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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation zum Laden von Elektrofahrzeugen. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Laden von Elektrofahrzeugen mittels einer Ladestation.
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Ladestationen sind bekannt und dienen dazu, mehrere Elektrofahrzeuge zu laden. Es geht hier besonders um Ladestationen, die viele Elektrofahrzeuge parallel, also gleichzeitig oder zumindest zeitlich überschneidend laden können, wie beispielsweise 10 oder mehr Elektrofahrzeuge. Solche Ladestationen benötigen entsprechend viel Leistung und können dafür einen eigenen Netzanschlusspunkt aufweisen, über den sie mit einem elektrischen Versorgungsnetz verbunden sind, um darüber diese Leistung zu beziehen.
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Besonders bei zunehmendem Bedarf an Möglichkeiten, Elektrofahrzeuge aufzuladen, steigt auch der Leistungsbedarf für solche Ladestationen. Entsprechend muss auch der Netzanschlusspunkt der jeweiligen Ladestation und der sich daran anschließende Abschnitt des elektrischen Versorgungsnetzes auf eine entsprechende Leistungsbereitstellung ausgelegt sein.
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Hierbei können aber schnell Grenzen erreicht werden, die den Netzanschlusspunkt, insbesondere den betreffenden Abschnitt des elektrischen Versorgungsnetzes betreffen. Um dann dennoch ausreichend oder sogar mehr Leistung übertragen zu können, müsste der entsprechende Netzanschlusspunkt bzw. der betroffene Abschnitt des elektrischen Versorgungsnetzes entsprechend ausgelegt sein oder ggf. erweitert werden, was regelmäßig kostspielige Baumaßnahmen zur Folge haben kann.
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Entsprechend kann die Leistungsfähigkeit und damit Größe einer solchen Ladestation auf einen unerwünscht niedrigen Wert begrenzt sein, wenn solche kostspieligen Baumaßnahmen vermieden werden sollen.
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Insoweit das elektrische Versorgungsnetz nicht angepasst wird, kann die zusätzliche Installation leistungsfähiger Ladestationen eine starke Belastung oder sogar Schwächung des elektrischen Versorgungsnetzes zur Folge haben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der genannten Probleme zu adressieren. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, eine möglichst leistungsfähige Ladestation zu schaffen, bei gleichzeitig möglichst geringer Schwächung des elektrischen Versorgungsnetzes. Besonders wünschenswert wäre es, das elektrische Versorgungsnetz sogar zu stützen. Zumindest soll zu bekannten Lösungen eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.
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Erfindungsgemäß wird eine Ladestation nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Eine solche Ladestation ist zum Laden von Elektrofahrzeugen vorgesehen. Insbesondere kann sie mehrere Elektrofahrzeuge, insbesondere 10 oder mehr Elektrofahrzeuge, zeitgleich oder zumindest zeitlich überlappend aufladen.
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Zum Beziehen dafür notwendiger elektrischer Leistung umfasst die Ladestation einen Netzanschlusspunkt zum Austauschen elektrischer Leistung mit einem elektrischen Versorgungsnetz. Über diesen Netzanschlusspunkt wird also elektrische Leistung bezogen, es ist aber auch möglich, darüber elektrische Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einzuspeisen, so dass hier allgemein von Austausch elektrischer Leistung die Rede ist.
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Weiterhin ist wenigstens ein Ladeterminal zum Laden eines Elektrofahrzeugs vorgesehen. Ein solches Ladeterminal, von dem vorzugsweise mehrere vorhanden sind, kann besonders als Ladesäule ausgebildet sein. Ein solches Ladeterminal ist dann dazu vorgesehen, unmittelbar wenigstens ein Elektrofahrzeug zu laden. Anschaulich gesprochen weist ein solches Ladeterminal wenigstens ein Ladekabel auf, über das das Ladeterminal mit einem zu ladenden Elektrofahrzeug verbunden wird, um dann das Elektrofahrzeug über dieses Ladekabel zu laden.
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Außerdem ist eine Steuereinrichtung zum Steuern der Ladestation vorgesehen. Eine solche Steuereinrichtung ist besonders zum übergeordneten Steuern der Ladestation vorgesehen, wie nachfolgend noch erläutert wird. Das jeweilige konkrete Laden eines einzelnen Elektrofahrzeugs durch das betreffende Ladeterminal kann auch von der Steuereinrichtung gesteuert werden, es kann aber auch lokal von dem jeweiligen Ladeterminal gesteuert werden. Ggf. erhält das Ladeterminal dazu Führungswerte oder Sollwerte von der Steuereinrichtung.
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Die Steuereinrichtung ist besonders dazu vorbereitet, eine äquivalente Speicherkapazität zu bestimmen. Eine solche äquivalente Speicherkapazität beschreibt einen Wert, der einer Speicherkapazität eines äquivalenten elektrischen Speichers entspricht, der so viel Energie aufnehmen oder abgeben kann, wie die Ladestation durch Änderung ihrer aufgenommenen oder abgegebenen Leistung für einen vorbestimmten Stützzeitraum aufnehmen oder abgeben kann. Die äquivalente Speicherkapazität beschreibt also einen Energiewert, der über einen vorbestimmten Stützzeitraum abgegeben werden kann.
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Die Steuereinrichtung ist auch dazu vorbereitet, die bestimmte äquivalente Speicherkapazität an einen Empfänger außerhalb der Ladestation zu übertragen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ladestation, insbesondere die Steuereinheit, zum Übertragen der äquivalenten Speicherkapazität an einen Empfänger außerhalb der Ladestation eine Übertragungsschnittstelle aufweist, insbesondere ein Datenterminal, eine Leitungsverbindung zu dem Empfänger, oder eine Sende- und Empfangseinheit zum Betreiben einer Funkverbindung zu dem Empfänger, Somit kann die Steuereinrichtung oder ein anderes Element der Ladestation ein entsprechendes Datenterminal aufweisen, oder eine entsprechende Leitungsverbindung zu dem Empfänger, oder eine Funkverbindung zu dem Empfänger aufweisen oder herstellen. Die Steuereinrichtung und damit die Ladestation bestimmt somit die äquivalente Speicherkapazität und überträgt diesen Wert an einen externen Empfänger. Ein solcher externer Empfänger ist insbesondere ein Betreiber des elektrischen Versorgungsnetzes, also ein Netzbetreiber oder auch eine Regeleinrichtung, welche das Netzgebiet eines Netzbetreibers regelt und auch als Sekundärregler oder Netzregler bezeichnet werden kann. Auch eine Regeleinrichtung mit direkter Erfassung von Netzgrößen insbesondere einer Frequenz ist denkbar und kann als Primärregler bezeichnet werden.
