(57)【要約】      （修正有）【課題】電力網の電力網区分（ＧＳｉ、ＧＳｋ）間の負荷（ＭＬｋ、ＭＬｉ、ＳＬｋ、ＳＬｉ）対電力発生（Ｇｋ、Ｇｉ）を平衡化する。【解決手段】網区分（ＧＳｉ、ＧＳｋ）は、互いに接続され、網区分（ＧＳｉ、ＧＳｋ）のうちの少なくとも１つは、移動負荷プロファイルによって表される移動負荷源（ＭＬｉ、ＭＬｋ）に接続可能であり、かつ、移動プロファイルに従って、固定負荷プロファイルによって表される固定負荷源（ＳＬｉ、ＳＬｋ）及び／又は前記電力網区分（ＧＳｉ、ＧＳｋ）用に電気出力を発生させるための発生プロファイルによって表される発生源（Ｇｋ，Ｇｉ）に移動する。移動負荷源は、様々な区分の様々な供給設備に割り当てられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力網の電力網区分間で負荷対電力発生のリアルタイム平衡化を制御装置が実行するための方法であって、前記電力網区分が互いに接続され、前記電力網区分のうちの少なくとも１つが、１）移動特性情報に従って移動し移動負荷特性情報によって表される移動式負荷源、２）固定負荷特性情報によって表される固定負荷源、および３）前記電力網区分用に電気出力を発生させるための発生特性情報によって表される発生源、の少なくとも一つに接続可能であり、前記電力網区分間の平衡化が、
ａ）電力網区分の固定負荷特性情報及び発生特性情報を決定する工程と、
ｂ）移動負荷特性情報を決定する工程と、
ｃ）前記固定負荷特性情報及び前記移動負荷特性情報を含む負荷特性情報を前記電力網区分間の平衡要件に基づいて分析する工程と、
ｄ）前記分析された負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つを決定する工程と、
ｅ）前記決定された新たな負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、前記電力網区分を制御するための制御手順を決定する工程と、
ｆ）前記決定された制御手順に従って、前記負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つを修正する工程と、
を含み、
前記制御手順の制御が、電力網区分ごとに各電力網区分内の前記負荷対電力が平衡化されるように、かつ、電力網区分間で負荷対電力が前記決定された新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つに基づいて平衡化されるように、実行される、方法。
【請求項２】
ｇ）前記決定された制御手順に従って、各前記移動式負荷源を前記電力網区分のうちの１つに割り当てる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程ｆ）において、前記移動式負荷源の移動特性情報が修正されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
平衡化のために、少なくとも１つの未来の時点の１つ以上の負荷特性情報及び１つ以上の発生特性情報の少なくとも一つが予測されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの電力網区分の臨界負荷レベルが決定され、かつ前記少なくとも１つの電力網区分の前記負荷を前記臨界負荷レベル未満になるように平衡化することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記工程ａ）〜ｆ）において、前記工程ｂ）で移動式電力発生源の移動式電力発生特性情報をさらに決定し、前記工程ｃ）で前記移動式電力発生特性情報をさらに分析する、ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記発生特性情報及び負荷特性情報の少なくとも一つの変化が決定され、工程ｃ）〜ｆ）が、前記決定された変化に基づいて行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記予測された１つ以上の負荷特性情報及び１つ以上の発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、予測制御手順が決定され、当該予測制御手順が工程ｆ）における修正のために更に用いられることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記移動式負荷源の前記移動特性情報が、前記移動式負荷源にガイダンス情報をアナウンスすることによって修正されることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも工程ｃ）において既存の誘導情報が、前記負荷特性情報の一部として分析のために使用されることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
平衡化のために、外部特性情報に影響を与える情報が決定され、かつ工程ａ）〜ｆ）で用いられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
移動範囲及び能力の少なくとも一つが、前記移動式負荷源に割り当てられ、分析における拘束条件として前記移動範囲及び能力の少なくとも一つを限定することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
平衡化が、負荷源の全ての負荷と全ての発生源の全ての発生との間の差が最小限に抑えられるように行われることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
