用于运行充电站的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行充电站的方法，所述充电站用于为多个电动车辆、尤其电动汽车充电，其中充电站在电网连接点处与供电网连接，用于经由此由来自供电网的电能供给，所述方法包括如下步骤：从供电网中获取电能；并且利用从供电网中获取的电能为一个或多个电动车辆充电，其中控制充电站，使得以电气方式支持供电网。

Method for operating the charging station

The invention relates to a method for operating a charging station, which is used for charging a plurality of electric vehicles, especially electric vehicles, wherein the charging station is connected with the power supply network at the connection point of the power grid, and is used to be supplied by the electric energy from the power supply network. The method comprises the following steps: obtaining the electric energy from the power supply network; and using the electric energy obtained from the power supply network as one Or a plurality of electric vehicle charging, wherein the charging station is controlled so as to support the power supply network electrically.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行充电站的方法
本专利技术涉及一种用于运行充电站的方法，所述充电站用于为多个电动车辆充电，尤其用于为多个电动汽车充电。此外本专利技术涉及这种充电站。
技术介绍
由于电动车辆、尤其电动汽车的数量越来越多，也存在设置相应的充电站的需求。为了尤其也可以在路上为电动汽车充电，与现今的用于燃烧燃料的加油站非常类似地需要充电站。就此而言，为这种充电站也使用术语“加电站”。由此，在这种充电站中为多个车辆同时充电并且电动车辆的驾驶员在此经常期望，尽可能快地进行所述充电，从而他们不必在充电站停留过长时间。这然而造成如下问题，必须在尽可能短的时间内为电动车辆输送相应多的能量。除了每个充电过程的具体控制以及在充电站对单个分别要充电的车辆的分配的具体控制以外，也存在为充电站输送能量的问题。为此，可以设有到供电网的相应的接口。这种接口在此称作为相应的充电站的电网连接点。在此要注意的是，这种充电站是常见的，例如在高速公路处，相对分散地在郊区搭建。因此，这种充电站也经常关于相关的供电网的拓扑分散地搭建。由此可以得出如下问题：用于提供所需的充电功率的线路容量是有限的。有时，在可以为多个车辆充电时，充电站才可对于多个车辆有效地运行。为了解决所述问题，可以设有供电网的相应的扩建，以便实现用于充电站分别所需的线路容量。这种构造然而有时会是非常耗费的。除了用于这种连接线路的建造或改变的成本以外，也附加相应的审批程序。此外或因此，线路容量的这种提高也可能延迟这种充电站的建造。这于是甚至可能造成，相应的充电站的建造整个失败。替选地可以尝试，原则上仅在存在相应高的线路容量的地点搭建充电站。然而这与如下构思矛盾：需要尽可能均匀地或尽可能面向要充电的电动汽车的需求来规划这种充电站。在任何情况下也应考虑，这种充电站对供电网具有影响。尤其，这种充电站也可以具有如下问题，即所述充电站并不是非常规律地需要用于为车辆充电的功率，而是有时具有负载峰值。这种负载峰值不仅可能在一天中分布地出现，而且也可能在一年中分布地出现，而且与情形相关，诸如例如在相关的充电站运行所处的高速公路上的事故或交通堵塞的情况下出现。由此不仅从供电网到相关的充电站的功率供应是问题，而且从充电站到供电网的负载也是问题。从US专利US8,981,708中已知一种充电设备，所述充电设备可以从交流电压网中为电动车辆的电存储器充电并且可以馈入到交流电压网中。德国专利商标局在本申请的优先权申请中还检索到如下现有技术：DE102009050042A1、DE102014221555A1；DE102015114704A1和WO2017/021488A1。
技术实现思路