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Die äquivalente Speicherkapazität könnte auch einem Stromvermarkter zur Verfügung gestellt werden, der die äquivalente Speicherkapazität zur Bewirtschaftung seines Bilanzkreises verwendet. Die Informationen könnten ihm bspw. über eine Übertragungsschnittstelle bereitgestellt werden, so dass ihm die Übertragungsschnittstelle insoweit zur Verfügung gestellt wird.
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Hierdurch wird ermöglicht, dass der externe Empfänger, also besonders der Netzbetreiber, das Potential zur Leistungsanpassung der Ladestation besser einschätzen kann. Es dürfte zwar regelmäßig ein im Wesentlichen konstanter Leistungsfluss von dem elektrischen Versorgungsnetz über den Netzanschlusspunkt zur Ladestation vorhanden sein, der natürlich auch schwanken kann, in welcher Art und Weise dieser Leistungsfluss aber verändert werden kann, ist dem Netzbetreiber regelmäßig nicht bekannt. Durch diese Angabe der äquivalenten Speicherkapazität erhält er nun aber eine Information, die ihm beim Planen der Leistungs- bzw. Energieverteilung helfen kann.
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Meldet also beispielsweise die Ladestation über ihre Steuereinrichtung, dass sie über einen bestimmten Stützzeitraum von beispielsweise 5 Minuten eine äquivalente Speicherkapazität von 10 kWh hat, so weiß der Netzbetreiber, dass er bei Bedarf für diesen Stützzeitraum der beispielhaft genannten 5 Minuten die Leistungszufuhr zu dieser Ladestation entsprechend reduzieren kann, ohne dass die Ladestation dadurch ihre Funktionalität verliert. Die Ladestation kann also trotz einer solchen kurzfristigen Leistungsreduzierung in gleichem Maße die in dem Moment durchgeführte Ladung elektrischer Fahrzeuge fortsetzen. Im genannten Beispiel könnte also für die 5 Minuten eine Leistungsreduzierung von bis zu 150 kW vorgenommen werden. Diese Leistung könnte der Netzbetreiber entsprechend für notwendige Stützaufgaben verwenden, wie beispielsweise den Ausgleich eines kurzfristigen Anstiegs eines Leistungsbedarfs. Besonders dann, wenn viele Ladestationen eine solche Funktionalität haben, kann sich für den Netzbetreiber eine große verfügbare Stützleistung ergeben.
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Durch die Vorgabe einer äquivalenten Speicherkapazität kann dem Netzbetreiber, oder auch einem Direktvermarkter oder Netzregler bzw. Sekundärregler ein gut planbarer Wert an die Hand gegeben werden, der zudem eine bessere Energieplanung über den Stützzeitraum ermöglicht, als die Angabe eines momentanen Leistungswertes.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu vorbereitet ist, die äquivalente Speicherkapazität wenigstens in Abhängigkeit einer Ladesituation des wenigstens einen Ladeterminals und optional außerdem in Abhängigkeit einer aktuellen Speicherkapazität wenigstens eines elektrischen Speichers der Ladestation, falls vorhanden, und/oder in Abhängigkeit eines Arbeitspunktes des wenigstens einen weiteren steuerbaren Verbrauchers zu bestimmen.
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Die Ladesituation wenigstens eines Ladeterminals beschreibt besonders, mit wieviel Leistung in dem Moment an dem Ladeterminal geladen wird. Das beinhaltet vorzugsweise, inwieweit dieser Ladevorgang auch reduziert oder sogar beendet werden kann bzw. unterbrochen werden kann.
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Wird also beispielsweise gerade ein Elektrofahrzeug mit 10 kW aufgeladen, und ist bekannt, dass diese Ladeleistung auch auf beispielsweise 5 kW reduziert werden kann, so ist das eine Information über die Ladesituation. In diesem Bespiel wären somit 5 kW aktivierbar. Weisen beispielsweise vier weitere Ladeterminals eine ähnliche Ladesituation auf, so wären 25 kW aktivierbar. Die in dem Moment aufgebrachte Ladeleistung wäre also um 25 kW verringerbar, so dass diese 25 kW zusätzlich zur Verfügung ständen. Wenn diese 25 kW über einen Zeitraum von 6 Minuten bereitstünden, um ein einfach rechenbares Beispiel zu nehmen, so könnte dies als äquivalente Speicherkapazität von 2,5 kWh interpretiert werden. Sofern keine weiteren Werte hinzukommen, wäre somit eine äquivalente Speicherkapazität von 2,5 kWh bestimmt worden für die beispielhafte Stützzeit von 6 Minuten.
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Die Ladeleistung kann auch über den Ladevorgang hinweg in einen festen und einen variablen Teil aufgeteilt werden, wobei die Werte über den Ladevorgang veränderlich sein können. Wird beispielsweise ein sehr leeres Auto geladen, besteht erst mal ein Bedarf am schnellen Aufladen. Ist ein höherer Ladezustand erreicht, kann ein größerer Teil der Ladeleistung variabel sein, ohne dass dem zu ladenden Auto größere Nachteile entstehen.
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Optional kann in der Ladestation auch ein elektrischer Speicher vorgesehen sein, der auch als elektrischer Vorladespeicher ausgebildet sein kann. Ein solcher elektrischer Speicher weist ebenfalls eine aktuelle Speicherkapazität jeweils auf, also wieviel Energie in ihm gespeichert und abrufbar ist. Diese tatsächliche aktuelle Speicherkapazität kann dann ggf. beim Bestimmen der äquivalenten Speicherkapazität mitberücksichtigt werden.