平衡化が、電力網区分間で同一構造の電力網レベルで行われることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
平衡化が、電力網区分間で異なる構造の電力網レベルで行われることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程ｆ）は、ＳＭＳ又はインスタントメッセージに基づいて、無線接続によって前記移動式負荷源と通信する処理を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
電力網の電力網区分間の負荷対電力発生をリアルタイム平衡化するためのシステム、好ましくは、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法で行うためのシステムであって、前記電力網区分が互いに接続され、前記電力網区分のうちの少なくとも１つが、１）移動特性情報に従って移動し移動負荷特性情報によって表される移動式負荷源、２）固定負荷特性情報によって表される固定負荷源、および３）前記電力網区分用に電気出力を発生させるための発生特性情報によって表される発生源、の少なくとも一つに接続可能であり、
各電力網区分について、区分制御手段が、前記それぞれの電力網区分の固定負荷特性情報及び発生特性情報を決定し、かつ前記それぞれの電力網区分に関連付けられた移動負荷特性情報を決定するように動作可能であり、
分析手段が、前記固定負荷特性情報及び前記移動負荷特性情報を含む負荷特性情報を前記電力網区分間の平衡要件に基づいて分析するように動作可能であり、
前記区分制御手段に接続された区分間制御手段が、前記分析された負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つを決定し、前記決定された新たな負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、前記電力網区分を制御するための制御手順を決定し、前記制御手順の制御が、電力網区分ごとに各電力網区分内の前記負荷対電力が平衡化されるように、かつ、電力網区分間で負荷対電力が前記決定された新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つに基づいて平衡化されるように、実行され、かつ前記区分制御手段に指示することによって、前記電力網区分を平衡化するための前記決定された制御手順に従って、前記負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つを修正するように動作可能である、システム。
【請求項１８】
前記決定された制御手順に従って、各前記移動式負荷源を前記電力網区分のうちの１つに割り当てることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力網の電力網区分間の負荷対電力発生を平衡化するための方法に関し、これらの網区分は、互いに接続され、これらの網区分のうちの少なくとも１つは、移動負荷プロファイルによって表される移動負荷源に接続され、かつ移動プロファイルに従って、固定負荷プロファイルによって表される固定負荷源及び／又は電力網区分用に電気出力を発生させるための発生プロファイルによって表される発生源に移動する。
【０００２】
本発明は更に、電力網の網区分間の負荷対電力発生を平衡化するためのシステム、好ましくは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法で行うためのシステムに関し、これらの網区分は、互いに接続され、これらの網区分のうちの少なくとも１つは、移動負荷プロファイルによって表される移動負荷源に接続され、かつ移動プロファイルに従って、固定負荷プロファイルによって表される固定負荷源及び／又は電力網区分用に電気出力を発生させるための発生プロファイルによって表される発生源に移動する。
【０００３】
一般に移動負荷源に適用可能であるが、本発明は、電気車両の形態で移動負荷源に関して説明される。
【背景技術】
【０００４】
電気車両は、近年、持続可能な方法でいわゆる「環境に優しい交通手段」を増加させるものと見なされている。しかしながら、「環境に優しい交通手段」は、再生可能資源、ならびに電気車両の持続可能な充電スキームが使用される場合、環境に関する意味においてのみ「環境に優しい」。
【０００５】
電気車両の充電は、充電時間及び期間が数時間の範囲内である場合、従来、自宅又は職場、ショッピングモール等の駐車場等の固定された場所で低出力で行われる。したがって、充電時間が極めて重要な側面ではないため、長い充電時間によるそのような充電は、柔軟な方法で対処され得る。対照的に、確率的と見なされる急速充電は、その結果、供給電力網に対するより高い電力需要及び短い充電時間のため、更に難しいものである。急速充電は、間欠負荷と見なされ、これは、単に影響を与えられるのみであり得る。充電ステーションと電力網との間の従来の関連性が程遠いため、充電ステーションが（多かれ少なかれ）電力網から要求された電力を受容する。例えば、ＰＣＴ／欧州特許第２０１２／０６９７８９号において、電気車両は、時間プロファイル及び局所プロファイルによって、特定の場所の平衡化の原理に基づいて充電ステーションに割り当てられた。
【０００６】
更にＰＣＴ／欧州特許第２０１２／０６８８８０号において、電力網管理を予測して需要分析が行われ、電気車両の充電ステーションを割り当てるために移動パラメーターが用いられる。
【０００７】