由此，本专利技术基于的目的是，解决至少一个上文提到的问题。尤其，应提出一个解决方案，其以尽可能简单的方式和方法实现充电站的接口并且在此将所述接口也尽可能电网兼容地构成。至少应当针对至今为止已知的解决方案提出替选的解决方案。根据本专利技术，提出一种根据权利要求1所述的用于运行充电站的方法。所述充电站设计用于为多个电动车辆充电。在此尤其涉及电动汽车，这除了载客汽车以外也可以包含公共汽车和载货汽车。原则上，这种充电站也可以设计用于为其他电动车辆充电，或者提出的解决方案也可以对于其他不为电动汽车充电的充电站是有意义的。用于电动汽车的充电站在此然而具有特别重要的意义，因为其在郊区分散地分布于有时没有其它需要或者提供功率的地方。此外，这种用于电动汽车的充电站也具有特别的问题：必须偶尔地且或多或少地覆盖不可预测的功率峰值。所述方法所基于的充电站在电网连接点处与供电网连接。经由所述电网连接点，从供电网中为所述充电站供给能量。在最简单的情况下，这可以意味着，分别将根据需求所需的充电功率也作为电功率从电网中提取。然而，例如在使用预充电存储器时，也考虑，当前的充电功率不一定必须精确地对应于从供电网中提取的功率。因此，这些功率可以暂时地彼此偏差，但是其在较长时间内积分的能量应相对应，其中可以存在例外，例如当充电站的其他消耗器消耗能量时。相应地，用于运行充电站的方法的步骤是，从供电网中获取电能。随后利用从供电网中获取的所述电能为一个或多个电动车辆充电。原则上，同时为多个电动车辆充电。仍然不能排除，也一次仅为一个单独的车辆充电。原则上然而假定多个要充电的电动车辆。为此现在提出，控制充电站，使得以电气方式支持供电网。据此因此不简单地仅将瞬时需要用于充电的充电功率从供电网中提取，而且充电站也承担供电网的支持任务。这种支持任务尤其是如下支持任务，所述支持任务在频率波动过强或电压扰动的情况下对其以支持的方式作出反应，并且不简单地仅不受控制地在电网并行运行的意义上从供电网中提取功率。支持的不同方式和任务在更下文中描述。首先应提到一个实例，即可以进行频率支持。如果例如电网频率降低，那么这表明，在供电网中存在功率供应不足，所述供电网在此通常也可以简单地称作为“电网”。产能设施，即大型发电站，然而还有在此期间分散地进行馈入的设施，如风能设施或光伏设施通常对这种电网表现作出反应。现在然而在此提出，充电站也参与电网支持。对于示例性提到的实例可以意味着，充电站对电功率的提取进行节流。优选地，控制电能的获取，使得以电气方式支持供电网。供电网通过充电站的支持例如也可以进行成，使得附加的功率被提取并且在消耗器中被消耗。在此优选的解决方案然而提出，电能的获取，即为电动汽车充电最终所需的电能的获取被控制，使得由此以电气方式支持供电网。尤其在此也包含，对电能的获取在其质量方面进行控制，使得以电气方式支持供电网。尤其在此包含，以哪个相位获取电能或者对于观察时刻从供电网中获取电功率。即由此，在理想情况下，在不改变所获取的电功率、即所获取的有功功率的高度的情况下，将无功功率馈入到供电网中或提取。由此尤其可以进行或辅助电网支持。已知的是，即使没有有功功率提取的减少，也可以进行电网支持。在此也已知，这种充电站需要大量功率这一问题同时具有如下机会或潜力，即在巨大的范围内也用于供电网的以电气方式支持。优选提出，与电网状态相关地并且此外或替选地与供电网的电网特性相关地控制电能的获取。由此可以控制电能的获取，使得可以对这种检测出的电网状态或电网特性相应地作出反应。在此将电网状态理解为供电网的状态变量。由此，这尤其涉及瞬时的和动态的变量并且尤其在调节技术的意义上理解为状态。在此将电网特性理解为表征这种电网本身的特性。优选地，电网状态是供电网的状态并且可以是电网频率、电网频率变化、电网电压、电网电压变化和电网电压的谐波大小。尤其地，可以与电网频率相关地，至少短时间地改变电有功功率的获取。尤其在频率过低，例如低于电网频率0.3％或更多时，可以减小有功功率提取。与电网频率变化相关地进行相同内容，所述电网频率变化最终有助于更快速地识别过高的或过低的频率。因此，例如在识别到过强的频率降低时已经可以执行所提取的有功功率的减少，甚至在达到过低的电网频率之前。过高或过低的电网电压尤其可以造成相应的无功功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行充电站的方法，所述充电站用于为多个电动车辆、尤其电动汽车充电，其中所述充电站在电网连接点处与供电网连接，以便经由此获得来自所述供电网的电能供给，所述方法包括如下步骤：/n-从所述供电网中获取电能；并且/n-利用从所述供电网中获取的电能为一个或多个电动车辆充电，其中/n-控制所述充电站，使得以电气方式支持所述供电网。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170421 DE 102017108579.31.一种用于运行充电站的方法，所述充电站用于为多个电动车辆、尤其电动汽车充电，其中所述充电站在电网连接点处与供电网连接，以便经由此获得来自所述供电网的电能供给，所述方法包括如下步骤：
-从所述供电网中获取电能；并且
-利用从所述供电网中获取的电能为一个或多个电动车辆充电，其中
-控制所述充电站，使得以电气方式支持所述供电网。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
控制所述电能的获取，使得以电气方式支持所述供电网。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
与所述供电网的电网状态和/或电网特性相关地控制所述电能的获取。