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Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass auch der Arbeitspunkt eines weiteren steuerbaren Verbrauchers berücksichtigt wird, um die äquivalente Speicherkapazität zu bestimmen. Ein solcher steuerbarer Verbraucher kann beispielsweise ein thermischer Speicher, einschließlich auch eines Kühlhauses sein, der zwar zu seiner Funktionalität eine gewisse Leistung benötigt, die aber kurzfristig erhöht oder verringert werden kann, was besonders durch seine Funktionsweise, nämlich besonders die thermische Kapazität, ausgeglichen werden kann. Auch ein solcher Verbraucher hat einen Arbeitspunkt, der angibt, wieviel elektrische Leistung in dem Moment verbraucht wird. Besonders kann dazu zusätzlich noch die Information verwertet werden, ob und inwieweit dieser Arbeitspunkt verändert werden kann, also insbesondere wie weit die in dem Moment verbrauchte Leistung reduziert werden kann. Entsprechend kann eine Leistung in Höhe dieser reduzierbaren Leistung für die Ladestation aktiviert werden. Auch das kann in die Bestimmung der äquivalenten Speicherkapazität mit einfließen.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass als äquivalente Speicherkapazität eine positive äquivalente Speicherkapazität und/oder eine negative äquivalente Speicherkapazität bestimmt und übertragen werden kann. Die positive äquivalente Speicherkapazität gibt hierbei an, wieviel Energie zusätzlich in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist werden kann, bzw. um wieviel Energie eine Entnahme aus dem elektrischen Versorgungsnetz verringert werden kann. In jedem Fall ist das somit eine Energie, die das elektrische Versorgungsnetz gegenüber dem aktuellen Zustand zusätzlich zur Verfügung haben kann. Das elektrische Versorgungsnetz bzw. sein Netzbetreiber hat somit diese Energiemenge zusätzlich zur Verfügung, um einem kurzfristig erhöhten Leistungsbedarf im elektrischen Versorgungsnetz zu begegnen.
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Entsprechend gibt die negative äquivalente Speicherkapazität an, wieviel Energie zusätzlich aus dem elektrischen Versorgungsnetz aufgenommen werden kann, bzw. um wieviel Energie ein Einspeisen in das elektrische Versorgungsnetz verringert werden kann. Entsprechend ist dies eine Energiemenge, auf die das elektrische Versorgungsnetz bzw. ihr Netzbetreiber zurückgreifen kann, wenn ein Leistungsüberangebot kurzfristig vorhanden ist.
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In jedem Fall ist auch zu beachten, dass der Berücksichtigung der äquivalenten Speicherkapazität, sei sie nun positiv oder negativ, auch der Gedanke zugrunde liegt, dass dies speicherbare Energie ist, die also nicht weniger oder zusätzlich verbraucht wird, sondern die lediglich zu einem anderen Zeitpunkt verbraucht wird. Über diese Energie kann also wie über einen Energiepuffer verfügt werden bzw. sie kann in diesem Sinne eingesetzt werden. Insbesondere kann sie eine Art Momentanreserve oder Minutenreserve darstellen.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zur Bestimmung der äquivalenten Speicherkapazität eine aktuelle Ladeleistung aber mit der ein oder mehrere Elektrofahrzeuge geladen werden, in eine Mindestladeleistung, eine verfügbare Ladeleistung und optional eine Zusatzladeleistung unterteilt wird. Die Mindestladeleistung gibt eine Ladeleistung an, unter die die aktuelle Ladeleistung nicht abfallen soll. Wenn die Ladeleistung also reduziert werden kann, soll dies aber nicht auf null erfolgen, sondern es soll wenigstens noch mit dieser Mindestladeleistung weiter geladen werden. Diese soll möglichst nicht unterschritten werden.
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Die verfügbare Ladeleistung ist diejenige Ladeleistung, um die die aktuelle Ladeleistung reduziert werden kann. Entsprechend setzt sich die aktuelle Ladeleistung aus der Summe der Mindestladeleistung und der verfügbaren Ladeleistung zusammen.
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Wenn optional noch eine Zusatzladeleistung berücksichtigt wird, so ist dies diejenige, um die die aktuelle Ladeleistung erhöht werden kann. Dem liegt also der Gedanke zugrunde, dass in dem Fall das betreffende Elektrofahrzeug nicht maximal schnell, also nicht mit der theoretischen Maximalladeleistung geladen wird, sondern dass bei der Ladeleistung noch Potential zur Erhöhung vorhanden ist, nämlich eine Erhöhung um die Zusatzladeleistung.
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Es wird vorgeschlagen, dass die positive äquivalente Speicherkapazität in Abhängigkeit der Mindestladeleistung bestimmt wird. Von dem aktuellen Arbeitspunkt ausgehend kann also eine Leistung aktiviert werden, indem diese Ladeleistung bis zur Mindestladeleistung reduziert wird. Das entspräche dann auch der verfügbaren Ladeleistung, um die die aktuelle Leistung reduziert werden kann.
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Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass die negative äquivalente Speicherkapazität in Abhängigkeit der Zusatzladeleistung bestimmt wird. Die Ladeleistung kann also um die Zusatzladeleistung erhöht werden und entsprechend kann mehr Leistung aus dem elektrischen Versorgungsnetz entnommen werden. Der Wert dazu kann über die negative äquivalente Speicherkapazität ermittelt werden.
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Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu vorbereitet ist, eine Vorgabe einer äquivalenten Speicherkapazität von extern, besonders von einem Netzbetreiber, zu empfangen und die Ladestation so zu steuern, dass die vorgegebene äquivalente Speicherkapazität erreicht wird, oder eine Information auszugeben, welche äquivalente Speicherkapazität stattdessen angeboten werden kann, wenn die vorgegebene nicht vollständig erreicht werden kann. Die Ladestation ist somit dazu vorbereitet, eine äquivalente Speicherkapazität nicht nur anzubieten, sondern ggf. auch entsprechende Energie bereitzustellen bzw. aufzunehmen. Dazu kann die Steuereinrichtung besonders die Ladeterminals, zusätzliche Verbraucher und/oder den elektrischen Speicher so steuern, dass diese Energie bereitgestellt oder aufgenommen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass als vorbestimmter Stützzeitraum ein Zeitraum einer Momentanreserve, ein Zeitraum einer Primärregelung, ein Zeitraum einer Sekundärregelung, ein Zeitraum positiver oder negativer Minutenreserve, oder ein Zeitraum einer Bilanzkreisbewirtschaftung zugrunde gelegt wird. Solche Regelungen oder Regelungseffekte der Momentanreserve, Primärregelung, Minutenreserve oder Sekundärregelung sind grundsätzlich bekannt und auch ihre Zeiten. Hier wurde besonders erkannt, dass je nach Festlegung des Stützzeitraums eine entsprechende Regelung oder ein entsprechender Regelungseffekt durch die Ladestation bereitgestellt werden kann. Dabei beträgt der Zeitraum einer Momentanreserve insbesondere einen Zeitraum von bis zu 10 Sekunden. Der Zeitraum einer Primärregelung liegt insbesondere im Bereich von 10 bis 30 Sekunden. Ein Zeitraum einer Sekundärregelung liegt insbesondere im Bereich von 30 Sekunden bis 5 Minuten. Ein Zeitraum positiver oder negativer Minutenreserve liegt insbesondere im Bereich von 5 Minuten bis 15 Minuten. Ein Zeitraum einer Bilanzkreisbewirtschaftung liegt insbesondere im Bereich von 15 Minuten bis zu einer Stunde.