これら及び他の従来の方法及びシステムは、以下の問題に悩まされており、これらの問題のうちの１つは、より安定した電力発生又はより不安定の電力発生でごく少数の固定電力発生源にのみ有用であることである。更なる問題は、例えば、１つの網区分内の充電ステーションで充電するために膨大な数の電気車両が接続されるときに、いかなる場合でも臨界負荷レベルを回避することができないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、回避することができ、それぞれ、臨界負荷レベルの可能性を少なくとも低減させることができる方法及びシステムを提供することが本発明の目的である。
【０００９】
局所電力発生対局所電力需要、それぞれ、負荷の活用を強化する方法及びシステムを提供することが本発明の更なる目的である。
【００１０】
充電ステーションへの電気車両の割り当ての観点から、より柔軟性のある方法及びシステムを提供することが本発明のなお更なる目的である。
【００１１】
発生プロファイル及び負荷プロファイルのプロファイル公差又は変化のより効果的な利用を提供することが本発明のなお更なる目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従って、これらの目的は、請求項１に記載の方法及び請求項１５に記載のシステムによって達成される。
【００１３】
請求項１に従って、電力網の電力網区分間の負荷対電力発生を平衡化するための方法が定義され、これらの網区分は、互いに接続され、網区分のうちの少なくとも１つは、移動負荷プロファイルによって表される移動負荷源に接続可能であり、移動プロファイルに従って、固定負荷プロファイルによって表される固定負荷源及び／又は電力網区分用に電気出力を発生させるための発生プロファイルによって表される発生源に移動する。
【００１４】
請求項１に従って、この方法は、電力網区分間の平衡化が、
ａ）電力網区分の固定負荷プロファイル及び発生プロファイルを決定する工程と、
ｂ）移動負荷プロファイルを決定する工程と、
ｃ）１つ以上の平衡パラメーターを表す１つ以上の陪関数に従って負荷プロファイルを分析する工程と、
ｄ）前記分析された負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルに基づいて、新たな負荷プロファイル及び／又は新たな発生プロファイルを決定する工程と、
ｅ）決定された新たな負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルに基づいて、電力網区分を制御するための制御スキームを決定する工程と、
ｆ）決定された制御スキームに従って、負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルを適合させる工程とによって行われることを特徴とし、好ましくは、ｇ）決定された制御スキームに従って、各移動負荷源を電力網区分のうちの１つに割り当てる工程を含む。
【００１５】
請求項１５に従って、電力網の網区分間の負荷対電力発生を平衡化するためのシステム、好ましくは、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法で行うためのシステムが定義され、これらの網区分は、互いに接続され、網区分のうちの少なくとも１つは、移動負荷プロファイルによって表される移動負荷源に接続され、移動プロファイルに従って、固定負荷プロファイルによって表される固定負荷源及び／又は電力網区分用に電気出力を発生させるための発生プロファイルによって表される発生源に移動する。
【００１６】
請求項１５に従って、このシステムは、各網区分について、区分制御は、それぞれの電力網区分の固定負荷プロファイル及び発生プロファイルを決定し、かつそれぞれの網区分に関連付けられた移動負荷プロファイルを決定するように動作可能であり、その分析手段は、１つ以上の平衡パラメーターを表す１つ以上の陪関数に従って、負荷プロファイルを分析するように動作可能であり、区分制御に接続された区分間制御は、分析された負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルに基づいて、新たな負荷プロファイル及び／又は新たな発生プロファイルを決定し、決定された新たな負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルに基づいて、電力網区分を制御するための制御スキームを決定し、かつ区分制御を指示することによって、網区分を平衡化するための決定された制御スキームに従って、負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルを適合させるように動作可能であることを特徴とし、好ましくは、決定された制御スキームに従って、各移動負荷源を電力網区分のうちの１つに割り当てることを含む。
【００１７】
本発明に従って、局所発生及び制御可能な負荷における公差パラメーターのより良好な利用が可能となり、故にそれらの局所特性におけるより高い再生可能エネルギー源の利用を可能にすることが認識されている。
【００１８】
本発明に従って、電力網区分における臨界負荷レベルが、回避されない場合、著しく低下し得ることが認識されている。
【００１９】
本発明に従って、より高い負荷及び発生レベルが可能となることが認識されている。
【００２０】
本発明に従って、局所発生対局所需要が効率的に活用され、より高い電力網安定性につながることが認識されている。
【００２１】
更なる特徴、利点、及び好ましい実施形態は、以下の特許請求の範囲の従属項に記載される。
【００２２】
