(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、電気車両を充電するためのデバイスである電気車両充電デバイスを複数含む電気車両の充電ステーション（ＥＶＣＳ）のためのコントロールシステムであって、
複数の前記電気車両充電デバイスを制御するよう構成された１つまたは複数のローカルコントローラと、
配電網の系統運用者からアンシラリーサービスオーダーを受け取り、前記１つまたは複数のローカルコントローラに、定期的に、前記アンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成され、ここで、前記アンシラリーサービスオーダーは、前記アンシラリーサービスオーダーによって要求されたアンシラリーサービスにおいて、前記ＥＶＣＳから前記配電網に、または、前記配電網から前記ＥＶＣＳに、ある量の電力が送られるべきであることを規定する、セントラルコントローラと、
を備え、
前記１つまたは複数のローカルコントローラは、配布された前記アンシラリーサービスオーダーによって要求された量の電力を、前記配電網に、または、前記配電網から送るためのアンシラリーサービスを提供するために、配布された前記アンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の前記電気車両充電デバイスを制御するよう構成され、
前記セントラルコントローラは、更に、各電気車両充電デバイスについて、前記アンシラリーサービスオーダーを管理するために設定されるアンシラリーサービス期間の持続時間を、アンシラリーサービス提供の時間期間とバッテリー充電の時間期間とに分割するよう構成され、
前記アンシラリーサービス期間の持続時間は、前記１つまたは複数のローカルコントローラが前記アンシラリーサービスオーダーによって要求された前記アンシラリーサービスに寄与するよう要求される時間期間であり、
前記アンシラリーサービス提供の時間期間は、各電気車両充電デバイスが、配布された前記アンシラリーサービスオーダーに応答し従って前記アンシラリーサービスのために動作するために設定され、
前記バッテリー充電の時間期間は、各電気車両充電デバイスが、電気車両のバッテリーのための充電器として動作するために設定される、
コントロールシステム。
【請求項２】
前記セントラルコントローラは、更に、前記電気車両充電デバイスの各々により各電気車両におけるバッテリーを充電するために要求されるエネルギーの量と、前記アンシラリーサービスのために利用可能である電力容量値とに少なくとも基づいて、アンシラリーサービス期間毎に使用される前記バッテリー充電の時間期間を設定するよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項３】
前記セントラルコントローラは、更に、複数の前記電気車両充電デバイスの各々のアンシラリーサービスのために利用可能である電力容量値に従って、複数の前記電気車両充電デバイスに前記アンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項４】
アンシラリーサービスのために利用可能である前記電力容量値は、前記アンシラリーサービスのために利用可能である各電気車両における前記バッテリーのエネルギーの量と、前記アンシラリーサービスのために利用可能である各電気車両充電デバイスの電力の量とを備える、請求項２または３に記載のコントロールシステム。
【請求項５】
１回の電気車両駐車時間が、複数のアンシラリーサービス期間に配分され、
前記複数のアンシラリーサービス期間の各々の持続時間は、フレキシブルである、
請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項６】
前記バッテリー充電の時間期間は、各アンシラリーサービス期間の中の任意の場所に設定され、
前記バッテリー充電の時間期間の持続時間は、固定され、または、前記電気車両の前記バッテリーを充電するために必要とされるエネルギーの量に少なくとも基づいて変わる、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項７】
前記バッテリー充電の時間期間は、前記アンシラリーサービス期間の最後に設けられ、または、前記アンシラリーサービス期間の始めに設けられ、または、前記アンシラリーサービス期間の任意の部分に設けられる、請求項６に記載のコントロールシステム。
【請求項８】
セントラルコントローラは、更に、前記アンシラリーサービス提供の時間期間において、前記アンシラリーサービスオーダーの１つによって規定された電力の量がゼロである場合に、前記セントラルコントローラによって受け取られる１つのアンシラリーサービスオーダーと他のアンシラリーサービスオーダーとの間のインターバルの間に、前記電気車両の前記バッテリーにおいてより多くのまたはより少ないエネルギーを蓄えることによって、アンシラリーサービスのための最大電力を送ること、または、受けることのための準備をするよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項９】
前記セントラルコントローラは、更に、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定された時間を設定するよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項１０】
前記固定された時間は、各電気車両のための１回の充電プロセスについて設定され、  前記固定された時間の長さは、顧客により所望される電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の値と、前記バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）と、前記電気車両充電デバイスの最大電力容量と、１つのアンシラリーサービス期間における前記アンシラリーサービスのための数理統計から得られる時間長との関数によって決定される、
請求項９に記載のコントロールシステム。
【請求項１１】
前記セントラルコントローラは、周囲の温度とバッテリータイプとに基づいてバッテリー容量を考慮することによって、前記電気車両充電デバイスを定格以下動作モードで動作するよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項１２】
前記セントラルコントローラは、複数の負荷が接続される配電網の地点である共通結合点（ＰＣＣ）における電力変動によって影響を受ける電力供給品質を改善するために、電気エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積システム（ＥＳＳ）を用いて、実効および無効電力の閉ループ制御を使用するよう構成される、請求項１に記載のコントロールシステム。
【請求項１３】
前記セントラルコントローラは、複数の前記電気車両充電デバイスの１つに設置される、請求項１または２に記載のコントロールシステム。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のローカルコントローラは、電気車両の充電を必要とする顧客により入力された要求を受け取り、
顧客の前記要求は、アンシラリーサービスへの参加の意思と、電気車両が前記ＥＶＣＳに留まる予想時間長と、顧客の電気車両が前記ＥＶＣＳを去る時の電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値との少なくとも１つを備える、
請求項１または２に記載のコントロールシステム。
【請求項１５】
前記セントラルコントローラは、異なる通信プロトコルを用いて前記１つまたは複数のローカルコントローラと通信するよう構成される、請求項１または２に記載のコントロールシステム。
【請求項１６】
前記電気車両充電デバイスは、前記アンシラリーサービスのための前記電気車両充電デバイスと前記配電網との間の単方向の電力伝送のための電気車両充電デバイスと、前記アンシラリーサービスのための前記電気車両充電デバイスと前記配電網との間の双方向の電力伝送のための電気車両充電デバイスとを備える、請求項１または２に記載のコントロールシステム。
【請求項１７】
少なくとも、電気車両を充電するためのデバイスである電気車両充電デバイスを複数含む電気車両の充電ステーション（ＥＶＣＳ）を制御する方法であって、
セントラルコントローラにより、配電網の系統運用者からアンシラリーサービスオーダーを受け取ることであって、前記アンシラリーサービスオーダーは、前記アンシラリーサービスオーダーによって要求されたアンシラリーサービスにおいて、前記電気車両の充電ステーションから前記配電網に、または、前記配電網から前記電気車両の充電ステーションに、ある量の電力が送られるべきであることを規定することと、
前記セントラルコントローラにより、１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、前記アンシラリーサービスオーダーを配布することと、
配布された前記アンシラリーサービスオーダーによって要求される電力の量を、前記配電網に、または前記配電網から送るためのアンシラリーサービスを提供するために、前記１つまたは複数の下位レベルコントローラにより、配布された前記アンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の前記電気車両充電デバイスを制御することと、
前記セントラルコントローラにより、各電気車両充電デバイスについて、前記アンシラリーサービスオーダーを管理するために設定されるアンシラリーサービス期間の持続時間を、アンシラリーサービス提供の時間期間とバッテリー充電の時間期間とに分割することと、
を備え、
前記アンシラリーサービス期間の持続時間は、前記１つまたは複数のローカルコントローラが前記アンシラリーサービスオーダーによって要求された前記アンシラリーサービスに寄与するよう要求される時間期間であり、
前記アンシラリーサービス提供の時間期間は、各電気車両充電デバイスが、配布された前記アンシラリーサービスオーダーに応答し従って前記アンシラリーサービスのために動作するために設定され、
前記バッテリー充電の時間期間は、各電気車両充電デバイスが、電気車両のバッテリーのための充電器として動作するために設定される、