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass zur Bestimmung der äquivalenten Speicherkapazität ein bekannter, zu erwartender und/oder prognostizierter Ladeleistungsverlauf zugrunde gelegt wird. Hier liegt besonders die Erkenntnis zugrunde, dass die meisten Elektrofahrzeuge bzw. ihre Batterien bekannte Ladecharakteristiken aufweisen. Häufig ist es dabei so, dass am Anfang mit einer hohen Leistung bzw. mit hohen Strömen geladen werden kann, wobei ihr Wert mit zunehmender Zeit abnimmt. Eine solche Charakteristik ist dabei üblicherweise unabhängig oder im Wesentlichen unabhängig von dem jeweiligen Ladeterminal, das die Ladung durchführt. Liegt also beispielsweise eine Situation vor, bei der gerade sehr viele Elektrofahrzeuge in der Ladestation ihren Aufladevorgang beginnen, so ist absehbar, dass sich diese gesamte Ladeleistung in Kürze verringern wird. Genau dies wird gemäß der genannten Ausführungsform zur Bestimmung der äquivalenten Speicherkapazität berücksichtigt und kann über die äquivalente Speicherkapazität dem Netzbetreiber zugänglich gemacht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass eine Notfallspeicherkapazität bestimmt wird, die eine dem Betrage nach erhöhte, insbesondere maximale äquivalente Speicherkapazität angibt, die insbesondere eine äquivalente Speicherkapazität betrifft, die sich ergibt, wenn als zu berücksichtigende Ladeleistung auch die Mindestladeleistung mitberücksichtigt wird. Wenn also insbesondere zur Bestimmung der äquivalenten Speicherkapazität auch eine Reduzierung der Ladeleistung auf null berücksichtigt wird, oder sogar eine Reduzierung auf einen negativen Wert, bei der Leistung aus dem wenigstens einen Elektrofahrzeug entnommen wird. Somit kann eine solche Notfallspeicherkapazität bestimmt werden und auch dem externen Empfänger, besonders dem Netzbetreiber, mitgeteilt werden. Es ist dann klar, wieweit eine Leistung maximal aktiviert werden kann, und dass das dennoch im Normalfall unterbleiben sollte. Dazu kann beispielsweise vertraglich geregelt werden, unter welchen Umständen und/oder wie oft eine solche Notfallspeicherkapazität abgerufen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit der bestimmten äquivalenten Speicherkapazität dem elektrischen Versorgungsnetz eine Stützleistung angeboten wird, insbesondere eine Momentanreserve, Primärregelung, positive oder negative Minutenreserve oder eine Sekundärregelung. Hier liegt besonders der Gedanke zugrunde, dass diese äquivalente Speicherkapazität im Grunde eine Speicherkapazität eines Vorladespeichers oder ähnlichen Speichers angibt, ohne dass dieser Speicher bzw. Vorladespeicher in der vollständigen Größe vorhanden sein muss. Auch kann sich diese äquivalente Speicherkapazität abhängig von vielen Umständen und Randbedingungen verändern. Dennoch ist der Gedanke, eine Speicherkapazität wie von einem tatsächlichen Speicher zur Verfügung zu haben und abhängig davon kann dann eine Stützleistung eingespeist oder auch entnommen werden. Es kann also eine Stützleistung angeboten werden. Ob diese dann tatsächlich auch abgerufen wird, also tatsächlich auch der gedanklich zugrundeliegende Speicher entladen oder geladen wird, ergibt sich daraus noch nicht. Lediglich wird die Möglichkeit angeboten und bereits das kann für den Netzbetreiber sehr wichtig sein. Besonders weiß er, mit was für einem Verhalten er rechnen darf.
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Dabei ist auch nicht allein die äquivalente Speicherkapazität von Bedeutung, sondern auch mit welcher Dynamik, besonders mit welcher Ansprechzeit davon abhängig eine entsprechende Stützleistung bereitgestellt werden kann. Da eine Ankopplung einer Ladestation an ein elektrisches Versorgungsnetz regelmäßig durch Halbleiterschalter realisiert ist, kann im Wesentlichen beliebig schnell auf Anforderungen reagiert werden. Entsprechend können die genannten Regelungsmöglichkeiten bzw. Phänomene angeboten werden, nämlich eine Momentanreserve, eine Primärregelung, eine positive oder negative Minutenreserve und/oder eine Sekundärregelung.
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Auch für den Fall, dass die Ladestation sogar aktiv Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einspeist, wird auch dies vorzugsweise durch einen einspeisenden Wechselrichter vorgenommen, was auch ein bidirektionaler Wechselrichter sein kann. Auch dieser kann entsprechend schnell reagieren. Durch Programmierung kann aber auch eine langsamere Reaktionszeit vorgesehen sein, je nach Bedarf. Eine langsamere Reaktionszeit kann besonders auch stabilisierend auf das elektrische Versorgungsnetz wirken. Hier liegt auch besonders die Erkenntnis zugrunde, dass konventionelle Kraftwerke, die nämlich direkt gekoppelte Synchrongeneratoren verwenden, in ihrer Dominanz im elektrischen Versorgungsnetz zurückgehen werden, wohingegen sogenannte dezentrale Einspeiser, insbesondere Windenergieanlagen und Photovoltaikzellen, zunehmen werden. Aber auch der Anteil von Ladestationen wird zunehmen und daher können vorteilhafterweise auch solche Ladestationen mit in die Regelung oder Stabilisierung des elektrischen Versorgungsnetzes eingebunden werden. Somit ist auch für die Ladestation ein vorteilhafter Aspekt, dass diese sich auf verschiedene Regelungsarten einstellen kann bzw. diese emulieren kann. Besonders ist mit dem Anbieten der genannten Regelungen eine Emulation vorgesehen.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu vorbereitet ist, insbesondere in Abhängigkeit der äquivalenten Speicherkapazität das Laden des wenigstens einen Elektrofahrzeugs zu steuern, zumindest jeweils einen Ladesollwert oder eine verfügbare Ladeleistung an die betreffenden Ladeterminals vorzugeben. Dadurch kann ggf. die äquivalente Speicherkapazität aktiviert werden. Eine zentrale Steuerung wird vorzugsweise durch die Steuereinrichtung vorgenommen, wohingegen die konkrete Steuerung einzelner Ladevorgänge durch die Ladeterminals gesteuert werden kann. Dazu können sie aber Sollwerte für eine einzuspeisende Leistung erhalten.