工程ｆ）、好ましくは工程ｆ）及びｇ）の好ましい実施形態に従って、移動負荷源の移動プロファイルが適合される。決定された制御スキームに従って、工程ｆ）において負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルを適合させるために、移動負荷源の移動プロファイルを適合させることによって、移動負荷プロファイルは、迅速かつ容易に修正され得る。例えば、移動負荷源を表す電気移動車両がＡからＢに移動するとき、ある特定のウェイポイント及び／又は充電ステーションに沿ったその移動プロファイルは、電気車両がＡとＢとの間の第１の充電ステーションに割り当てられるように適合され得る。この第１の充電ステーションは、電力網区分Ａ’に接続される。この電気車両は、例えば、網区分Ａ’の負荷レベルがすでに高い場合、近くの別の充電ステーションに再指向されるが、異なる電力網区分に接続される。したがって、負荷は、第１の充電ステーションが接続される電力網区分から他の電力網区分にシフトされ得る。したがって、第１の電力網区分にかかる負荷が減少し、他の電力網区分にかかる別の負荷に接続される充電ステーションが増加する。
【００２３】
更なる好ましい実施形態に従って、平衡化のために少なくとも１つの未来の時点の１つ以上の負荷プロファイル及び／又は１つ以上の発生プロファイルが予測される。これは、電力網区分間の実際の負荷プロファイル及び／又は発生プロファイルを平衡化する際に未来の時点の負荷プロファイル及び／又は未来の時点の発生プロファイルが考慮されるため、平衡化を更により強化する。例えば、ある特定の電力網区分における未来の増加した負荷は、増加した電力が利用可能になるまで電力発生にいくらか時間がかかり得るため、電力発生が未来の時点で負荷を満たすように、実際の時点と未来の時点との間のある時点でこの電力網区分の電力発生を増加させることによって平衡化され得る。
【００２４】
更なる好ましい実施形態に従って、少なくとも１つの網区分の臨界負荷レベルが決定され、少なくとも１つの網区分の負荷が臨界負荷レベル未満になるように平衡化される。異なる電力網区分が異なる特性を有し、これらがその後考慮に入れられるため、例えば、異なる網区分の臨界負荷レベルを決定することによって、好ましくは、対応する負荷レベルマージンも含むことによって、電力網区分間の平衡化がより効率的に行われ得る。
【００２５】
更なる好ましい実施形態に従って、工程ａ）〜ｆ）、好ましくは工程ａ）〜ｇ）において、移動発生源が含まれる。これは、例えば、電気車両を移動負荷源としてのみならず、移動発生源としても見なすことを可能にする。例えば、電気車両のエネルギー回復が考慮に入れられ得る。別の選択肢として、充電ステーションへの接続時の電力網区分又は充電ステーションの間欠発生源としての電気車両の内部バッテリーの使用がある。
【００２６】
更なる好ましい実施形態に従って、発生プロファイル及び／又は負荷プロファイルの変化が決定され、好ましくは、変化は、プロファイルの変動及び／又は制御範囲を含み、工程ｃ）〜ｆ）、好ましくは工程ｃ）〜ｇ）は、決定された変化に基づいて行われる。工程ｃ）〜ｆ）に従って平衡化の変化を含むことによって、それぞれの電力網区分の強化された安定性ならびに異なる電力網区分から成る全体の電力網の信頼性及びエネルギー効率が達成される。
【００２７】
更なる好ましい実施形態に従って、予測された１つ以上の負荷プロファイル及び／又は１つ以上の発生プロファイルに基づいて、予測制御スキームが決定され、工程ｆ）に従って、好ましくは工程ｆ）及びｇ）に従って、適合させるために更に用いられる。予測制御スキームが実際の制御スキームになると、実際の電力網状態に対処するために、いかなる更なる適合も、それぞれ、わずかな重要でない適合しか予測制御スキームに含まれる必要がないため、予測制御スキームを決定することによって迅速かつ信頼性のある平衡化が確実になる。したがって、多大な時間を必要とする更なる計算及び決定が回避され、それ故に、更により効率的な平衡化が提供される。
【００２８】
更なる好ましい実施形態に従って、ガイダンス情報をアナウンスすることによって移動負荷源の移動プロファイルが適合され、移動負荷源及び／又は既存の誘導情報は、分析のために少なくとも工程ｃ）に含まれる。これは、例えば、移動源の異なる電力網区分への割り当てを可能にする。電気車両は、第１の電力網区分に接続された充電ステーションから第２の電力網区分に接続された別の充電ステーションに再指向される。したがって、１つの電力網区分から別の電力網区分への電気車両の充電の負荷がシフトされる。「ガイダンス情報」という用語は、本明細書において、移動負荷源がガイダンス情報に従って移動プロファイルに従うように割り当てられると理解されるべきである。誘導情報が分析工程ｃ）に含まれるとき、移動負荷源の移動プロファイルについての更なる情報が含まれ得るため、工程ｃ）は、より正確に行われ得る。
【００２９】
更なる好ましい実施形態に従って、外部プロファイルに影響を与える情報が決定され、平衡化のために、好ましくは、予測制御スキームの決定のために、工程ａ）〜ｆ）、好ましくは工程ａ）〜ｇ）で用いられる。「外部プロファイルに影響を与える情報」という用語は、衝撃又は影響を与える任意の情報、すなわち、この情報のため、移動プロファイルの修正を必要とする任意の情報と理解されるべきである。例えば、天候条件を変化させることで発生源の発生プロファイルに影響を与える場合もあり、例えば、風が変化すると、風力及び対応する風力の発生エネルギーも変化する。同じことがそれぞれ太陽エネルギーにも当てはまる。天候が曇りになると、太陽電池は、以前のようには多くの電気エネルギーを生成することができない。したがって、電気出力の発生が減少する。要約すると、外部プロファイルに影響を与える情報を含むことによって、平衡化が更により効率的に行われ得る。
【００３０】