方法。
【請求項１８】
各電気車両におけるバッテリーを充電するために要求されるエネルギーの量に少なくとも基づき、アンシラリーサービス期間毎に、前記バッテリー充電の時間期間を設定することを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、アンシラリーサービスオーダーを配布することは、更に、複数の前記電気車両充電デバイスの各々の前記アンシラリーサービスのために利用可能である電力容量値に従って、複数の前記電気車両充電デバイスに前記アンシラリーサービスオーダーを配布することを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記アンシラリーサービスのために利用可能である電力容量値は、前記アンシラリーサービスのために利用可能である各電気車両におけるバッテリーのエネルギーの量と、前記アンシラリーサービスのために利用可能である各電気車両充電デバイスの電力の量とを備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
１回の電気車両駐車時間が、複数のアンシラリーサービス期間に配分され、
前記バッテリー充電の時間期間の持続時間は、固定され、または、前記電気車両のバッテリーを充電するために要求されるエネルギーの量に少なくとも基づいて変わる、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記バッテリー充電の時間期間は、各アンシラリーサービス期間の中の任意の場所に設定され、
前記バッテリー充電の時間期間の持続時間は、固定され、または、前記電気車両の前記バッテリーを充電するために必要とされるエネルギーの量に少なくとも基づいて変わる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記バッテリー充電の時間期間は、前記アンシラリーサービス期間の最後に設けられ、または、前記アンシラリーサービス期間の始めに設けられ、または、前記アンシラリーサービス期間の任意の部分に設けられる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記アンシラリーサービス提供の時間期間において、前記アンシラリーサービスオーダーによって規定される電力の量がゼロの場合に、前記セントラルコントローラによって受け取られる１つのアンシラリーサービスオーダーと他のアンシラリーサービスオーダーとの間のインターバルの間に、前記セントラルコントローラにより、前記電気車両のバッテリーにおいてより多くのまたはより少ないエネルギーを蓄えることによってアンシラリーサービスのための最大電力を送ること、または、受けることの準備をすることを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記セントラルコントローラにおいて、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定された時間を設定することを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記固定された時間は、各電気車両のための１回の充電プロセスのために設定され、  前記固定された時間の長さは、顧客によって所望された電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の値と、前記バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）と、前記電気車両充電デバイスの最大電力容量と、１つのアンシラリーサービス期間における前記アンシラリーサービスのための数理統計から得られる時間長との関数によって決定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記セントラルコントローラにより、周囲の温度とバッテリータイプとに基づいてバッテリー容量を考慮することによって、前記電気車両充電デバイスを定格以下動作モードで動作することを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記セントラルコントローラにおいて、複数の負荷が接続される配電網の地点である共通結合点（ＰＣＣ）における電力変動によって影響される電力供給品質を改善するために、電気エネルギーを蓄積するためのエネルギー蓄積システム（ＥＳＳ）を用いた閉ループ制御を使用することを更に備える、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記１つまたは複数のローカルコントローラにおいて、電気車両の充電を必要とする顧客により入力された要求を受け取ることを更に備え、
顧客の前記要求は、アンシラリーサービスへの参加の意志と、電気車両が前記ＥＶＣＳに留まる予想時間長と、顧客の電気車両が前記ＥＶＣＳを去る時の前記電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値との少なくとも１つを備える、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項３０】
前記セントラルコントローラによって、異なる通信プロトコルを用いて前記複数の電気車両充電デバイスを制御することを更に備える、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項３１】
前記電気車両充電デバイスは、前記アンシラリーサービスのための前記電気車両充電デバイスと前記配電網との間の単方向の電力伝送のための電気車両充電デバイスと、前記アンシラリーサービスのための前記電気車両充電デバイスと前記配電網との間の双方向の電力伝送のための電気車両充電デバイスとを備える、請求項１７または１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本開示の実施形態は、概括的に、電気車両の充電ステーションに関係する。より具体的には、本開示の実施形態は、電気車両の充電ステーション（electric vehicle charging station：ＥＶＣＳ）のための制御システムと、電気車両ステーション充電システムを制御するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] 緊急な環境のプレッシャーとエネルギー資源の不足に直面し、人々の生活様式を、より環境にやさしく、より資源依存性を少なくする方向にシフトするために、多くの努力がはらわれている。そのような状況下で、電気車両（electric vehicle：ＥＶ）は、昨今、多くの国で、新興の戦略的な産業とみなされている。大量のＥＶの開発が予測され、ＥＶＣＳ設置に対する大きな需要が存在する。
【０００３】
[0003] ＥＶ充電は、適切な制御のない配電網に劇的に影響を及ぼす。相互接続された送信システムの信頼性のあるオペレーションを維持するために、制御エリアとそれらの制御エリアの中での送電ユーティリティのオブリゲーションがあるとすれば、電気車両のアンシラリーサービス（ancillary service：ＡＳ）は、電気車両から配電網への電力の送電をサポートする。しかし、ＥＶＣＳがＥＶを充電するために電力を吸収する他にも配電網へのある種のアンシラリーサービスを提供することができるならば、網上のネガティブなインパクトを緩和することができるだけでなく、配電網運用の安定性を増し、網容量の拡張へ圧力を軽減することもできる。電気車両のアンシラリーサービスによって提供される電力は、双方向、言い換えれば、電力は電気車両から配電網に流れ得、時には、電力は、また、配電網から電気車両に流れる。ＥＶＣＳがアンシラリーサービスを提供しない場合、ＥＶＣＳによって吸収された電力は、電気車両需要の要件によって決定され、このプロセスは受動応答に属し、ＥＶＣＳにおけるアクティブなレギュレーションはない。さらに、ＥＶＣＳがアンシラリーサービスを提供する場合、ＥＶＣＳによって吸収される電力は、電気車両の要求と配電網のスケジュール要求との両方を考慮すべきであり、この場合、ＥＶＣＳは電力システムの安定性を改善するためにアクティブなレギュレーション機能を有する。言い換えれば、ＥＶＣＳが配電網からの電力を吸収する場合、配電網の需要の観点で、ＥＶの要求よりも多い電力または少ない電力を吸収し得、ＥＶＣＳが配電網に電力を供給する場合、それは、また、配電網の需要に従って電力をレギュレートすることができる。適切に、制御アルゴリズムを設計することとハードウェアに実装することを通して、アンシラリーサービスの提供は、技術的に実施可能である。
【発明の概要】
【０００４】
[0004] 上述のおよび他の潜在的な問題に対処するために、本開示の実施形態は、電気車両ステーション充電システムのための制御システムと電気車両ステーション充電システムを制御するための方法を提案する。
【０００５】
[0005] 一態様では、本開示の実施形態は、電気車両充電ステーション（ＥＶＣＳ）のための制御システムを提供する。制御システムは、配電網からアンシラリーサービスオーダーを受け、１つまたは複数のローカルコントローラにアンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成されるセントラルコントローラと、配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムに、複数の電気車両充電デバイスを制御するよう構成される１つまたは複数のローカルコントローラとを備える。
【０００６】
[0006] いくつかの実施形態では、セントラルコントローラは、充電について各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスについて利用可能な容量を評価するよう構成される。
【０００７】
[0007] いくつかの実施形態では、セントラルコントローラは、更に、充電について各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスについて評価された利用可能な容量値とに従って、複数の電気車両充電デバイにアンシラリーサービスオーダーを配布するように構成される。