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Außerdem oder alternativ ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ein Einspeichern oder Ausspeichern elektrischer Leistung des wenigstens einen elektrischen Speichers steuern, sofern einer in der Ladestation vorhanden ist. Besonders das Steuern eines solchen Speichers wird besonders vorzugsweise zentral durch die Steuereinrichtung durchgeführt. Sie kann damit unmittelbar auch die Leistungsentnahme aus dem elektrischen Versorgungsnetz steuern, ggf. auch ein Einspeisen elektrischer Leistung aus dem elektrischen Speicher steuern.
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Außerdem oder alternativ nimmt die Steuereinrichtung auch das Austauschen elektrischer Leistung über den Netzanschlusspunkt vor, steuert diesen Prozess also. Dies kann sie besonders in Kenntnis der übrigen Informationen bzw. der übrigen Steuerschritte durchführen. Sie kann beispielsweise unmittelbar die Entnahme von Leistung aus dem elektrischen Speicher steuern und dazu unmittelbar das Einspeisen elektrischer Leistung in das elektrische Versorgungsnetz steuern.
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Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung auch dazu vorbereitet, das Ansteuern des wenigstens einen steuerbaren Verbrauchers zu steuern. Somit kann die Steuereinrichtung beispielsweise die Leistungsaufnahme eines steuerbaren Verbrauchers reduzieren, indem sie dort einen entsprechenden Sollwert vorgibt. Die tatsächliche Funktionsweise des steuerbaren Verbrauchers hinsichtlich seines originären Zweckes führt der steuerbare Verbraucher vorzugsweise aber selber aus, allerdings unter Berücksichtigung einer Vorgabe durch die Steuereinrichtung der Ladestation. Eine solche Vorgabe kann beispielsweise eine für einen gewissen Zeitraum vorgegebene maximal aufzunehmende Leistung sein.
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All diese Steuervorgänge können somit auch zentral von der Steuereinrichtung gesteuert, zumindest koordiniert werden.
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Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Steuern einer Ladestation vorgeschlagen. Vorzugsweise arbeitet das Verfahren so, wie im Zusammenhang mit Ausführungsformen der Ladestation vorstehend beschrieben wurde. Besonders arbeitet das Verfahren so, wie im Zusammenhang mit der Steuereinrichtung beschrieben wurde, wobei auch in Betracht kommt, dass nicht unbedingt die Steuereinrichtung verwendet werden muss.
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Vorzugsweise verwendet das Verfahren eine Ladestation gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitende Figur näher erläutert.
- 1 zeigt schematisch eine Ladestation, die an ein elektrisches Versorgungsnetz angeschlossen ist.
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1 zeigt somit eine Ladestation 200 mit einem ersten und einem zweiten Ladeterminal 201, 202. Das erste und das zweite Ladeterminal 201, 202 stehen grundsätzlich auch repräsentativ für weitere Ladeterminals. Zum Zwecke der Erläuterung bildet das erste Ladeterminal 201 eines, das auch für hohe Ladeleistungen, insbesondere für Schnellladeleistungen geeignet ist, wohingegen das zweite Ladeterminal 202 ein normales Ladeterminal ist. Grundsätzlich kann dabei vorgesehen sein, dass auch das zweite Ladeterminal 202 wie das erste Ladeterminal 201 ausgebildet ist und insbesondere auch eine Schnellladefähigkeit hat. Jedes Ladeterminal kann alternativ auch als Ladepunkt bezeichnet werden. Das gilt somit sowohl für das erste als auch für das zweite Ladeterminal 201, 202.
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Als weiteres optionales Element ist in der Ladestation 200 ein tatsächlicher elektrischer Vorladespeicher 204 vorgesehen. Dieser optionale Vorladespeicher 204 kann besonders bei Bedarf eine zusätzliche Leistung zum Laden von Elektrofahrzeugen bereitstellen. Besonders kann der Vorladespeicher 204 bei Bedarf einer zusätzlichen Ladeleistung an wenigstens ein Ladeterminal, also das exemplarisch genannte erste Ladeterminal 201 und/oder das zweite Ladeterminal 202 liefern. Das kann am besten dann vorgesehen sein, wenn an dem einen oder besonders an mehreren Ladeterminals 201, 202 kurzfristig ein hoher Bedarf an Ladeleistung existiert. Hier ist zu wiederholen, dass die beiden Ladeterminals 201, 202 repräsentativ für viele Ladeterminals stehen können. Sind also beispielsweise 20 Ladeterminals vorgesehen, kann besonders dann ein hoher Leistungsbedarf entstehen, wenn viele oder alle dieser beispielhaft genannten 20 Ladeterminals benutzt werden. Auch bei Inanspruchnahme einer Schnellladung oder vieler Schnellladungen kann ein hoher Leistungsbedarf zum Laden entstehen.
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Die Ladestation 200 weist außerdem eine Raststätte ggf. mit konventioneller Tankstelle auf, also einer Tankstelle zum Tanken fossiler Brennstoffe. Diese Raststätte ist hier als Raststätte 206 gekennzeichnet und bildet dabei einen weiteren Verbraucher, der zumindest teilweise steuerbar ist. Die teilweise Steuerbarkeit bezieht sich darauf, dass einige Elemente steuerbar sind, wie beispielsweise eine Heizung zum Beheizen des Gebäudes, andere nicht steuerbar sind, wie beispielsweise ein Fahrstuhl oder Küchengeräte in der Raststätte.
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Als weiterer Verbraucher ist weiterhin ein thermischer Speicher 208 dargestellt. Dieser thermische Speicher 208 kann sich bzw. ein Speichermedium bei entsprechendem Leistungseintrag erhitzen und diese Wärme bei Bedarf abgeben, beispielsweise als Heizluft oder als Warmwasser. Beispielsweise kann ein solcher thermischer Speicher das Speichermedium, beispielsweise Wasser, aufheizen und warmes Wasser kann dann besonders im oberen Bereich eines Warmwasserspeichers des thermischen Speichers 208 bei Bedarf entnommen werden. Dann wird üblicherweise nachgeheizt. Wird aber trotz Entnahme warmen Wassers zunächst nicht nachgeheizt, hat das zunächst keine oder keine merklichen Auswirkungen, denn zunächst wird ein solcher Warmwasserspeicher regelmäßig erst im unteren Bereich mit kaltem Wasser aufgefüllt, das dann erhitzt wird. Den oberen Bereich erreicht das aufgefüllte kalte Wasser in dem Moment nicht, so dass die Warmwasserentnahme nicht oder kaum beeinflusst wird, selbst wenn das nachgefüllte kalte Wasser nicht sofort erhitzt wird.