更なる好ましい実施形態に従って、移動範囲及び／又は能力が移動負荷源に割り当てられる。これは、移動負荷源としての電気車両の現実的なシミュレーションを可能にする。
【００３１】
更なる好ましい実施形態に従って、平衡化は、負荷源の全ての負荷と全ての発生源の全ての発生との間の差が最小限に抑えられるように行われる。これは、簡単な方法での平衡化を可能にし、それぞれ、最小限に抑えられた量の発生エネルギーしか浪費されないため、要求された負荷のほとんどが提供され得る。
【００３２】
更なる好ましい実施形態に従って、平衡化は、網区分間で同一構造の網レベルで行われる。これは、一般に同一の性質特性を有する電力網区分、例えば、電力供給の同等の地域圏域、一般に最大発生及び／又は負荷レベル等が、より容易に平衡化され得、それぞれ、平衡化のためにそれらのプロファイルにわずかの修正しか必要としないため、効果的な平衡化を確実にする。
【００３３】
更なる好ましい実施形態に従って、平衡化は、網区分間で異なる構造の電力網レベルで行われる。これは、全体の電力網がより効率的に平衡化され得るように、同一構造の電力網レベルの電力網区分間のみならず、別の構造の網レベルの電力網区分間のより完全な平衡化を可能にする。
【００３４】
更なる好ましい実施形態に従って、工程ｆ）は、好ましくはＳＭＳ又はインスタントメッセージに基づいて、無線接続によって移動負荷源と通信することを含む。ショートメッセージサービスＳＭＳ又はインスタントメッセージＩＭを用いることにより、平衡化のために移動負荷源と電力網区分との間で情報を転送又は交換する際にプロプライエタリプロトコルを用いる必要はない。
【００３５】
有利な方法で本発明の教示を設計し、かつそれを更に開発する方法がいくつか存在する。この目的を達成するために、これは、一方では、特許請求項１に従属の特許請求項で言及され、他方では、図面によって図解される一例として本発明の好ましい実施形態の以下の説明で言及される。図面を用いた本発明の好ましい実施形態の説明に関連して、概して、好ましい実施形態及び教示の更なる開発が説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に従う方法の概略図を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態に従う方法の工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施形態に従う方法の概略図を示す。
【００３８】
図１において、２つの電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋはそれぞれ、発生プロファイルＧｉ（ｔ）、Ｇｋ（ｔ）、及び対応する変化ΔＧｉ（ｔ）、ΔＧｋ（ｔ）を有する発生源を含み、これらは、それぞれ、関連付けられた発生源を表し、対応する電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋに位置する。各電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋは、対応する負荷プロファイルＬｉ（ｔ）、Ｌｋ（ｔ）、及び対応する変化ΔＬｉ（ｔ）、ΔＬｋ（ｔ）を有する固定負荷ＳＬｉ、ＳＬｋも含む。更なる各電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋは、区分制御ＳＣｉ、ＳＣｋを有し、これらは、区分間制御ＩＣＳに接続される。各電力網区分制御ＳＣｉ、ＳＣｋは、調整の必要性Ｓｉ（ｔ）、Ｓｋ（ｔ）、ならびに現在の時点ｔ及び未来の時点ｔ＝ｔ’の対応する変化ΔＳｉ（ｔ）、ΔＳｋ（ｔ）を計算し、その計算を区分間制御ＩＣＳに送る。
【００３９】
区分間制御ＩＣＳは、現在の時点ｔでのそれらの対応する移動負荷Ｍｉ（ｔ）、Ｍｋ（ｔ）によって表される移動負荷源ＭＬｉ（ｔ）、ＭＬｋ（ｔ）に更に接続され、未来の時点ｔ’の予想移動負荷Ｍｉ（ｔ’）、Ｍｋ（ｔ’）も用いる。交通ガイダンスＴＧは、それらの対応する移動プロファイルを修正するために対応する指示情報を送ることによって移動負荷源ＭＬｉ、ＭＬｋを誘導する。区分間制御ＩＣＳは、未来の時点ｔ’の調整の必要性ＳｉとＳｋとの間の差を計算し、対応する変化ΔＳｉ（ｔ’）、ΔＳｋ（ｔ’）、ならびに未来の時点ｔ’の移動負荷Ｍｉ、Ｍｋをそれらの対応する変化ΔＭｉ（ｔ’）、ΔＭｋ（ｔ’）とともに用いて、電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋを平衡化するために用いられる制御スキームを決定する。
【００４０】
電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋは、上述のように、エネルギー発生Ｇｉ（ｔ）、Ｇｋ（ｔ）、及びＧｉ（ｔ）、Ｇｋ（ｔ）の変動、ならびに制御可能範囲、例えば、発生能力の増加の減少によってもたらされるプロファイルの変化ΔＧｉ（ｔ）、ΔＧｋ（ｔ）を含むそれらの発生プロファイルによって説明される。負荷プロファイルは、全ての固定負荷ＳＬｉ、ＳＬｋの合計によって定義され、これは、負荷が固定載置され、移動不可能であるが、確率的に使用されており、部分的に制御可能であることを意味する。負荷プロファイルは、Ｌｉ（ｔ）、Ｌｋ（ｔ）で示され、対応するプロファイル負荷の可能性のある変化は、ΔＬｉ（ｔ）、ΔＬｋ（ｔ）で示され、これは、その自然確率、ならびに可制御性、例えば、デマンドサイドマネジメントプログラムによってもたらされる。各電力網区分ＧＳｉ、ＧＳｋは、調整の必要性Ｓｉ（ｔ）、Ｓｋ（ｔ）を計算するその負荷及び発生プロファイル、ならびに時点ｔのそのもたらされた公差範囲ΔＳｉ（ｔ）、ΔＳｋ（ｔ）を平衡化する。個々の発生プロファイルに基づいて、実際の時点ｔ及び未来の時点ｔ’の反応制御スキーム、ならびに予測制御スキームを計算することができる。区分間制御ＩＣＳは、隣接した管理可能な電力網区分ＧＳｉとＧＳｋとの間の差を分析し、協同的平衡化を静的負荷及び発生プロファイルに適用する。その後、区分間制御ＩＣＳは、時点ｔの移動負荷ＭＬｉ、ＭＬｋの動態、ならびに網区分ＧＳｉ及びＧＳｋの不一致ΔＭｉ（ｔ）、ΔＭｋ（ｔ）にアクセスする。