【０００８】
[0008] いくつかの実施形態では、アンシラリーサービスのための利用可能なキャパシティは、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両充電デバイスの利用可能な電力とを備える。
【０００９】
[0009] いくつかの実施形態では、セントラルコントローラは、更に、アンシラリーサービスの期間を、アンシラリーサービス提供時間と各電気車両充電デバイスのためのバッテリー充電時間とに分割する。
【００１０】
[0010] いくつかの実施形態では、アンシラリーサービスの期間は、フレキシブルに構成される。
【００１１】
[0011] いくつかの実施形態では、各アンシラリーサービスの期間におけるアンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とは、フレキシブルに構成される。
【００１２】
[0012] いくつかの実施形態では、バッテリー充電時間は、アンシラリーサービス期間の終わりに、または、アンシラリーサービス期間の始めに、または、アンシラリーサービス期間の任意の部分にある。
【００１３】
[0013] いくつかの実施形態では、セントラルコントローラは、更に、アンシラリーサービスオーダーがアンシラリーサービス提供期間においてゼロであるときのインターバルの間、電気車両のバッテリーにおけるエネルギーをレギュレーとすることによってアンシラリーサービスのための準備をするよう構成される。
【００１４】
[0014] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラは、更に、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定の時間を設定するよう構成される。
【００１５】
[0015] いくつかの実施形態では、固定の時間は、顧客による最終のエネルギー要求、バッテリーの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）、電気車両充電デバイスの最大電力容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である。
【００１６】
[0016] セントラルコントローラは、動作状態とバッテリータイプとに基づいて電池容量を考慮することにより、電気車両充電デバイスをディレーティングオペレーションモードで動作するよう構成される。
【００１７】
[0017] いくつかの実施形態において、動作状態は、温度とバッテリーの寿命を備える。
【００１８】
[0018] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラは、共通接続点（point of common coupling：ＰＣＣ）における電力変動によって影響を受ける電力供給品質を改善するために、エネルギー蓄積システム（energy storage system：ＥＳＳ）を用いて、実効および無効電力の閉ループ制御を使用するよう構成される。
【００１９】
[0019] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラは、サブステーションに設置される、または、複数の電気車両充電デバイスのマスター電気車両充電デバイスに設置される、または、コントロールルームにまたはコントロールプラットホーム上に設置される。
【００２０】
[0020] いくつかの実施形態において、１つまたは複数のローカルコントローラは、入力として顧客の要求をとり、ここで、顧客の要求は、アンシラリーサービスに参加する意志と、ＥＶＣＳに留まる予想時間と、顧客が去る時の電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値の少なくとも１つを備える。
【００２１】
[0021] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラは、異なる通信プロトコルを用いて１つまたは複数のローカルコントローラと通信するよう構成される。
【００２２】
[0022] いくつかの実施形態において、電気車両充電デバイスは、単方向電気車両充電デバイスと双方向電気車両充電デバイスとを備える。
【００２３】
[0023] 他の態様において、本開示の実施形態は、電気車両充電ステーション（electric vehicle charging station：ＥＶＣＳ）を制御するための方法を提供する。方法は、配電網からアンシラリーサービスオーダーを受けることと、１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、アンシラリーサービスオーダーを配布することと、配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の電気車両充電デバイスを制御することと、を備える。
【００２４】
[0024] いくつかの実施形態において、方法は、更に、充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのために利用可能な容量値を評価することを備える。
【００２５】
[0025] いくつかの実施形態において、１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、アンシラリーサービスオーダーを配布することは、更に、充電のための各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための評価された利用可能な容量とに従って、複数の電気車両充電デバイスにアンシラリーサービスオーダーを配布することを備える。
【００２６】
[0026] いくつかの実施形態において、アンシラリーサービスのための利用可能な容量は、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両充電デバイスの利用可能な電力とを備える。
【００２７】
[0027] いくつかの実施形態において、方法は、更に、各電気車両充電デバイスについて、アンシラリーサービス期間を、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間に分割することを備える。
【００２８】
[0028] いくつかの実施形態において、アンシラリーサービス期間はフレキシブルに構成される。
【００２９】
[0029] いくつかの実施形態において、各アンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間のシーケンスはフレキシブルに構成される。
【００３０】
[0030] いくつかの意思形態において、バッテリー充電時間は、アンシラリーサービス期間の最後にあり、または、アンシラリーサービス期間の始めにあり、または、アンシラリーサービスの任意の部分にある。
【００３１】
[0031] いくつかの実施形態において、方法は、更に、アンシラリーサービス提供時間において前記アンシラリーサービスオーダーがゼロのときのインターバルの間に、電気車両のバッテリーにおけるエネルギーをレギュレートすることによってアンシラリーサービスの準備をすることを備える。
【００３２】
[0032] いくつかの実施形態において、方法は、更に、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定された時間を設定することを備える。
【００３３】
[0033] いくつかの実施形態において、固定された時間は、顧客による最終のエネルギーの要求、バッテリーの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）、電気車両充電デバイスの最大電力容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である。
【００３４】
[0034] いくつかの実施形態において、方法は、更に、動作状態とバッテリータイプに基づいてバッテリー容量を考慮することによって、電気車両充電デバイスをディレーティングオペレーションモードで動作することを備える。
【００３５】
[0035] いくつかの実施形態において、動作状態は、温度とバッテリーの寿命とを備える。
【００３６】
[0036] いくつかの実施形態において、方法は、更に、共通結合点（point of common coupling：ＰＣＣ）における電力変動によって影響を受ける電力供給品質を改善するために、エネルギー蓄積システム（energy storage system：ＥＳＳ）を用いた閉ループ制御を使用することを備える。
【００３７】
[0037] いくつかの実施形態において、方法は、更に、入力として顧客の要求をとり、ここで、顧客の要求は、アンシラリーサービスへの参加の意思と、ＥＶＣＳに留まる予想時間と、顧客が去るときの電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値との少なくとも１つを備える。
【００３８】
[0038] いくつかの実施形態において、方法は、更に、異なる通信プロトコルを用いて複数の電気車両充電デバイスを制御することを備える。
【００３９】
[0039] いくつかの実施形態において、電気車両充電デバイスは、単方向電気車両充電デバイスと双方向電気車両充電デバイスを備える。
【００４０】
[0040] 本開示の実施形態の他の特徴や利点は、また、本開示の原理を例示的に示す、添付の図面と組み合わせて読まれるとき、特定の例としての実施形態の以下の説明から理解される。
【００４１】
[0041] 本開示の実施形態は、例としての意図で提示され、それらの利点は。添付の図面を参照して、以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】[0042] 図１は、アンシラリーサービスに参加するためのＥＶＣＳ（または、ＥＶジェネレータ）のアーキテクチャを示す。
【図２】[0043] 図２は、電気車両制御システムの構成を示す図である。
【図３】[0044] 図３は、本開示の実施形態に従ったセントラルコントローラを示す図である。
【図４】[0045] 図４は、アンシラリーサービスを提供することについて１つのＡＳ期間の概略図を示す図である。
【図５】[0046] 図５は、１つのＡＳ期間における２つのモード定義を示す。
【図６】[0047] 図６は、本開示の実施形態に従った、ＡＳ期間がランダムに到来する場合の複数の電気車両充電デバイスのＡＳ期間を示す。
【図７】[0048] 図７は、本開示の実施形態に従った、ＡＳ期間が規則的に到来する場合の複数の電気車両充電デバイスのＡＳ期間を示す。
【図８】[0049] 図８は、本開示の他の実施形態に従った、複数の電気車両充電デバイスのＡＳ期間を示す。
【図９】[0050] 図９は、本開示の実施形態に従った、ＥＶＣＳを制御するための方法のフローチャートを示す図である。
【図１０】[0051] 図１０は、本開示の他の実施形態に従った、ＥＶＣＳを制御するための方法のフローチャートを示す図である。
【詳細な説明】
【００４３】
[0052] 全ての図面は概略図であり、必ずしも縮尺してはおらず、一般的に、開示を説明するために必要であるパーツを示すのみであり、そこで、他のパーツは省略されているか、単に示唆され得る。
【００４４】
[0053] これ以降、本開示の原則や精神は、例示の実施形態を参照して説明される。これらの実施形態は、単に、この技術に技量をもった者が、本開示を理解し、更に実施するために与えられたものであり、本開示の範囲を限定するためではない。例えば、１つの実施形態のパーツとして示され、説明された特徴は、更なる実施形態を生むために、他の実施形態で用いられ得る。明瞭化のために、実際の実装の全ての特徴がこの明細書に書かれているわけではない。任意のそのような実際の実施形態を開発するにおいて、数々の実装特有な決定が、１つの実装例から他の実装例にかけて変化するシステム関連およびビジネス関連の制約に合致するなどの開発者の特有のゴールを達成するためになされるべきであることが、勿論、認識される。更に、そのような開発努力は、複雑で時間を費やすものであろうが、それでも、この開示の利益を有する、この技術に習熟した者にとっては決まりきった作業である。
【００４５】
[0054] 開示された主題は、ここで、添付の図面を参照して説明される。様々な構造、システム、および、デバイスが、説明の目的にのみのために、当技術に習熟した者に周知である詳細で説明をあいまいにしないように、図面に概略的に示される。しかしながら、添付の図面は、開示された主題の図解の例を記載し、説明するために含まれる。この中で用いられる単語やフレーズは、関連のある技術において技量を有した者によるそれらの単語やフレーズの理解と一致した意味を有すると理解され、解釈されるべきである。用語やフレーズの特別な定義、即ち、当技術において技量を有した者によって理解されるような通常かつ通例の意味とは異なる定義は、この中の用語またはフレーズの一貫した用法によって暗示されるとは意図されない。用語またはフレーズが特別な意味、即ち、当業者によって理解される意味以外の意味を有すると意図される場合には、そのような特別な定義は、直接かつ疑いの余地なく用語またはフレーズの特別の定義を与える定義的な方法で明細書中に明示的に記載される。
【００４６】
[0055] 図１は、アンシラリーサービスに参加するためのＥＶＣＳ（または、ＥＶジェネレータ）のアーキテクチャ、特に、異なるコントローラ間のやり取りの関係と制御レベルを示す。図１に示されたように、レイヤ１の制御システムは、ＩＳＯ／ＴＳＯ（independent system operator/transmission system operator：独立系統運用者／送電事業者）からアンシラリーサービスの要求を受け、アンシラリーサービスに入札（bid）し得る。更に、レイヤ１のコントロールシステムは、レイヤ２のコントロールシステムに、ＥＶＣＳ（または、ＥＶアグリゲータ、ここで、アグリゲータは、複数の電気車両を管理している事業体である）のためのオペレーションリファレンスを送り得る。レイヤ２の制御システムは、ＥＶを充電するために用いられ得る複数の電気車両供給デバイス１０３１、１０３ｉ．．．１０３ｎを制御し、複数の電気車両供給デバイスのオペレーションステータスを受け取り得る。この主題は、主に、レイヤ２の制御システムに関し、従って、レイヤ１の制御システムは不明瞭さを避けるためにこの中では省略される。
【００４７】
[0056] 図２は、電気車両充電ステーションのためのコントロールシステム２００の構成を示す図である。コントロールシステム２００は、配電網からのＡＳオーダーのリアルタイム応答でアンシラリーサービスを提供することができる。ＥＶＣＳコントロールシステム２００は、ステーションベースまたはアグリゲータベースであり得、アンシラリーサービス期間毎の間にアンシラリーサービスオーダーを管理することができ、ここで、アンシラリーサービスオーダーは、電力の量が配電網へ／から送られるべきであることを規定する。図２に示されるように、コントロールシステム２００は、図３を参照して以下に説明されるセントラルコントローラと、いくつかのローカルコントローラ２０１１．．．２０２ｎ（集合的に「ローカルコントローラ２０２」と呼ぶ）とを備える。ＥＶＣＳには複数のＥＶ充電デバイスが存在し、それは、それぞれ、いくつかのローカルコントローラ２０２１．．．２０２ｎに対応する。ＥＶ充電デバイスの各々は、バッテリー管理システム（battery management system：ＢＭＳ）を与えられ得る。
【００４８】
[0057] セントラルコントローラ２０１は、配電網からアンシラリーサービスオーダーを受け、１つまたは複数のローカルコントローラ２０２１．．．２０２ｎに、定期的に、アンシラリーサービスオーダーを配布する。アンシラリーサービスオーダーは、アンシラリーサービスの期間毎に更新される。この期間は、配電網によって、または、ＥＶＣＳと配電網との間のオブリゲーションによって規定される。いくつかの実施形態において、アンシラリーサービス期間は１時間である。
【００４９】
[0058] １つまたは複数のローカルコントローラ２０２１．．．２０２ｎは、配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の電気車両充電デバイスを制御するように構成される。ここで、電気車両充電デバイスは、対応する電気車両を充電するために用いられる。
【００５０】
[0059] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラは、異なる通信プロトコルで１つまたは複数のローカルコントローラとやり取りするよう構成される。
【００５１】
[0060] いくつかの実施形態において、セントラルコントローラ２０１は、サブステーションに設置され得る。ＥＶＣＳが、比較的少数の充電デバイスをもった小さいものである場合、セントラルコントローラ２０１は、システムアーキテクチャを簡単にするために、１つのマスターＥＶ充電デバイスに設置され得る。他の実施形態において、ＥＶＣＳが、多くの充電デバイスをもった大きなものである場合、セントラルコントローラ２１０は、１つのコントロールルーム、または、コントロールプラットホームに設置され得る。この様式では、マスターＥＶ充電デバイスが故障したとき、システムが遮断されないので、システムはより安定であり得る。
【００５２】
[0061] ローカルコントローラ２０２１．．．２０２ｎは、アンシラリーサービスオーダーに寄与している間、ＥＶバッテリー充電要求を満たす。更に、ローカルコントローラ２０２１．．．２０２ｎは、入力として、顧客の要求をとる。例えば、顧客の要求は、ＡＳに参加する意志、充電ステーションに留まる予想時間、および／または、顧客が去る時の電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値を備え得る。
【００５３】
[0062] 一実施形態では、セントラルコントローラは、更に、充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスのための利用可能な容量とを評価し、充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスのための評価された利用可能な容量とに従って、複数の電気車両供給デバイスにアンシラリーサービスオーダーを配布するように構成される。更に、アンシラリーサービスのための利用可能な容量は、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと電気車両供給デバイスの利用可能な電力とを備える。
【００５４】
[0063] 一台の電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーは、バッテリーの利用可能な容量によって制限され、セントラルコントローラは、電気車両の所有者（即ち、顧客）によって設定された１台の電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーが与えられ得るかどうかを判断し、バッテリーの要求されるエネルギーに、バリュー限定オペレーションを与えるべきである。更に、ＥＶバッテリーが要求されるエネルギーを蓄積できない場合、セントラルコントローラはエラー信号を出力し得る。この場合、顧客は、バッテリーの利用可能な容量に合うまで、要求されたバッテリーの交換されるエネルギーを減らすべきである。
【００５５】
[0064] 更に、１台の電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーに基づいて、セントラルコントローラ３０１１は、電気車両充電デバイスが要求された電気エネルギーを与えることができるかどうかを決定する。いくつかの場合には、電気車両によって要求される電気エネルギーが電気車両充電デバイスの容量を超している場合、セントラルコントローラは、エラー信号を出力し、電気車両の所有者は要求されたエネルギーを減らすか、または、ＥＶＣＳに駐車している時間を増やすべきである。
【００５６】