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Zum Versorgen der Ladestation 200, besonders der Ladeterminals 201 und 202, des optionalen Vorladespeichers 204, der Raststätte 206 und des repräsentativ für andere bzw. weitere Lasten stehenden thermischen Speichers 208 ist die Ladestation über einen Netzanschlusspunkt 210 und beispielsweise einen Transformator 214 an ein elektrisches Versorgungsnetz 216 angeschlossen. An dem Netzanschlusspunkt 210 ist veranschaulichend ein Trennschalter angedeutet, der im Normalbetrieb natürlich geschlossen ist.
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Für die Raststätte 206 und den thermischen Speicher 208, die beide repräsentativ für weitere Verbraucher stehen, kann ein eigener Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 vorgesehen sein, wenn außerdem für die Ladeterminals 201 und 202 und ggf. den optionalen Vorladespeicher 204 ein Ladenetzanschlusspunkt 212 vorgesehen ist. Auch der Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 und der Ladenetzanschlusspunkt 212 sind veranschaulichend mit einem Trennschalter versehen und diese Trennschalter sind ebenfalls im normalen Gebrauch geschlossen und hier nur aus Darstellungsgründen geöffnet gezeigt.
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Der Netzanschlusspunkt 210 kann, wie dies in 1 gezeigt ist, in den Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 und den Ladenetzanschlusspunkt 212 aufgetrennt sein, oder der Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 und der Ladenetzanschlusspunkt 212 sind jeweils tatsächlich eigenständige Netzanschlusspunkte, so dass der Netzanschlusspunkt 210 entbehrlich wäre. Es kommt aber auch in Betracht, dass nur der Netzanschlusspunkt 210 vorhanden ist und darüber, ohne den Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 und den Ladenetzanschlusspunkt 212, die gesamte Ladestation an das elektrische Versorgungsnetz 216 angeschlossen ist.
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Besonders kommt die Verwendung nur eines Netzanschlusspunktes, nämlich des Netzanschlusspunktes 210 in Betracht, wenn die Ladestation einschließlich der Raststätte und weiterer Verbraucher wie der thermische Speicher 208 komplett neu geplant und errichtet werden. Besonders dann, wenn bereits eine Raststätte ggf. mit weiteren Verbrauchern vorhanden ist, kommt in Betracht, dass diese über einen Netzanschlusspunkt wie den Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 an das elektrische Versorgungsnetz 216 angeschlossen ist. Wird dann eine Infrastruktur zum Laden von Elektrofahrzeugen ergänzt, also insbesondere Ladeterminals wie das erste und zweite Ladeterminal 201, 202 ergänzt, und ggf. auch der Vorladespeicher 204, so kann dafür ein zusätzlicher Netzanschlusspunkt wie der Ladenetzanschlusspunkt 212 vorgesehen sein.
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Im Normalbetrieb bezieht die Ladestation 200 aus dem elektrischen Versorgungsnetz 216 eine Netzleistung 220, die auf alle Verbraucher der Ladestation 200 verteilt wird, nämlich auf das erste Ladeterminal 201, das zweite Ladeterminal 202, die Raststätte 206 und den thermischen Speicher 208. Ist auch der optionale Vorladespeicher 204 vorhanden, kann dieser ebenfalls Leistung von der Netzleistung 220 erhalten, wobei dies auch ein negativer Anteil sein kann, wenn also der Vorladespeicher nicht Leistung einspeichert, sondern ausspeichert. Entsprechend sind in der 1 Leistungsflüsse durch Pfeile angedeutet, nämlich eine erste Ladeleistung 221, die zum ersten Ladeterminal 201 fließt, eine zweite Ladeleistung 222, die zu dem Ladeterminal 202 fließt, eine erste Verbrauchsleistung 226, die zu der Raststätte 206 fließt, und eine zweiter Verbrauchsleistung 228, die zu dem thermischen Verbraucher 208 fließt. Für den optionalen Vorladespeicher 204 ist eine Speicherleistung 224 angedeutet, die der Vorladespeicher 204 abgibt.
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Die Summe der ersten und zweiten Ladeleistung 221, 222 und der ersten und zweiten Verbrauchsleistung 226, 228, abzüglich der Speicherleistung 224, entspricht somit der Netzleistung 220.
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Besteht nun beispielsweise plötzlich ein erhöhter Bedarf einer Ladeleistung an dem ersten Ladeterminal 201, weil beispielsweise ein entsprechendes Fahrzeug geladen werden soll, das für eine sehr hohe Ladeleistung ausgelegt ist, wobei diese hohe Ladeleistung auch abgerufen werden soll, müsste entsprechend die erste Ladeleistung 221 erhöht werden. Dazu müsste um denselben Betrag die Netzleistung 220 erhöht werden. Ist nun aber die Netzleistung 220 in dem Moment, in dem diese erhöhte Ladeanforderung gestellt wird, bereits an ihrer Maximalgrenze, so kann sie nicht mehr erhöht werden. Die zusätzlich benötigte Leistung der ersten Ladeleistung 221 könnte demnach nicht geliefert werden.
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Es wurde nun aber erkannt, dass diese zusätzliche Leistung dennoch bereitgestellt werden kann, wenn nämlich die übrigen Leistungen entsprechend angepasst werden können. Es könnte also die zweite Ladeleistung 222 verringert werden, die erste Verbrauchsleistung 226 verringert werden, die zweite Verbrauchsleistung 228 verringert werden und/oder die Speicherleistung 224 erhöht werden. Beispielsweise kann jede dieser genannten vier Leistungen einen kleinen Beitrag leisten, der möglicherweise ausreicht, den erhöhten Leistungsbedarf der ersten Ladeleistung 221 bereitzustellen. Dabei ist zu beachten, dass besonders bei einer hohen Schnellladeleistung diese oftmals nur wenige Minuten benötigt wird. Das ist meist durch die Ladecharakteristik der entsprechenden Batterie, die dabei geladen werden soll, bedingt. Dieser erhöhte Bedarf besteht also regelmäßig nur wenige Minuten lang.