【００４１】
交通ガイダンスＴＧとの対話について、時点ｔ’の移動負荷プロファイルＭｉ、Ｍｋの予測が計算され、それぞれ、決定される。この計算は、移動負荷源ＭＬｋ、ＭＬｉの移動挙動の可能性のある変化も含み、方向及び／又は移動パターンの公差を活用する。
【００４２】
その後、区分間制御ＩＣＳは、時点ｔ及びｔ’の移動負荷プロファイル選択を評価し、網区分ＧＳｉ、ＧＳｋの電力平衡化の必要性、及びそれらの対話柔軟性に従って、協同した充電プロファイルシフトをトリガすることによって必要とされる充電割り当てを開始する。移動負荷源ＭＬｉ、ＭＬｋが電気車両であると見なされる場合、結果として、電気車両は、移動した区域の電力網需要に従ってそれらの充電スポットに割り当てられるか、又はそれを推奨されるが、それらの移動柔軟性の制約を尊重する。
【００４３】
図２は、本発明の第２の実施形態に従う方法の工程を示す。
【００４４】
図２において、本発明に従う更なる実施形態が示される。図２に従うこの実施形態は、再生可能エネルギー源による電力網の変動が平衡化され、かつ電気車両が充電ステーションで実際に充電し始める少し前に充電を要求されたというシナリオに基づく。代替案として、例えば、車両一団の１日前のスケジューリングを実装することができる。
【００４５】
第１の工程Ｓ１で、電気車両ＥＶは充電を要求し、第２の工程Ｓ２で、例えば既知のナビゲーション及び／又はＩＴＳ情報を用いてトリップ経路指定を要求し、その後、電気車両ＥＶの充電制約を予期する電気車両充電設備ＥＶＳＥの一覧表が提供される。これらの制約には、充電ステーションＥＶＳＥが電気車両ＥＶの範囲内であるか、すなわち、電気車両供給設備ＥＶＳＥに到着するまでに必要とされるエネルギーが十分であるか、又は電気車両ＥＶの現在の経路までの電気車両供給設備ＥＶＳＥの距離が所定の距離未満であるか等が含まれ得る。
【００４６】
第３の工程Ｓ３において、１つの電気車両供給設備ＥＶＳＥのみが利用可能であるかが確認される。そうである場合、更なる工程Ｓ３’で、電気車両ＥＶは、この唯一の電気車両供給設備ＥＶＳＥに送られて充電される。２つ以上の電気車両供給設備ＥＶＳＥが存在する場合、第４の工程Ｓ４で、電気車両供給設備ＥＶＳＥが選択される。第５の工程Ｓ５において、例えば、ＩＴＳ情報を用いて、電気車両ＥＶがいつ電気車両供給設備ＥＶＳＥに到着するかが決定される。これは、例えば、経路指定情報を用いて考慮される電力網区分内の電気車両供給設備ＥＶＳＥへの到着予定時間を計算することによって行われ得る。加えて、充電に必要とされるエネルギーは、電気車両エネルギープロファイルに基づいて計算され得る。電気車両供給設備ＥＶＳＥに到着する経路を１つ以上含むことが可能である。
【００４７】
第６の工程Ｓ６において、電力網区分情報を用いて、予期される更新可能な変動が見積もられる。これは、電力網区分情報から、例えば充電期間中の更新可能な変動によって駆動されるこの電力網区分の予期されるエネルギー平衡化の必要性、又は負荷シフトの必要性が、電気車両供給設備ＥＶＳＥが位置する網区分に対して計算されることを意味する。過去のデータ、及び／又は広範囲の雲、変化する風等の気象情報を用いることによって、予期される更新可能な変動がより正確に計算され得る。平衡化の必要性は、対応する電力網区分における他の制御可能な負荷及び／又は制御機構によって任意に低減され得る。
【００４８】
第７の工程Ｓ７において、変動が見積もられ、選択された電気車両供給設備ＥＶＳＥが平衡化され得る。可能性のある電気車両供給設備ＥＶＳＥでの充電電気車両ＥＶの平衡化能力が計算される。例えば、平衡化のために、電気車両供給設備ＥＶＳＥの電力の５０％が変動平衡化のために制御され得、すなわち、ある特定の低出力制限が保証され、この電気車両供給設備ＥＶＳＥ及びこの電気車両ＥＶの最大出力率までの出力範囲が柔軟に調整され得ることが想定され得る。
【００４９】
第８の工程Ｓ８において、要求及び提供される平衡化能力及び電気車両の特定の要件に基づいて「費用」関数が計算される。したがって、この「費用」関数は、電気車両供給設備ＥＶＳＥの電力網区分の変動平衡化手段及び変動平衡化能力に基づいて計算される。「費用」関数は、電気車両供給設備ＥＶＳＥに到着するまでに必要とされる時間及びエネルギー、周辺施設又は現在の経路からそれが示す迂回路に関する電気車両供給設備ＥＶＳＥの場所の利便性等の電気車両の特定の要件も考慮に入れられ得る。「費用」という用語は、一般的な意味で理解されるべきであり、金銭的費用のみに関連しない。「費用」という用語は、例えば、移動時間、充電時間等の観点で理解され得る。
【００５０】
第９の工程Ｓ９において、更なる電気車両供給設備ＥＶＳＥが存在するかが確認される。そうである場合、工程Ｓ４〜Ｓ９が繰り返される。更なる電気車両供給設備ＥＶＳＥが存在しない場合、第１０の工程Ｓ１０で、最低費用に関連付けられた電気車両供給設備ＥＶＳＥが選択され、更なる工程Ｓ３’’で、電気車両は、その電気車両供給設備ＥＶＳＥに送られて充電される。これは、最低費用関数を提供する電気車両供給設備ＥＶＳＥが選択され、電気車両ＥＶが例えば隣接した電力網区分内の対応する電気車両供給設備ＥＶＳＥに割り当てられることを意味する。これは、周辺の電力網区分内の電気車両供給設備ＥＶＳＥに割り当てさせ、必要に応じてわずかな経路変更をもたらし得る。例えば、市内で、これは、充電時により強い電力網支援を有する市区域への誘導をもたらし得る。