4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
-电网状态表示所述供电网的状态，所述状态选自如下列表：
-电网频率，
-电网频率变化，
-电网电压，
-电网电压变化，和
-电网电压的谐波大小，
-和/或电网特性表示所述供电网的特性，所述特性选自如下列表：
-电网灵敏度，所述电网灵敏度特别地定义为所述供电网在所述电网连接点处对于所述充电站在所述电网连接点处的改变的功率提取的电压响应，
-短路电流比，所述短路电流比表示在所述电网连接点处通过所述供电网最大能提供的短路电流与通过所述充电站能提取的额定功率的比值。


5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
与可预设的期望值相关地，尤其与一个或多个通过外部信号可预设的期望值、尤其功率值相关地，控制所述电能的获取。


6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
控制所述电能的获取，使得与电网频率相关地，从所述供电网中获取功率，尤其有功功率。


7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述充电站与电网状态和/或通过所述供电网的电网运营商的预设相关地从所述供电网中获取无功功率或将无功功率馈入到所述供电网中。


8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-所述充电站配置用于，应对在所述供电网中的电网故障，尤其使得
-所述充电站在电网故障的情况下与所述供电网保持连接，并且与电网状态相关地和/或与通过电网运营商的预设相关地，从所述供电网中提取或馈入电功率，和/或使得
-控制所述充电站，使得所述充电站在所述电网故障之后，从所述供电网中获取与直接在所述电网故障之前同样多的功率。


9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
控制所述充电站，使得所述充电站与电网状态相关地和/或与通过电网运营商的预设相关地将电功率从所述充电站的蓄电器中馈入到所述供电网中。


10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述充电站与所述电网频率和/或所述电网频率的变化相关地提供瞬时储备，这通过如下方式实现：
-所述充电站减小瞬时从所述供电网中提取的功率和/或
-将功率从所述充电站的蓄电器中馈入到所述供电网中。


11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述充电站与所述电网频率和/或所述电网频率的变化相关地从所述供电网中吸收附加的功率，这通过如下方式实现：
-所述充电站提高瞬时从所述供电网中提取的功率，以便将更多的功率馈入到所述充电站的所述蓄电器中，和/或提高用于为一个或多个电动车辆充电的功率，和/或
-在附加的消耗器中，尤其在斩波器系统中消耗功率，所述斩波器系统有针对性地控制到由一个或多个电阻器构成的电阻器装置中的电功率，以便由此将该功率以热的方式消耗。


12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
-为了从所述供电网中获取电能，从所述供电网中提取电功率，
-预设至少一个变化极限，以便将电功率的变化在其变化速度方面进行限制，尤其
-预设共同的边界梯度或者梯度上限和梯度下限，以便对功率的时间升高或时间降...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·布龙巴赫，克里斯蒂安·施特拉菲尔，托比亚斯·平格尔，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE