Mejora de red eléctrica de distribución para vehículos eléctricos enchufables.

Método para mejorar una red de distribución eléctrica caracterizado porque comprende:

recibir una entrada de usuario, donde la entrada de usuario comprende la información deconfiguración de red de distribución eléctrica (EDN) para una EDN y la información demográfica;

almacenar la entrada de usuario y un modelo de carga en una base de datos (208);

calcular una información de carga basada en el modelo de carga;

realizar una primera simulación utilizando un simulador (210) basado al menos en la informaciónde configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga para obtener unprimer resultado de simulación;

analizar el primer resultado de simulación utilizando un motor de análisis (206) para obtener unprimer resultado de interpretación; actualizar al menos una de entre la información deconfiguración de la EDN, la información demográfica o la información de carga, realizar unasegunda simulación utilizando el simulador (210) basado en la actualizada al menos una de entrela información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de cargapara obtener un segundo resultado de simulación;y

analizar el segundo resultado de simulación utilizando el motor de análisis (206) para obtener unsegundo resultado de interpretación.

Mejora de red eléctrica de distribución para vehículos eléctricos enchufables Antecedentes

1. Campo técnico [0001] Esta publicación hace referencia a un sistema para mejorar las redes de distribución eléctrica para vehículos eléctricos enchufables ("PEV") .

2. Técnica relacionada [0002] Las empresas y los gobiernos se enfrentan a presiones desde un punto de vista empresarial y desde un punto de vista político para reducir las emisiones de carbono, asegurar la independencia energética, y apoyar la 10 industria automotriz para conseguir medios de transporte más respetuosos con el medio ambiente. Muchas empresas y gobiernos consideran que los PEVs son una tecnología a medio plazo para conseguir estos objetivos. Los estudios muestran que colocar los PEVs en la carretera podría reducir las emisiones de gas invernadero estadounidenses hasta 500 millones de toneladas métricas al año a partir del 2050. Desde el punto de vista tecnológico, el desarrollo de baterías y cargadores más eficientes permiten a los fabricantes de automóviles producir PEVs más eficientes y asequibles. A medida que aumentan los problemas medioambientales, se estima que los precios del combustible aumentarán globalmente, los consumidores también se interesan más por los PEVs, lo que conduce a un aumento de la previsión del número de PEVs en la carretera.

El creciente número de PEVs en la carretera y de estaciones de recarga asociadas generaría una carga adicional que se extendería de manera dinámica sobre las redes de distribución eléctrica (EDN) existentes geográficamente en ese momento. Los estudios han demostrado que incluso una pequeña entrada de los PEVs sobrecargaría una EDN local y acortaría la vida útil del equipo energético, teniendo que cambiar equipos, transformadores y reguladores. Sin embargo, es necesario hacer más para conseguir el uso extendido de PEVs.

Por lo tanto, existe la necesidad de abordar los problemas arriba citados y otros anteriormente sufridos.

La solicitud de patente PCT WO 2008/073453 hace referencia a un sistema de acumulación de potencia en el que un servicio establece interconexiones individuales con numerosos recursos eléctricos conectados de manera intermitente a la red eléctrica, como los vehículos eléctricos.

SUMARIO

Un sistema de mejora ("sistema") de la red de distribución eléctrica ("EDN") permite a un operador de una EDN simular de manera eficaz y precisa el impacto de los PEVs, modificar de manera dinámica la configuración de la EDN para justificar diferentes escenarios de carga, determinar programas para mejorar la EDN para las PEVs. El sistema además permite aplicar las medidas de mejora a la EDN.

Un método de mejora de la red de distribución eléctrica que incluye recibir una entrada de usuario, donde la entrada de usuario comprende una red de distribución eléctrica (EDN) , información de configuración, 35 información demográfica e información de carga y el almacenamiento de entrada de usuario en una base de datos. El método también incluye representar una simulación principal utilizando un simulador basado al menos en la información de configuración de EDN, la información demográfica o la información de carga almacenada en la base de datos para obtener un primer resultado de simulación, analizar el primer resultado de simulación utilizando un motor de análisis para obtener un primer resultado de la interpretación, actualizar al menos una de entre la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga, realizar una segunda simulación utilizando el simulador basado en la actualizada al menos información de configuración de la EDN, información demográfica o información de carga para obtener un segundo resultado de simulación y analizar el segundo resultado de la simulación utilizando el motor de análisis para obtener un segundo resultado de la interpretación.

