia suministrada al vehículo (1), en relación a lo
establecido en el programa de carga correspon-
diente.
diente.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Sistema de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones 10-12, caracterizado
porque los parámetros de recarga incluyen adicionalmente al menos
uno de los siguientes:
- el precio máximo admisible;
- la duración máxima de la recarga u hora de
finalización;
- la condición de recarga deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Método de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones 10-13, caracterizado
porque se aplica un programa de carga por defecto en caso de fallo
en las comunicaciones entre el controlador del centro de
transformación (6) y el controlador local (3) correspondiente.
15. Método de control de recarga de vehículos
eléctricos para redes de energía inteligentes según cualquiera de
las reivindicaciones 10-14, caracterizado
porque comprende calcular el programa de carga adicionalmente en
función de al menos uno de los siguientes parámetros:
- las solicitudes de recarga de vehículos
previstas para un mismo centro de transformación (7) y, más
concretamente, en una línea determinada del correspondiente centro
de transformación (7);
- consumo instantáneo del correspondiente centro
de transformación (7);
- históricos de consumo del centro de
transformación (7);
- límites de consumo del centro de
transformación (7).
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| ES200930313A ES2350225B1 (es) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | Sistema y metodo de control de recarga para vehiculos electricos pararedes de energia inteligentes. |
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2009
- 2009-06-16 ES ES200930313A patent/ES2350225B1/es not_active Expired - Fee Related
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