【００５１】
要約すると、本発明は、個別に局所発生対局所需要の活用を目指すそれらの局所網区分制御に支配される異なる電力網区分間の協同的な平衡化を提供する。本発明は、移動負荷を用いて、発生プロファイルの制御可能空間に対する電力網区分負荷プロファイルの制御可能空間に影響を与えることを可能にし、例えば、移動プロファイルに含まれる速度、方向等の移動公差又は充電の必要性を活用して、例えば、局所電力網制御パラメーターに対して電気車両の充電割り当てに影響を与える。
【００５２】
本発明は、例えば網区分間の電気車両充電の需要のやりとりによる電力網区分の負荷プロファイル適合における電気車両充電の必要性等の短期の移動源の移動性を利用する。本発明は、局所電力網平衡化需要を満たすために電気車両を充電スポットに誘導することによって、瞬時の充電必要性に加えて予測される充電必要性、及び交通情報を更に利用する。
【００５３】
本発明は、電力、エネルギー、充電時間、及び待ち時間等の充電需要特性を用いて確率的移動負荷の電力需要駆動型充電割り当てを可能にする。本発明は、電力、エネルギー、及び時間の関数として電気車両充電需要を見積もり、予測するために、交通サービス情報との対話による短期の電気車両充電要求の移動性の使用を可能にする。本発明は、臨界負荷レベルを回避することにより負荷予想が網平衡化に影響を与えることを可能にし、移動制約内での電力網区分間の移動負荷プロファイル交渉を可能にする。
【００５４】
なお更なる本発明は、柔軟性のある移動負荷プロファイルとして電気車両の移動範囲を利用する電気車両充電割り当て方法を含む電力網区分平衡化の制御方法を提供し、負荷予想及び臨界負荷レベルの回避手段を組み合わせて、電力網平衡化に影響を与える。本発明は、協同的な網間負荷交換時に反応的及び予測的に電力網区分負荷プロファイルに動的に影響を与え、局所発生及び制御可能な負荷の公差パラメーターのより良好な利用を可能にし、それらの局所特性におけるより高い再生可能エネルギー源の利用を可能にする。本発明は、全ての移動負荷と電力網区分との間で移動負荷充電場所の柔軟性を協同的に利用してより高い負荷及び発生レベルを適応させる。具体的には、本発明は、充電インフラストラクチャ及び市内網の投資費用の削減、ならびに更なる平衡化源の運用費用の削減を可能にする。本発明は、負荷予想及び臨界負荷レベルの回避を更に可能にし、網区分の平衡化の必要性を緩和する。
【００５５】
当業者であれば、本発明が関連する上述の記述及び関連図面に提示される教示の利点を有する本明細書に記載される本発明の多くの修正及び他の実施形態を思い付くであろう。したがって、本発明が開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、かつ修正及び他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に包含されるよう意図されることを理解されたい。特定の用語が本明細書で用いられるが、これらは、一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、制限するものではない。
【図１】
2019041574.tif 000003
【図２】
2019041574.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月22日(2018.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力網の所定の電力網区分の間で負荷対電力発生のリアルタイム平衡化を制御装置が実行するための方法であって、前記電力網区分が互いに接続され、前記電力網区分のうちの少なくとも１つが、移動特性情報に従って移動し移動負荷特性情報によって表される少なくとも１つの移動式負荷源あるいは固定負荷特性情報によって表される少なくとも１つの固定負荷源と、前記電力網区分用に電気出力を発生させるための発生特性情報によって表される少なくとも１つの発生源と、を含み、前記電力網区分間の平衡化が、
ａ）電力網区分の固定負荷特性情報及び発生特性情報を決定する工程と、
ｂ）移動負荷特性情報を決定する工程と、
ｃ）前記固定負荷特性情報及び前記移動負荷特性情報を含む負荷特性情報を前記電力網区分間の平衡要件に基づいて分析する工程と、
ｄ）前記分析された負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つを決定する工程と、
ｅ）前記決定された新たな負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、前記電力網区分を制御するための制御手順を決定する工程と、
ｆ）前記決定された制御手順に従って、前記負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つを修正する工程と、
を含み、
前記制御手順の制御が、電力網区分ごとに各電力網区分内の前記負荷対電力が平衡化されるように、かつ、電力網区分間で負荷対電力が前記決定された新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つに基づいて平衡化されるように、実行される、方法。
【請求項２】
ｇ）前記決定された制御手順に従って、各前記移動式負荷源を前記電力網区分のうちの１つに割り当てる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程ｆ）において、前記移動式負荷源の移動特性情報が修正されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