El método también puede incluir determinar al menos un programa de mejora basado en al menos el primer resultado de la interpretación o el segundo resultado de la interpretación, actualizar la información de configuración de EDN basada en el programa de mejora determinado, realizar una simulación del programa de mejora utilizando el simulador basado en la información de configuración de la EDN actualizada y aplicar el determinado al menos un programa de mejora sobre una EDN.

Otros sistemas, métodos y características serán, o se volverán, evidentes para alguien experto en la técnica tras el análisis de las siguientes figuras y la descripción detallada. Se entiende que todos los sistemas, métodos y características adicionales incluidos en esta descripción se encuentran dentro del alcance de la divulgación y está protegidos por las siguientes reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

El sistema puede entenderse mejor con referencia a los siguientes dibujos y descripción. Los componentes en las figuras no están necesariamente a escala, teniendo en su lugar el énfasis en la ilustración de los principios de la publicación. Además, en las figuras, los numerales similares designan partes correspondientes a lo largo de las diferentes vistas.

La figura 1 muestra una red de distribución eléctrica ("EDN") .

La figura 2 muestra un diagrama del sistema de mejora de la red de distribución eléctrica ("sistema") .

La figura 3 muestra una vista detallada del sistema.

La figura 4 muestra una vista del sistema integrado con la EDN.

La figura 5 muestra una primera parte del diagrama de flujo de la lógica que el sistema sigue.

La figura 6 muestra una segunda parte del diagrama de flujo de la lógica que el sistema sigue.

La figura 7 muestra un diagrama secuencial de la lógica que el sistema sigue.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La figura 1 muestra un diagrama 100 de una red de distribución eléctrica ("EDN") . La EDN puede ser una red inteligente que incorpora tecnologías de información y comunicación a todos los niveles de transmisión y 20 distribución de electricidad. La red inteligente puede combinar hardware de potencia tradicional con tecnología de detección y seguimiento, tecnología de información y comunicaciones para mejorar el rendimiento de la red eléctrica y soportar servicios adicionales de los consumidores. Una red inteligente puede controlar la demanda de energía eléctrica hasta el nivel residencial, conectar la generación de potencia distribuida a pequeña escala con los dispositivos de almacenaje, comunicar la información de los estados y necesidades de funcionamiento,

recoger información de las los precios y condiciones de la red, y mover la red más allá del control central hacia una red de colaboración.

La EDN puede incluir una o más fuentes de generación energética como una planta energética 102, una red de transmisión 104, una red de distribución 110, y un local de cliente 114. La red de transmisión 104 puede incluir torres de transmisión 106 para transmitir electricidad hacia la subestación de transmisión 108 dentro de la 30 red de transmisión. La subestación de transmisión 108 puede transmitir electricidad a varias redes de distribución como la red de distribución 110. La red de distribución 110 puede incluir las subestaciones de distribución como la subestación 112a y 112b que a su vez distribuye electricidad a varios nudos en un local de cliente 114. El local de cliente puede incluir uno o más contadores 118 para contar la electricidad que fluye hacia varios nudos 118

124. Los nudos pueden ser, por ejemplo, un nudo de fábrica 118, nudo de hogar 120, un nudo de carga PEV 122 35 y otros tipos de nudos 124.

La EDN también puede incluir un centro de operación de la EDN 128. El centro de operación de la EDN 128 puede comunicarse a través de una red 126 con varios aspectos de la EDN para controlar la configuración y operación de la EDN. Por ejemplo, el centro de operación de la EDN 128 puede comunicar con la subestación de la transmisión 108, subestaciones de la distribución 112a, y 112b, el contador 116 y varios nudos 118-124 para controlar y cambiar la operación y configuración de parte o todas las EDN. Por ejemplo, el centro de operación de la EDN 128 puede alterar los modelos de distribución eléctrica entre las diferentes subestaciones de distribución 112a y 112b, ajustar los ritmos dependiendo del tipo de nudo o el momento del día, o identificar cualquier mantenimiento de hardware que pueda requerirse. El centro de operación de la EDN 128 puede incluir el sistema 202, un sistema de respuesta a la demanda 130 y el sistema de control de la EDN 132.

El sistema de respuesta a la demanda 130 puede... [Seguir leyendo]

1. Método para mejorar una red de distribución eléctrica caracterizado porque comprende:

recibir una entrada de usuario, donde la entrada de usuario comprende la información de configuración de red de distribución eléctrica (EDN) para una EDN y la información demográfica;

almacenar la entrada de usuario y un modelo de carga en una base de datos (208) ;

calcular una información de carga basada en el modelo de carga;

realizar una primera simulación utilizando un simulador (210) basado al menos en la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga para obtener un primer resultado de simulación;

analizar el primer resultado de simulación utilizando un motor de análisis (206) para obtener un primer resultado de interpretación; actualizar al menos una de entre la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga, realizar una segunda simulación utilizando el simulador (210) basado en la actualizada al menos una de entre la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga para obtener un segundo resultado de simulación;

y

analizar el segundo resultado de simulación utilizando el motor de análisis (206) para obtener un segundo resultado de interpretación.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, donde el modelo de carga comprende un modelo de carga 20 del vehículo eléctrico enchufable ("PEV") .