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Um nun zunächst beurteilen können, ob überhaupt dieser erhöhte Bedarf der ersten Ladeleistung 221 für diesen kurzen Zeitraum, der hier als vorbestimmter Ladezeitraum bezeichnet wird, bereitgestellt werden kann, wird vorgeschlagen, eine äquivalente Speicherkapazität zu bestimmen. Diese äquivalente Speicherkapazität gibt insoweit eine Speicherkapazität eines virtuellen Vorladespeichers an. Zur Veranschaulichung werden hier das zweite Ladeterminal 202. der Vorladespeicher 204, die Raststätte 206 und der thermische Speicher 208 zu einem virtuellen Vorladespeicher 230 zusammengefasst.
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Der virtuelle Vorladespeicher 230 zeichnet sich besonders dadurch aus, dass er nicht tatsächlich, bzw. durch den tatsächlichen Vorladespeicher 204 nur teilweise, Energie speichern kann und entsprechend Leistung aufnehmen bzw. abgeben kann, sondern dass er einen Leistungsfluss verändern kann. An die Abgabe der Leistung eines tatsächlichen Speichers tritt bei dem virtuellen Vorladespeicher die Verringerung der Leistungsaufnahme. Mit anderen Worten kann der exemplarisch genannte erhöhte Leistungsbedarf der ersten Ladeleistung 221 dadurch realisiert werden, dass der virtuelle Vorladespeicher 230 die entsprechende Leistung gemäß dem erhöhten Leistungsbedarf der ersten Ladeleistung 221 weniger aufnimmt, also weniger konsumiert. Es kann natürlich auch beinhalten, dass der virtuelle Vorladespeicher tatsächlich positive Leistung abgibt, wenn nämlich die abgegebene Speicherleistung 224 des tatsächlichen Vorladespeichers 204 entsprechend groß ist. Regelmäßig, besonders wenn der Vorladespeicher 204 nicht vorhanden ist, bedeutet die Reduktion der Leistung des Vorladespeichers, dass auch nach der Reduktion weiterhin Leistung von den Elementen des virtuellen Vorladespeichers 230 aufgenommen und konsumiert wird, nur weniger als vorher.
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Um nun mit der Leistung dieses virtuellen Vorladespeichers 230 haushalten zu können, wird eine äquivalente Speicherkapazität bestimmt. Diese berücksichtigt im Grunde nur das Potential, um das die Leistungsaufnahme des virtuellen Vorladespeichers 230 reduziert werden kann und bezieht dies auf den vorbestimmten Ladezeitraum, also beispielsweise den Zeitraum, für den der genannte erhöhte Leistungsbedarf der ersten Ladeleistung 221 besteht.
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Abhängig von dem vorbestimmten Ladezeitraum kann diese äquivalente Speicherkapazität dann daraus bestimmt werden, um wieviel Leistung die zweite Ladeleistung 222 reduziert werden kann, um wieviel die Speicherleistung 224 in dem vorbestimmten Ladezeitraum erhöht werden kann, um wieviel die erste Verbrauchsleistung 226 in dem vorbestimmten Ladezeitraum reduziert werden kann und um wieviel die zweite Verbrauchsleistung 228 in dem vorbestimmten Ladezeitraum reduziert werden kann. Hierbei kann natürlich auch berücksichtigt werden, dass eine oder mehrere dieser genannten Leistungen nicht konstant gleichmäßig über den vorbestimmten Ladezeitraum geändert werden kann oder können. Am Ende kommt als Ergebnis lediglich ein Wert für die äquivalente Speicherkapazität heraus. Davon abhängig kann dann beurteilt werden, inwieweit der beispielhaft genannte erhöhte Bedarf der ersten Ladeleistung 221 befriedigt werden kann und entsprechend kann das erste Ladeterminal 201 gesteuert werden.
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All diese Berechnungen der äquivalenten Speicherkapazität können mittels einer Steuereinrichtung 232 durchgeführt werden und diese Steuereinrichtung 232 ist hier repräsentativ mit dem ersten und zweiten Ladeterminal 201, 202 und dem optionalen Vorladespeicher 204 verknüpft. Damit soll angedeutet werden, dass die Steuereinrichtung 232 besonders für diese Elemente der Ladestation 200 vorgesehen ist. Es wurde aber besonders erkannt, dass auch weitere Verbraucher wie die beispielhaft genannte Raststätte 206 und der ebenfalls nur beispielhaft genannte thermische Speicher 208 mit einbezogen werden können. Vorzugsweise führt die Steuereinrichtung 232 dann auch eine Steuerung weiterer solcher Verbraucher wie der Raststätte 206 und des thermischen Speichers 208 mit durch.
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Die Steuereinrichtung 232 kann auch zum Einspeisen elektrischer Leistung in das elektrische Versorgungsnetz 216 vorgesehen sein und dafür insbesondere einen bidirektionalen Wechselrichter ansteuern oder aufweisen. Über einen solchen bidirektionalen Wechselrichter kann somit elektrische Leistung aus dem elektrischen Versorgungsnetz 216 entnommen werden und auch eingespeist werden. Das wird für jegliche Ausführungsformen vorgeschlagen. Insbesondere wird somit allgemein vorgeschlagen, dass die Ladestation über einen bidirektionalen Wechselrichter mit dem elektrischen Versorgungnetz gekoppelt ist, um darüber wahlweise elektrische Leistung aus dem elektrischen Versorgungsnetz zu entnehmen und elektrische Leistung in das elektrische Versorgungsnetz einzuspeisen. Mit einem solchen bidirektionalen Wechselrichter kann sowohl beim Entnehmen elektrischer Leistung als auch beim Einspeisen elektrischer Leistung unter anderem auch eine Blindleistung eingestellt werden.
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Insoweit nur ein Netzanschlusspunkt 210 vorhanden ist, kann die erste Ladeleistung 221 maximal der Netzleistung 220 entsprechen, ggf. zzgl. der Leistung, die der Vorladespeicher 204 abgeben kann, falls er vorhanden ist.
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Liegt aber eine Topologie zugrunde, bei der zwei Netzanschlusspunkte vorhanden sind, wie der Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 und der Ladenetzanschlusspunkt 212, so ist die erste Ladeleistung 221 nicht auf die Leistung beschränkt, die der Ladenetzanschlusspunkt 212 liefern kann, ggf. zzgl. der Speicherleistung 224, sondern es kann Leistung, die über den Verbrauchernetzanschlusspunkt 211 bezogen wird, hinzukommen, zumindest teilweise. Die schematisch gezeigte Topologie der 1 zeigt eine solche Verbindung zwar nicht, aber sie kann vorhanden sein oder geschaffen werden.