平衡化のために、少なくとも１つの未来の時点の１つ以上の負荷特性情報及び１つ以上の発生特性情報の少なくとも一つが予測されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの電力網区分の臨界負荷レベルが決定され、かつ前記少なくとも１つの電力網区分の前記負荷を前記臨界負荷レベル未満になるように平衡化することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記工程ａ）〜ｆ）において、前記工程ｂ）で移動式電力発生源の移動式電力発生特性情報をさらに決定し、前記工程ｃ）で前記移動式電力発生特性情報をさらに分析する、ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記発生特性情報及び負荷特性情報の少なくとも一つの変化が決定され、工程ｃ）〜ｆ）が、前記決定された変化に基づいて行われる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記予測された１つ以上の負荷特性情報及び１つ以上の発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、予測制御手順が決定され、当該予測制御手順が工程ｆ）における修正のために更に用いられることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記移動式負荷源の前記移動特性情報が、前記移動式負荷源にガイダンス情報をアナウンスすることによって修正されることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも工程ｃ）において既存の誘導情報が、前記負荷特性情報の一部として分析のために使用されることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
平衡化のために、外部特性情報に影響を与える情報が決定され、かつ工程ａ）〜ｆ）で用いられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
移動範囲及び能力の少なくとも一つが、前記移動式負荷源に割り当てられ、分析における拘束条件として前記移動範囲及び能力の少なくとも一つを限定することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
平衡化が、負荷源の全ての負荷と全ての発生源の全ての発生との間の差が最小限に抑えられるように行われることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
平衡化が、電力網区分間で同一構造の電力網レベルで行われることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
平衡化が、電力網区分間で異なる構造の電力網レベルで行われることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程ｆ）は、ＳＭＳ又はインスタントメッセージに基づいて、無線接続によって前記移動式負荷源と通信する処理を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
電力網の所定の電力網区分の間の負荷対電力発生をリアルタイム平衡化する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法で行うためのシステムであって、前記電力網区分が互いに接続され、前記電力網区分のうちの少なくとも１つが、移動特性情報に従って移動し移動負荷特性情報によって表される少なくとも１つの移動式負荷源あるいは固定負荷特性情報によって表される少なくとも１つの固定負荷源と、前記電力網区分用に電気出力を発生させるための発生特性情報によって表される少なくとも１つの発生源と、を含み、
各電力網区分について、区分制御手段が、前記それぞれの電力網区分の固定負荷特性情報及び発生特性情報を決定し、かつ前記それぞれの電力網区分に関連付けられた移動負荷特性情報を決定するように動作可能であり、
分析手段が、前記固定負荷特性情報及び前記移動負荷特性情報を含む負荷特性情報を前記電力網区分間の平衡要件に基づいて分析するように動作可能であり、
前記区分制御手段に接続された区分間制御手段が、前記分析された負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つを決定し、前記決定された新たな負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つに基づいて、前記電力網区分を制御するための制御手順を決定し、前記制御手順の制御が、電力網区分ごとに各電力網区分内の前記負荷対電力が平衡化されるように、かつ、電力網区分間で負荷対電力が前記決定された新たな負荷特性情報及び新たな発生特性情報の少なくとも一つに基づいて平衡化されるように、実行され、かつ前記区分制御手段に指示することによって、前記電力網区分を平衡化するための前記決定された制御手順に従って、前記負荷特性情報及び発生特性情報の少なくとも一つを修正するように動作可能である、システム。
【請求項１８】
前記決定された制御手順に従って、各前記移動式負荷源を前記電力網区分のうちの１つに割り当てることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。