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, comprendiendo también:

determinar al menos un programa de mejora basado en al menos el primer resultado de interpretación o el segundo resultado de interpretación; actualizar la información de configuración de la EDN basada en el programa de mejora determinado;

realizar una simulación de programa de mejora utilizando el simulador basado en la información de configuración de la EDN; y aplicar el al menos un programa de mejora determinado a una EDN.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde la determinación del al menos un programa de mejora determina el al menos un programa de mejora basado en al menos el primer resultado de interpretación o el segundo resultado de interpretación.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, donde la aplicación del al menos un programa de mejora determinado a la EDN comprende:

basándose en una solicitud de asignación de uso a realizar en uno o más nudos de la EDN, 35 obtener una o más medidas de la EDN;

determinar al menos un cambio en al menos un nudo de vehículo eléctrico enchufable ("PEV") con tal de satisfacer la asignación de uso; y

modificar la EDN basándose en el determinado al menos un cambio a realizar en la EDN.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 3 a la 5, donde la aplicación del al

menos un programa de mejora determinado a la EDN comprende modificar la EDN para extraer electricidad de uno o más PEVs en uno o más nudos.

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 3 a la 6, comprendiendo también: generar un plan de mejora basado en al menos un programa de mejora determinado, la generación del plan de mejora comprendiendo la determinación de un momento en el que aplicar el al menos un programa de mejora determinado a la EDN;

donde la aplicación del al menos un programa de mejora determinado a la EDN comprende aplicar 5 el programa de mejora de acuerdo con el plan de mejora.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, donde la generación del plan de mejora comprende además la determinación del momento en el que aplicar el al menos un programa de mejora determinado a la EDN basándose en los datos históricos de la EDN.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, comprendiendo además:

actualizar la información de configuración de la EDN basada en el programa de mejora determinado; y

realizar una simulación del plan de mejora utilizando el simulador basado en la información de configuración EDN actualizada;

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 9, donde la EDN comprende 15 una red inteligente.

11. Sistema de mejora de la red de distribución eléctrica comprendiendo:

un procesador; y caracterizado porque comprende una memoria legible por un ordenador acoplado al procesador, dicha memoria almacenando un programa principal comprendiendo la lógica que cuando se ejecuta provoca que el procesador:

reciba una entrada de usuario, donde la entrada de usuario comprende la información de configuración de red de distribución eléctrica (EDN) para una EDN y la información demográfica;

almacene la entrada de usuario y un modelo de carga en una base de datos (208) ;

calcule una información de carga basada en el modelo de carga;

realice una primera simulación utilizando un simulador (210) basándose al menos en la información de configuración EDN, la información demográfica o la información de carga para obtener un primer resultado de simulación;

analice el primer resultado de simulación utilizando un motor de análisis (206) para obtener un primer resultado de interpretación;

actualice al menos una de entre la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga, ejecute una segunda simulación utilizando el simulador

(210) basándose en la actualizada al menos una de entre la información de configuración de la EDN, la información demográfica o la información de carga para obtener un segundo resultado de simulación; y

analice el segundo resultado de simulación utilizando el motor de análisis (206) para obtener un segundo resultado de interpretación.

12. El sistema de la reivindicación 11, donde el modelo de carga comprende un modelo de carga del vehículo eléctrico enchufable ("PEV") .

13. El sistema de la reivindicación 11 o 12, donde el programa principal también comprende la lógica que, 40 cuando se ejecuta, provoca que el procesador:

determine al menos un programa de mejora basado en al menos el primer resultado de interpretación o el segundo resultado de interpretación;

actualice la información de configuración de la EDN basada en el programa de mejora determinado;

ejecute una simulación de programa de mejora utilizando el simulador (210) basándose en la información de configuración de la EDN actualizada; y

aplique el al menos un programa de mejora determinado a una EDN

14. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13, donde la lógica para determinar el al menos un programa de mejora comprende la lógica para determinar el al menos un programa de mejora basado en el al menos primer resultado de interpretación o el segundo resultado de interpretación.