[0065] 電気車両充電デバイスの各々が狙いとしている２つのターゲットがある。ターゲット１は、リアルタイム応答で、ＡＳ電力を提供すること、ターゲット２は、顧客要求に従ってエネルギー蓄積を保証することである。問題は、２つのターゲットがお互いにコンフリクトを有し、それは、電気車両充電デバイスが２つのターゲットを同時に実現することを困難にしている。従って、いくつかの実施形態において、セントラルコントローラ２０１は、各電気車両充電デバイスについて、アンシラリーサービス期間を、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とに分割するよう構成される。図５に示されたように、アンシラリーサービス提供時間の間、電気車両充電デバイスは、「ＡＳサーバー（AS Server）」モードにおいて動作し、他方、バッテリー充電時間の間、電気車両充電デバイスは、「バッテリー充電器（Battery Charger）」モードで動作する。
【００５７】
[0066] アンシラリーサービスは、システムレギュレーションアップとレギュレーションダウンのためのアンシラリーサービスを含む。レギュレーションアップのプロセスの間、ＥＶＣＳは、配電網の周波数が減少するように吸収される電力を減らし、レギュレーションダウンのプロセスの間、ＥＶＣＳは、配電網の周波数が増加するように吸収される電力を増加する。図５は、例として、レギュレーションダウンのプロセスを示す。セントラルコントローラ２０１は、アンシラリーサービスオーダーがゼロのときのインターバルの間にＥＶバッテリーにおいて多く／少なくエネルギーを蓄える（レギュレーションアッププロセスの間はより多くのエネルギーを蓄え、レギュレーションダウンプロセスの間はより少ないエネルギーを蓄える）ことによって、ＡＳのための準備をするよう構成される。ＡＳ期間は、１つのシステムにおいて、例えば１時間に固定され得る。代替的に、この期間は、異なる配電網プロトコルに従って変わり得る。
【００５８】
[0067] 本開示のいくつかの実施形態において、電気車両充電デバイスは単方向または双方向であり得る。従って、ローカルコントローラ２０２は、双方向ＥＶ充電デバイスのために用いられる１つまたは複数のコントローラと、単方向ＥＶ充電デバイスのために用いられる１つまたは複数のコントローラとを備える。一実施形態において、図２に示されるように、ローカルコントローラ２０２ｉは双方向ＥＶ充電デバイスのために用いられるコントローラであり、ローカルコントローラ２０２ｊは単方向ＥＶ充電デバイスのために用いられるコントローラである。
【００５９】
[0068] 本開示の一実施形態において、ＥＶＣＳは、更に、いくつかのエネルギー蓄積システム（energy storage system：ＥＳＳ）を備え得、それらの各々は、また、ＢＭＳを与えられる。ＥＳＳは、電気エネルギーを蓄積し、アンシラリーサービスが必要であるとき、アンシラリーサービスのための電力を与えるために用いられる。ＥＳＳは、アキュムレータ、バッテリー、または、他の好適なデバイスであり得る。
【００６０】
[0069] ＥＶＣＳがＥＳＳを備える実施形態に従って、ＥＶＣＳコントロールシステム２００は、更に、ＥＳＳのために用いられるコントローラを備える。一実施形態において、セントラルコントローラ２１０は、共通結合点（point of common coupling：ＰＣＣ）での電力変動によって影響される電力供給品質を改善するために、ＥＳＳを用いた有効と無効電力の閉ループ制御を用い、ここで、ＰＣＣは、複数の負荷が接続される配電網の地点を意味する。ＥＳＳのために使用されるコントローラは、セントラルコントローラ２０１に設置され得、または、ローカルコントローラ２０２の１つであってもよい。一実施形態において図２に示されたようなローカルコントローラ２０２ｋは、ＥＳＳのために用いられるコントローラである。
【００６１】
[0070] 図３は本開示の実施形態に従ったセントラルコントローラ２０１を示す図である。セントラルコントローラ２０１は、上位レベルコントローラ３０１１と１つまたは複数の下位レベルコントローラ３０１２を備える。上記レベルコントローラ３０１１と下位レベルコントローラ３０１２は、セントラルコントローラ２０１のモジュールであり得る。
【００６２】
[0071] セントラルコントローラ２０１において、上位レベルコントローラ３０１１は、配電網からアンシラリーサービスオーダーを受け、１つまたは複数の下位レベルコントローラにアンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成される。１つまたは複数の下位レベルコントローラ３０１２は、ローカルコントローラ２０２と通信するように構成される。いくつかの実施形態では、各下位レベルコントローラ３０１２は、１つまたは複数のローカルコントローラと対応する。
【００６３】
[0072] 上位レベルコントローラ３０１１は、また、以下の機能、充電のための各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスための利用可能な容量を評価すること、充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための評価された利用可能な容量値に従って、複数の電気車両充電デバイスのための複数の下位レベルコントローラ３０１２にアンシラリーサービスオーダーを配布すること、を備える。
【００６４】
[0073] 更に、下位レベルコントローラ３０１２は、アンシラリーサービス期間を、アンシラリーサービス提供時間と各電気車両充電デバイスのためのバッテリー充電時間に分割するように構成される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の下位レベルコントローラ３０１２は、更に、アンシラリーサービスオーダーがアンシラリーサービス提供時間においてゼロであるときのインターバルの間、電気車両のバッテリーにおけるより多く／より少ないエネルギーを蓄積することによって、アンシラリーサービスのための準備をするように構成される。いくつかの場合には、１つまたは複数の下位レベルコントローラは、更に、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定の時間を設定するよう構成される。固定された時間は、顧客による最終のエネルギー要求、バッテリーの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）、電気車両充電デバイスの最大電力容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である。
【００６５】
[0074] 図４は、アンシラリーサービスオーダーをもった１つのＡＳ規格の概略図を示す図である。図において、Ｐａｖｇ＿ａｃは、アンシラリーサービスオーダーがない場合のＡＣサイドにおける１つの電気車両のバッテリーを充電／放電するために用いられる平均電力である。Ｐａｖｇ＿ａｃは、１台の電気車両のバッテリーの要求されたエネルギーがＥＶＣＳに留まった電気車両の時間長を割った結果に等しい。一般に、時間長は、充電プロセスの前に電気車両の所有者によってコントロールシステム２００に入力される。更に、Ｓ４１とＳ４２の領域は、時間インターバルｔ４１とｔ４２におけるアンシラリーサービスオーダーによって要求されるエネルギーを概略的に示し、正の電力（図４に示される）または負の電力を表すことができる。
【００６６】
[0075] 図５は、１つのＡＳ期間における２つのモードの定義を示す。アンシラリーサービス期間は、各電気車両充電デバイスについて、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間に分割される。アンシラリーサービス提供時間の間、電気車両充電デバイスはＡＳサーバーモードで動作し、他方、バッテリー充電時間の間は、電気車両充電デバイスはバッテリー充電器モードで動作する。
【００６７】
[0076] 図５において、Ｐａｓ＿ｍａｘは、アンシラリーサービス電力の最大値を示す。通常、ＥＶＣＳが接続される配電網と契約をするとき、レギュレーションのためのアンシラリーサービス電力の最大値を決める。そして、２つの方向があり、１つは上り（即ち、電力がＥＶＣＳから配電網に送られる）と、もう一つは下り（即ち、電力が配電網からＥＶＣＳに送られる）である。従って、Ｐａｓ＿ｍａｘは予め定められ、レギュレーションアップとレギュレーションダウンのそれぞれのためのアンシラリーサービス電力の最大値を表す。
【００６８】
[0077] 一実施形態において、バッテリー充電時間ｔａｓ＿ｍａｘは固定されており、配電網によって予め定められている。他の実施形態において、ｔａｓ＿ｍａｘは、顧客による最終エネルギー要求、バッテリーの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）、電気車両充電デバイスの最大電力容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数であり、ここで、ＳＯＣは、バッテリーの充電容量と定格容量との間のパーセントである比率を示す。しかし、各電気車両について、ｔａｓ＿ｍａｘは１つの充電プロセスにおいて固定される。
【００６９】
[0078] ＡＳサーバーモードにおいて、ＥＶは、アンシラリーサービスオーダーに従うために、ＡＳサーバーとして働く。アンシアリーサービスオーダーは、配電網の要求に応じて変化し、それは、リアルタイムで、電気車両充電デバイスによって従われるべきである。いくつかの場合には、例として上り方向を取ると、ＡＳサーバーは、２つの部分に分割されることができる。
【００７０】
[0079] アンシラリーサービスオーダー（Ｐａｓ＿ａｃ）がゼロである場合、電気車両充電デバイスは、来るべきアンシラリーサービス要求のための準備のために、より少ないエネルギーを充電することによって（Ｓ５１，Ｓ５３、Ｓ５５の領域として示される）ＡＳのための準備をする。アンシラリーサービスオーダー（Ｐａｓ＿ａｃ）がゼロでない場合、電気車両充電デバイスは、領域Ｓ５２とＳ５４で示されているように、リアルタイムサプライにおいて、アンシラリーサービスオーダーに従う。
【００７１】
[0080] 一実施形態において、コントロールシステム２００は、更に、ＳＯＣのフィードバック値を検出し、バッテリーのＳＯＣが、ＳＯＣ≧１  または  ＳＯＣ≦０のときにレンジに到達するか、レンジ外にあることを示すための信号を出力する。
【００７２】