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Mit anderen Worten kann also besonders für den Fall, dass eine Raststätte wie die Raststätte 206 durch eine Ergänzung zum Laden elektrischer Fahrzeuge erweitert wird, diese Erweiterung über den dann neu geschaffenen Ladenetzanschlusspunkt 212 erreicht werden. Grundsätzlich würde dann dieser Ladenetzanschlusspunkt 212 eine Leistungsgrenze für die maximale Ladeleistung, sofern kein Vorladespeicher 204 vorhanden ist, begrenzen. Hier wurde aber erkannt, dass jedenfalls für kurzfristige hohe Leistungsanforderungen, die regelmäßig nur im Bereich weniger Minuten liegen, zumindest ein Teil der Leistung hinzugenommen werden kann, die die weiteren Verbraucher, also besonders die Raststätte 206 beziehen.
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All dies wird besonders dadurch geplant und gesteuert, dass die äquivalente Speicherkapazität jeweils für einen vorbestimmten Ladezeitraum bestimmt wird. Das kann auch beinhalten, dass bei der Topologie der beiden Netzanschlusspunkte, also des Ladenetzanschlusspunktes 212 und des Verbrauchernetzanschlusspunktes 211 die maximale Leistung des Verbrauchernetzanschlusspunktes 211 noch nicht ausgeschöpft ist.
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Somit wird vorgeschlagen, eine gesamte Betrachtung aller elektrischen Elemente, zumindest insoweit auf diese steuernd eingegriffen werden kann, beim Haushalten der Ladeleistung zu berücksichtigen. Dies wird hier vorzugsweise über das Bestimmen einer äquivalenten Speicherkapazität realisiert.
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Die 1 zeigt zudem eine Sendeeinheit 240 zum Übertragen der bestimmten äquivalenten Speicherkapazität an einen Netzbetreiber 242 über einen Datenkanal 241, der kabelgebunden oder auch als Funkstrecke ausgebildet sein kann. Der Netzbetreiber 242 kann sein Netz steuern, was nur durch die Steuerpfeile 244 und 246 angedeutet ist. Veranschaulichend ist dabei als Teil des allgemein symbolisierten elektrischen Versorgungsnetzes 216 ein Verteilnetz 248 und ein Übertragungsnetz 250 angedeutet, die symbolisch durch einen Hochspannungstransformator 252 gekoppelt dargestellt sind. Entgegen der symbolisierenden Darstellung kann das Versorgungsnetz 216 als Oberbegriff für das Verteilnetz 248 und das Übertragungsnetz 250 angesehen werden, bzw. für eine Gesamtheit mehrerer solcher Netze. Der Netzbetreiber 242 kann nun für die Steuerung der Netze zusätzlich die Information über die äquivalente Speicherkapazität verwenden und in seine Planung einfließen lassen und dann auch auf eine entsprechende Unterstützung durch die Ladestation zurückgreifen. Dafür ist der Datenkanal 241 in beide Richtungen betreibbar. Der Netzbetreiber 242 kann somit über diesen Datenkanal 241 auch Sollwerte an die Ladestation geben. Dazu gehört besonders eine Anforderung einer Dienstleistung wie das Bereitstellen einer Momentanreserve, Primärregelung, positiver oder negativer Minutenreserve oder Sekundärregelung.
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Es liegt somit die Idee zugrunde, die Bereitstellung einer Vorladefunktionalität durch einen virtuellen Speicher zu erreichen. Dabei werden steuerbare Lasten, verschiebbare Lasten, die jeweils auch als Verbraucher bezeichnet werden können, und ggf. echte Speicher zu einem virtuellen Vorladespeicher zusammengefasst.
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Damit kann ein Vorladespeicher für E-Mobility-Schnellladestationen durch das Prinzip des virtuellen Speichers funktional erreicht werden. Eine Vergrößerung der Kapazität eines kleinen Vorladespeichers kann durch Kombination mit steuerbaren und verschiebbaren Lasten zu einem aus Netzsicht großen Speichersystem mit hoher Verfügbarkeit erreicht werden. Auch ein netzdienlicher bzw. netzstützender Betrieb in Kombination mit einem Vorladebetrieb kann realisiert werden, wenn ein integrierter echter Speicher vorhanden ist. Auch ein Vorladebetrieb ohne echten Speicher ist realisierbar.
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Es wurde berücksichtigt und erkannt, dass virtuelle Speicher aus Netzsicht wie echte Speicher wirken, sich aber aus steuerbaren und verschiebbaren Lasten aufbauen können. Dadurch kann sich zwar eine entsprechend geringere Verfügbarkeit ergeben, aber es können Kosten für einen echten Vorladespeicher eingespart werden, zumindest kann ein Vorladespeicher kleiner dimensioniert werden.
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Durch den vorgeschlagenen einfachen Ansatz kann eine Ladeleistung kurzfristig stark erhöht werden und dennoch ein Netzausbau verhindert werden. Dadurch kann ggf. mehr Ladeleistung bei gleichen Netzanschlusskosten erreicht werden. Dadurch kann ggf. auch ein schnellerer Netzanschluss erreicht werden.
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Damit können auch, bei vergleichsweise geringen Kosten Systemdienstleistungen angeboten werden.
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Es wurde erkannt, dass eine Nutzung des Prinzips eines virtuellen Speichers als Vorladespeicher zur kurzfristigen Erhöhung der Ladeleistung besonders bei einer Schnellladestation erreichbar ist, wobei auf einen echten Speicher verzichtet werden kann.
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Eine Bereitstellung einer zusätzlichen Leistung ist möglich, nämlich durch einen virtuellen Speicher, eine Verbrauchsverschiebung und/oder steuerbare Lasten bzw. Verbraucher.
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Das kann entweder direkt am Ladepunkt durch bereits ladende Fahrzeuge erreicht werden, wenn die ihre Ladeleistung reduzieren können. Es kann auch durch naheliegende Lasten erreicht werden, wie bspw. eine Raststätte, Öfen und Kühlung, um einige Beispiele zu nennen. In diesem Fall kann die Ladeleistung in einen festen und variablen Teil aufgeteilt werden. Der variable Teil kann Teil des virtuellen Speichers sein.
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Es kann auch ein virtueller Speicher mit integriertem echten Speicher für Systemdienstleistungen und als Vorladespeicher verwendet werden.
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Eine Verfügbarkeit des virtuellen Speichers wird durch den echten Speicher gewährleistet. Eine Reduktion der Verfügbarkeit eines solchen virtuellen Speichers als Vorladespeicher, also für das Laden der Elektrofahrzeuge, zugunsten von Systemdienstleistungen wird als vorteilhafte Variante vorgeschlagen.