15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, donde la lógica para aplicar el al menos un programa de mejora determinado a la EDN comprende:

basándose en una solicitud de asignación de uso a realizar en uno o más nudos de la EDN, 10 obtener una o más medidas de la EDN;

determinar al menos un cambio en al menos un nudo de vehículo eléctrico enchufable ("PEV") con tal de satisfacer la asignación de uso; y

modificar la EDN basándose en el determinado al menos un cambio a realizar en la EDN.

Local de cliente Otro

nudo

Generación de energía Red de Distribución

Subsanación de Subsanación Subsanación Transmisión Nudo Distribución

de de

Distribución Fábrica 118

Contador Red de Transmisión NudoCarga Red Nudo

PEV Hogar Centro de operación de la EDN

Sistema de control

Sistema de respuesta Sistema de de la EDN 132

a la demanda mejora 202

Figura 1

Sistema de mejora Entradas /

Base

de datos

Resultados Modelo de carga PEV 212

Construcción y Almacenaje

de almacenaje

de resultados

(voltajes, la nueva corrientes y

Extremo configuración potencias) a partir de Frontal de red simulaciones

y su interpretación Entradas Señal Inicial /

Datos

/ Resultados Señal Final

de simulación Simulador

Motor

de análisis Figura

Motor de análisis

Procesador

Memoria

Programa principal Gestor

de base de datos Gestor de configuración de red

Simulador Generador

Script Analizador

de resultado de la

simulación Intérprete de resultados

Figura 3

Base de datos

Extremo Frontal

Entradas de usuario 302

Fecha

Inicial

Fecha Final

%PEV

Carga PEV

Frecuencia

…

…

Sistema de mejora de la EDN Base de datos Extremo Frontal

Simulador

Motor de análisis Red

Subsanación de

Subsanación Subsanación ContadorTransmisiónde de Distribución Distribución Generación de energía Nudo NudoNudoNudo

Figura

Inicio Recibir entrada de usuario Almacenar entrada de usuario en la base de datos Recuperar ficheros de configuración de la EDN y analizar el fichero de configuración y almacenar la información de configuración de la EDN en la base de datos Procesar la información demográfica de la EDN y almacenarla en la base de datos Proporcionar datos de simulación al simulador

Realizar la simulación con el simulador

Colocar los resultados en la base de datos Interpretar los resultados Si Generar nueva configuración de la Repetir con EDN y actualizar la base de datos

nueva

configuración

No Figura 5

Ejecutar elSí

Determinar la ejecución del programa programa de

de mejora 602 mejora?

Ejecutar el programa de mejora determinado y actualizar los datos en Aplicar a la

la base de datos basándose en los resultados de mejora 604 EDN?

Sí

Sí

Determinar cambios a realizar en la EDN basándose en

el programa de mejora determinado yla interpretación Sí Generado el plan de mejora y re-ejecución de simulación?

Determinar asignación a realizar enlos nudos Aplicar cambios/plan de mejora determinado a la EDN

Obtener medidas en tiempo real de la EDN

Determinar cambios en laEDN necesarios para conseguir la asignación Fin Modificar laEDN para conseguir la asignación determinada Sí

Fin de respuesta a la demanda?

Figura 6

Analizador Extremo Programa

de

Cálculo Gestor de

Gestor de Analiza-Analizador Generador

Intérprete frontal

resultados demográfico configuración principal la BD dor Glm demográfico de

de script Base

de inicial

de sim.

de la red resultados datos Ejecutar (simuID)

Extracción de los parámetros de entrada desde la tabla “entrada_usuario”

Analizar ()

Colocar

en la base de datos la definición de la EDN

elegida Analizar ()

Colocar

en la

base de datos los valores demográficos contenidos en el

fichero xml Calcular ()

lid Colocar en la BD los valores demográficos calculados a partir de la carga en la

red definida Generar () Recuperar

la EDN definida para una fecha específica y generar el

fichero script Analizar ()

Colocar los resultados analizados de los ficheros de resultado de nuevo en la

BD Interpretar () Colocar la

interpretación de nuevo en

la BD Informa al

extremo frontal de que la 1ª sim.

ha acabado ActualizarRed () Actualizar

la configuración de la

EDN CalcularCargaNueva () Actualizar

la EDN definida anteriormente introducida con la nueva carga calculada Tiempos

k repetidos

Generar () Recuperar la

EDN definida para una fecha específica y generar el

fichero script Analizar ()

Colocar los resultados analizados a partir de los ficheros de resultado de nuevo en la

BD Interpretar () Colocar

la interpretación de nuevo en la BD Informa al extremo frontal de que la sim. ha k = (FechaFinalFechaInicial) /Frecuencia –

acabado Figura 7