[0081] ＡＳ期間全体についてＡＳサーバーモードを用い続けるならば、電気車両充電デバイスは、リアルタイム応答で、ＡＳ電力を提供することができるが、あまりに多すぎるエネルギーがアンシラリーサービスのために用いられるので、顧客によって要求されるエネルギー蓄積を保証することができない。例として、ＡＳレギュレーションアップをとると、上記２つのターゲットを実現するために、電気車両充電デバイスは、各ＡＳ期間の最後の時間（ｔａｓ＿ｍａｘ）の間にバッテリー充電器モードに変わる。
【００７３】
[0082] しかし、温度が異なる季節で大きく変わる場合、バッテリー容量は、温度依存性の鉛電池の例では、大きな範囲で変化する。この状況に基づいて、セントラルコントローラ２０１は、ディレーティングオペレーションモード（de-rating operation mode：定格以下動作モード）で電気車両充電デバイスを動作するよう構成される。例えば、周囲の温度が＜１０度Ｃである場合、電気車両充電デバイスのオペレーション電力容量ＰＣＡＰは、電気車両充電デバイスの公称容量の２０％に等しく、周囲の温度が１０度Ｃより大きく２０度Ｃより少ない場合、ＰＣＡＰは、電気車両充電デバイスの公称容量の４０％に等しく、周囲の温度が２０度Ｃより高い場合は、ＰＣＡＰは、電気車両充電デバイスの公称容量に等しい。このディレーティングオペレーションを用いて、電気車両のバッテリーを保護することができ、その寿命を延ばすことができる。
【００７４】
[0083] 図６−８は、本開示の実施形態に従った、複数の電気車両充電デバイスのＡＳ期間を示す。いくつかの実施形態において、アンシラリーサービス期間は、フレキシブルに構成され得る。
【００７５】
[0084] 図６乃至８から、予期される時間は、一般に、いくつかのＡＳ期間と１つのＡＳ期間の断片を備える。これらの場合には、ＡＳ期間の区分は、１つの電気車両駐車時間を複数のＡＳ期間に配分するために用いられ、いくつのＡＳ期間の顧客が止まり得るかかかわらず、１つの期間のＥＶＣＳコントロール制御ストラテジーの循環使用を実現するために役立ち得る。
【００７６】
[0085] 図６に示されるように、顧客駐車時間を、複数の完全なＡＳ期間に分割し、残りの時間を不完全なＡＳ期間として残すことができる。これは、時間期間区分ストラテジーが、ＥＶ顧客が到着する時間を彼ら自身のタイムベースとみなす。電気車両がＥＶＣＳにランダムに到着する場合の、複数の電気車両充電デバイスのためのバッテリー充電器（battery charger：ＢＣ）モードの配分が図６に示され得る。複数の電気車両充電デバイスのためのバッテリー充電器（ＢＣ）モードがランダムに分配され、従って、このストラテジーが、任意の時間にアンシラリーサービスに参加する電気車両があることを保証し得ることが、みられ得る。このストラテジーは、ランダムに到着する電気車両にとって好適である。
【００７７】
[0086] 他方、電気車両が、ランダム特性なしにＥＶＣＳに規則的に到着する場合、図６におけるアルゴリズムは、任意の時間にアンシラリーサービスに参加する電気車両があることを保証することができない。この場合には、図７に示されるように、完全なＡＳ期間であり得ないランダム値として、最初のＡＳ期間の時間長を定義することができる。この場合、複数の電気車両充電デバイスのＢＣモードは同時には生じない。
【００７８】
[0087] 図６と７における２つの時間期間区分ストラテジーは、各ＡＳ期間の最後の時間にＢＣを用いることによって、顧客要求のエネルギー蓄積を保証することができる。しかし、顧客が、エネルギー蓄積上の限定されたエラーを許容する場合、ＢＣモードは、また、図８に示されているように、１つのＡＳ期間の終わりにおける代わりに、１つのＡＳ期間の始めまたは中間に指定されることができ得る。
【００７９】
[0088] 一実施形態において、電気車両充電デバイスは、単方向または双方向であり得る。単方向の電気車両充電デバイスのために用いられるコントロールシステムの原理は、双方向電気車両充電デバイスのために用いられるコントロールシステムのものと同じである。この明細書における説明は、主に、双方向電気車両充電デバイスのために用いられるコントロールシステムに関する。単方向電気車両充電デバイスのために用いられるコントロールシステムと双方向電気車両充電デバイスのために用いられるコントロールシステムとの間に差はない。しかし、コントロールシステムは、単方向の電力方向のハードウェア制限に注目し、電力レンジ設定を［−Ｐａｓ＿ｍａｘ，Ｐａｓ＿ｍａｘ］から［０，Ｐａｓ＿ｍａｘ］に変更すべきである。
【００８０】
[0089] 異なる容量を持った、ステーションにおけるいくつかの充電器がある場合、ＥＶＣＳレベルでの総容量は、それら個々の容量の和である。更に、配電網のＡＳルール（レギュレーションアップまたはダウン、レギュレーションアップおよびダウン）に従って、ＥＶＣＳのＡＳ容量（Ｐａｓ＿ｕｐ＿ＣＡＰ＿ＥＶＣＳ，Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ＣＡＰ＿ＥＶＣＳを計算するための式は異なる。ここで、レギュレーションアップまたはダウンは、全ての電気車両充電デバイスがレギュレーションアップまたはレギュレーションダウンのために働いていることを意味するが、レギュレーションアップおよびダウンは、レギュレーションアップのためにいくつかの電気車両充電デバイスが働いており、いくつかがレギュレーションダウンのために働いていることを意味する。ＥＶＣＳのアンシラリーサービス容量は、ＡＳルールがレギュレーションアップ（式１）またはレギュレーションダウン（式２）である場合、以下のように決められる。
【００８１】
【数１】
0006408022.tif 000002
【００８２】
【数２】
0006408022.tif 000003
【００８３】
ここで、ｎはＥＶＳＥの総数であり、Ｐａｓ＿ｕｐ＿ＣＡＰ＿ｉはｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションアップのために用いられるアンシラリーサービス容量である。Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ＣＡＰ＿ｉは、ｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションダウンのために用いられるアンシラリーサービス容量である。
【００８４】
[0090] ＥＶＣＳのアンシラリーサービス容量は、ＡＳルールがレギュレーションアップおよびダウンである場合、以下のように決定され得る。
【００８５】
【数３】
0006408022.tif 000004
【００８６】
【数４】
0006408022.tif 000005
【００８７】
ここで、ａはレギュレーションアップのために用いられる電気車両充電デバイスの数であり、ｂはレギュレーションダウンのために用いられる電気車両充電デバイスの数であり、ｎは電気車両充電デバイスの総数で、ｎ≧ａ＋ｂである。Ｐａｓ＿ｕｐ＿ＣＡＰ＿ｉは、ｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションアップのために用いられるアンシラリーサービス容量であり、Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ＣＡＰ＿ｉは、ｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションダウンのために用いられるアンシラリーサービス容量である。
【００８８】
[0091] ＥＶＣＳのアンシラリーサービス容量に基づいて、コントロールシステム２００は、リアルタイムで電気車両充電デバイスの中にＰＣＣでのＡＳ電力リファレンスを配分することができる。
【００８９】
[0092] 例えば、アンシラリーサービスルールがレギュレーションアップおよびダウンである場合、いくつかの電気車両充電デバイスがレギュレーションアップのために働き、いくつかがレギュレーションダウンのために働く。レギュレーションアップのために働く電気車両充電デバイスについて、それらのリアルタイムの分配は、以下の式によって実行される。
【００９０】
【数５】
0006408022.tif 000006
【００９１】
ここで、ｉ＝１，２、．．．ａで、Ｐａｓ＿ｕｐ＿ｍａｘ＿ｉはｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションアップのために必要とされる最大アンシラリーサービス容量であり、Ｐａｓ＿ｕｐ＿ＣＡＰ＿ｉはｉ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションアップのために利用可能なアンシラリーサービス容量であり、Ｐａｓ＿ｕｐ＿ｍａｘ＿ＰＣＣは、ＰＣＣにおいてレギュレーションアップのために要求される最大アンシラリーサービスであり、Ｐａｓ＿ｕｐ＿ＣＡＰ＿ＥＶＣＳは、ＥＶＣＳのレギュレーションアップのために利用可能な全体のアンシラリーサービス容量である。Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ｍａｘ＿ｉ＝０は、ｉ番目の電気車両充電デバイスがレギュレーションアップのためにだけ要求されることを示す。
【００９２】
[0093] レギュレーションダウンのために働く電気車両充電デバイスについて、それらのリアルタイムの配分は以下である。
【００９３】
【数６】
0006408022.tif 000007
【００９４】
ここで、ｊ＝１、２、．．．ｂであり、Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ｍａｘ＿ｊはｊ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションダウンのために必要とされる最大アンシラリーサービス容量であり、Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ＣＡＰ＿ｊはｊ番目の電気車両充電デバイスのレギュレーションダウンのために利用可能なアンシラリーサービス容量であり、Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ｍａｘ＿ＰＣＣは、ＰＣＣにおいてレギュレーションダウンのために必要とされる最大アンシラリーサービスであり、Ｐａｓ＿ｄｏｗｎ＿ＣＡＰ＿ＥＶＣＳは、ＥＶＣＳのレギュレーションダウンのために利用可能な全体のアンシラリーサービス容量である。Ｐａｓ＿ｕｐ＿ｍａｘ＿ｊ＝０は、ｊ番目の電気車両充電デバイスがレギュレーションダウンのためにだけ必要とされることを示す。
【００９５】
[0094] 全ての電気車両充電デバイスのためのアンシラリーサービスオーダー（Ｐａｓ＿ＰＣＣ）のリアルタイム配分は、以下のとおりである。
【００９６】
【数７】
0006408022.tif 000008
【００９７】
ここで、Ｐａｓ＿ａｃ＿ｉは、配電網のＡＣ側においてｉ番目の電気車両充電デバイスからの要求されたアンシラリーサービス電力であり、Ｐａｓ＿ＰＣＣは、リアルタイムでアンシラリーサービスオーダーによって要求された電力である。
【００９８】
[0095] いくつかの実施形態において、電気車両充電デバイスは、それが「バッテリー充電器（battery charger）」モードで働くとき、アンシラリーサービスを提供できず、ＥＶ顧客は、アンシラリーサービスオーダーに従うことなしにＥＶＣＳをランダムに去り得るので、エネルギー蓄積システム（energy storage system：ＥＳＳ）がＥＶＣＳの中に加えられ得、コントロールシステム２００は、対応して、ＥＳＳのために用いられるコントローラを有する。
【００９９】
[0096] 例えば、ＥＳＳは、電気車両充電デバイスが十分なＡＳ電力を提供することができない場合に電力の損失をカバーするための電力閉ループ制御を用いることによって、ＰＣＣポイントにおける電力フローを制御するために用いられる。実効電力制御ループの電力リファレンスＰｒｅｆ＿ＥＳＳは、ＰＣＣにおけるアンシラリーサービスオーダーであり、それはリアルタイムで配電網から受け取られる。ＥＶＣＳの中に複数のＥＳＳがある場合、電力リファレンスは以下の式のように配分され得る。
【０１００】
【数８】
0006408022.tif 000009
【０１０１】
ここで、Ｐｒｅｆ＿ｉは、ｉ番目のＥＳＳの実効電力リファレンスである。Ｐｒｅｆ＿ＥＳＳは、閉ループの実効電力リファレンスであり、ＰＣＡＰ＿ＥＳＳ＿ｉはｉ番目のＥＳＳの実効電力の容量であり、Ｑｒｅｆ＿ｉはｉ番目のＥＳＳの無効電力リファレンスであり、Ｑｒｅｆ＿ＥＳＳは閉ループの無効電力リファレンスであり、ＱＣＡＰ＿ＥＳＳ＿ｉはｉ番目のＥＳＳの無効電力の容量であり、ｎはＥＳＳの総数である。
【０１０２】
[0097] 図９は、本開示の実施形態に従った、ＥＶＣＳを制御するための方法９００のフローチャートを示す図である。方法は、対応するコントローラによって実行され得る。
【０１０３】
[0098] ステップ９０１において、方法９００は、配電網からアンシラリーサービスオーダーを受け取ることを実行する。アンシラリーサービスオーダーはアンシラリーサービス期間毎に更新される。ここで、アンシラリーサービスオーダーは、接続された配電網へ／から送られるべきである電力の量を規定する。いくつかの実施形態において、ステップ９０１は、ＥＶＣＳコントロールシステムにおいて、セントラルコントローラによって実行され得る。
【０１０４】
[0099] ステップ９０２において、方法９００は、定期的に、１つまたは複数の下位レベルコントローラにアンシラリーサービスオーダーを配布することに進む。いくつかの場合には、方法９００は、各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスのために利用可能な容量とを評価する。そして、ステップ９０２は、更に、各電気車両におけるバッテリーのリバリーされた（reburied）エネルギー値とアンシラリーサービスのための評価された利用可能な容量に従って、複数の電気車両充電デバイスにアンシラリーサービスオーダーを配布することを備える。更に、アンシラリーサービスのための利用可能な容量は、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両充電デバイスの利用可能な電力を備える。いくつかの実施形態において、ステップ９０２は、また、ＥＶＣＳコントロールシステムにおけるセントラルプロセッサによって実行され得る。
【０１０５】
[00100] ステップ９０３において、方法９００は、配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、複数の電気車両充電デバイスを制御することを実行する。時には、方法９００は、顧客の要求を入力としてとり、顧客の要求は、ＡＳに参加する意志、充電ステーションに留まる予想時間、顧客が去るときの電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値とを備える。ステップ９０３を実行するとき、アンシラリーサービス期間は、電気車両充電デバイスについて、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とに分割する。
【０１０６】
[00101] 図１０は、本開示の他の実施形態に従った、ＥＶＣＳを制御するための方法のフローチャートを示す図である。
【０１０７】
[00102] ステップ１００１において、充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されるエネルギーとアンシラリーサービスのために利用可能な容量が評価される。次に、方法はステップ１００２に進み、アンシラリーサービスオーダーは、充電のための各電気車両において要求されるエネルギーとアンシラリーサービスのための評価された利用可能な容量値に従って、複数の電気車両充電デバイスに配布される。ここで、アンシラリーサービスのための利用可能な容量は、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両充電デバイスの利用可能な電力を備える。ステップ１００１と１００２の両方は、セントラルコントローラの上位レベルコントローラによって実行され得る。
【０１０８】
[00103] ステップ１００３において、アンシラリーサービス期間は、各電気車両充電デバイスについて、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とに分割される。ステップ１００３は、セントラルコントローラの下位レベルコントローラによって実行され得る。
【０１０９】
[00104] 一実施形態において、方法は、更に、アンシラリーサービスオーダーがアンシラリーサービス提供時間においてゼロであるときのインターバルの間、電気車両のバッテリーにおけるエネルギーをレギュレートすることによって、アンシラリーサービスの準備をすることを備える。
【０１１０】
[00105] 一実施形態において、方法は、更に、アンシラリーサービス期間毎に、バッテリー充電のために用いられる固定の時間を設定することを備える。
【０１１１】
[00106] 一実施形態において、バッテリー充電のために用いられる固定の時間は、電気車両の所有者による最終エネルギー要求、バッテリーの充電状態（state of charge：ＳＯＣ）、電気車両充電デバイスの最大電力容量、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である。
【０１１２】
[00107] 一実施形態において、方法は、更に、ＥＶ供給デバイスディレーティングオペレーションを用いることによって、異なる季節におけるバッテリー容量での温度依存性を考慮することを備える。
【０１１３】
[00108] 一実施形態において、方法は、更に、異なる通信プロトコルを用いて複数の電気車両充電デバイスを制御することを備える。
【０１１４】
[00109] 一実施形態において、方法は、更に、共通結合点（point of common coupling：ＰＣＣ）における電力変動によって影響される電力供給品質を改善するために、エネルギー蓄積システム（Energy Storage System：ＥＳＳ）を用いた実効と無効電力の閉ループコントロールを用いることを備える。
【０１１５】
[00110] 一実施形態において、電気車両充電デバイスは、単方向電気車両充電デバイスと双方向電気車両充電デバイスを備える。
【０１１６】
[00111] また、上述の実施形態は、開示を限定するのではなく、説明のために与えられていることが注記され、本技術に習熟した者は容易に理解するように、修正や変化は、本開示の精神や範囲から逸脱することなくとられ得ることが理解されるべきである。当該修正や変化は本開示や添付の「特許請求の範囲」の範囲の中に入るとみなされる。本開示の保護範囲は、添付の「特許請求の範囲」によって規定される。加えて、「特許請求の範囲」における参照符号のどれも、「特許請求の範囲」の限定として解釈されるべきではない。動詞「備える（comprise）」とその活用形の使用は、請求項に述べられたもの以外の要素やステップの存在を排除しない。要素またはステップに先行する不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数の当該要素またはステップの存在を排除しない。
以下に、本願出願当初に添付された特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
電気車両の充電ステーション（ＥＶＣＳ）のための制御システムであって、
配電網からアンシラリーサービスオーダーを受け、１つまたは複数のローカルコントローラに、定期的に、前記アンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成されるセントラルコントローラと、
前記配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の電気車両供給デバイスを制御するよう構成される前記１つまたは複数のローカルコントローラと、
を備え、
前記セントラルコントローラは、更に、各電気車両供給デバイスについて、アンシラリーサービス期間を、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とに分割するよう構成される、
コントロールシステム。
［Ｃ２］
前記セントラルコントローラは、更に、充電のための各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための利用可能な容量とを評価するよう構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ３］
前記セントラルコントローラは、更に、充電のための各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための前記評価された利用可能な容量値に従って、前記複数の電気車両供給デバイスに前記アンシラリーサービスオーダーを配布するよう構成される、［Ｃ２］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ４］
アンシラリーサービスのための前記利用可能な容量は、各電気車両におけるバッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両供給デバイスの利用可能なパワーとを備える、［Ｃ２］または［Ｃ３］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ５］
前記アンシラリーサービス期間はフレキシブルに構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ６］
各アンシラリーサービス期間における前記アンシラリーサービス提供時間と前記バッテリー充電時間のシーケンスは、フレキシブルに構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ７］
前記バッテリー充電時間は、前記アンシラリーサービス期間の最後にあり、または、前記アンシラリーサービス期間の始めにあり、または、前記アンシラリーサービス期間の任意の部分にある、［Ｃ６］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ８］
セントラルコントローラは、更に、前記アンシラリーサービス提供時間において前記アンシラリーサービスオーダーがゼロのときのインターバルの間に、前記電気車両のバッテリーにおけるエネルギーをレギュレートすることによってアンシラリーサービスの準備をするよう構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ９］
前記セントラルコントローラは、更に、アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定された時間を設定するよう構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１０］
前記固定された時間は、顧客による最終エネルギー要求、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）、前記電気車両供給デバイスの最大パワー容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である、［Ｃ９］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１１］
前記セントラルコントローラは、動作状態とバッテリータイプに基づいてバッテリー容量を考慮することによって、前記電気車両供給デバイスをディレーティングオペレーションモードで動作するよう構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１２］
前記動作状態は、温度とバッテリーの寿命とを備える、［Ｃ１１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１３］
前記セントラルコントローラは、共通結合点（ＰＣＣ）におけるパワー変動によって影響を受ける電力供給品質を改善するために、エネルギー蓄積システム（ＥＳＳ）を用いて、実効および無効電力の閉ループ制御を使用するよう構成される、［Ｃ１］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１４］
前記セントラルコントローラは、サブステーションに設置され、または、マスター電気車両供給デバイスに設置され、または、コントロールルームまたはコントロールプラットホームに設置される、［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１５］
前記１つまたは複数のローカルコントローラは、入力として顧客の要求をとり、前記顧客の要求は、アンシラリーサービスへの参加の意思と、前記ＥＶＣＳに留まる予想時間と、顧客が去る時の電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値との少なくとも１つを備える、［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１６］
前記セントラルコントローラは、異なる通信プロトコルを用いて前記１つまたは複数のローカルコントローラと通信するよう構成される、［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１７］
前記電気車両供給デバイスは、単方向電気車両供給デバイスと双方向電気車両供給デバイスを備える、［Ｃ１］または［Ｃ２］に記載のコントロールシステム。
［Ｃ１８］
電気車両の充電ステーション（ＥＶＣＳ）を制御する方法であって、
配電網からアンシラリーサービスオーダーを受けることと、
１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、前記アンシラリーサービスオーダーを配布することと、
前記配布されたアンシラリーサービスオーダーに基づいて、リアルタイムで、複数の電気車両供給デバイスを制御することと、
各電気車両供給デバイスについて、アンシラリーサービス期間を、アンシラリーサービス提供時間とバッテリー充電時間とに分割することと、
を備える方法。
［Ｃ１９］
充電のために各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための利用可能な容量値を評価することを更に備える、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２０］
１つまたは複数の下位レベルコントローラに、定期的に、アンシラリーサービスオーダーを配布することは、更に、充電のための各電気車両におけるバッテリーの要求されたエネルギーとアンシラリーサービスのための前記評価された利用可能な容量とに従って、複数の電気車両供給デバイスに前記アンシラリーサービスオーダーを配布することを備える、［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ２１］
アンシラリーサービスのための前記利用可能な容量は、各電気車両における前記バッテリーの利用可能なエネルギーと各電気車両供給デバイスの利用可能なパワーとを備える、［Ｃ１９］または［Ｃ２０］に記載の方法。
［Ｃ２２］
前記アンシラリーサービス期間はフレキシブルに構成される、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２３］
各アンシラリーサービス期間における前記アンシラリーサービス提供時間と前記バッテリー充電時間のシーケンスは、フレキシブルに構成される、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２４］
前記バッテリー充電時間は、アンシラリーサービス期間の最後にあり、または、前記アンシラリーサービス期間の始めにあり、または、前記アンシラリーサービス期間の任意の部分にある、［Ｃ２３］に記載の方法。
［Ｃ２５］
前記アンシラリーサービス提供時間において前記アンシラリーサービスオーダーのときのインターバルの間、前記電気車両のバッテリーにおけるエネルギーをレギュレートすることによってアンシラリーサービスの準備をすることを更に備える、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２６］
アンシラリーサービス期間毎にバッテリー充電のために用いられる固定された時間を設定することを更に備える、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２７］
前記固定された時間は、顧客による最終エネルギー要求、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）、前記電気車両供給デバイスの最大パワー容量、および、１つのアンシラリーサービス期間におけるアンシラリーサービスのための時間長の数理統計の関数である、［Ｃ２６］に記載の方法。
［Ｃ２８］
動作状態とバッテリータイプに基づいてバッテリー容量を考慮することによって、前記電気車両供給デバイスをディレーティングオペレーションモードで動作することを更に備える、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２９］
前記動作状態は、温度とバッテリーの寿命を備える、［Ｃ２８］に記載の方法。
［Ｃ３０］
共通結合点（ＰＣＣ）におけるパワー変動によって影響される電力供給品質を改善するために、エネルギー蓄積システム（ＥＳＳ）を用いた閉ループ制御を使用することを更に備える、［Ｃ１８］または［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ３１］
入力として顧客の要求をとることを更に備え、顧客の前記要求は、アンシラリーサービスへの参加の意志と、前記ＥＶＣＳに留まる予想時間と、顧客が去る時の前記電気車両のバッテリーにおけるエネルギー蓄積の所望の値との少なくとも１つを備える、［Ｃ１８］または［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ３２］
異なる通信プロトコルを用いて前記複数の電気車両供給デバイスを制御することを更に備える、［Ｃ１８］または［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ３３］
前記電気車両供給デバイスは、単方向電気車両供給デバイスと双方向電気車両供給デバイスを備える、［Ｃ１８］または［Ｃ１９］に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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