architektura mikrosieci do inteligentnego ładowania pojazdów

Transkrypt

Katarzyna BIERNAT
Konrad NITA
Stefan WÓJTOWICZ
ARCHITEKTURA MIKROSIECI
DO INTELIGENTNEGO àADOWANIA
POJAZDÓW ELEKTRYCZNYCH
STRESZCZENIE Rozwój infrastruktury áadowania pojazdów z napĊdem elektrycznym jest jednym z podstawowych czynników umoĪliwiających wprowadzenie do sprzedaĪy oraz uĪytkowania samochodów elektrycznych. Instytut Elektrotechniki od kilku lat prowadzi
badania w zakresie budowy tego typu infrastruktury. W artykule
przedstawiono koncepcjĊ mikrosieci inteligentnej, której podstawowa
funkcją jest zapewnienie áadowania pojazdów w energiĊ elektryczną.
Pokazano jedno z moĪliwych rozwiązaĔ systemów áadowania pojazdów elektrycznych z zastosowaniem alternatywnych Ĩródeá energii,
przede wszystkim Ĩródeá odnawialnych. Koniecznym elementem takich
systemów są wewnĊtrzne zasobniki energii. Przedmiotem badaĔ są
Inteligentne Systemy àadowania pojazdów, reagujące na bieĪącą
sytuacjĊ obciąĪenia stacji áadowania, porĊ doby, stany wewnĊtrzne,
takie jak stopieĔ naáadowania wewnĊtrznych zasobników energii, stan
sieci elektroenergetycznej. Opisano stacje standardowego i szybkiego áadowania o standardzie CHADEMO zbudowaną w Instytucie
Elektrotechniki. Przedstawiono jej budowĊ oraz sposób komunikowania z pojazdem elektrycznym.
Sáowa kluczowe: pojazdy elektryczne, odnawialne Ĩródáa energii,
szybkie áadowanie, CHADEMO
mgr Katarzyna BIERNAT
e-mail: [email protected]
dr inĪ. Konrad NITA
dr inĪ. Stefan WÓJTOWICZ
Zakáad Systemów Diagnostycznych i Pomiarowych
Instytut Elektrotechniki
PRACE INSTYTUTU ELEKTROTECHNIKI, zeszyt 260, 2012
172
K. Biernat, K. Nita, S. Wójtowicz
1. WSTĉP
Przewidywany w najbliĪszych latach rozwój pojazdów elektrycznych
bĊdzie miaá istotny wpáyw na funkcjonowanie systemu wytwarzania i dystrybucji
energii elektrycznej. Pojawi siĊ na masową skalĊ nowa grupa odbiorców energii
elektrycznej, co wymusi rozbudowĊ infrastruktury áadowania pojazdów oraz
wpáynie na zmiany w sieci elektroenergetycznej. JednoczeĞnie ta nowa grupa
odbiorców energii stwarza moĪliwoĞci do rozwoju idei rozproszonego magazynowania energii elektrycznej, która moĪe byü wykorzystana do poprawy jakoĞci
zasilania i niezawodnoĞci dostaw energii elektrycznej. Ze wzglĊdu na wymagania pakietu klimatycznego wskazane jest, by rozwój pojazdów elektrycznych pozostawaá w związku z rozwojem odnawialnych Ĩródeá energii. Wtedy
zwiĊkszenie zapotrzebowania na energiĊ elektryczną nie pociągnie za sobą
zwiĊkszenia niekorzystnych emisji w tym gazów cieplarnianych.
W Instytucie Elektrotechniki prowadzone są prace nad rozwojem rynku
samochodów elektrycznych. W ramach projektu „Budowa rynku pojazdów
elektrycznych, infrastruktury ich áadowania – podstawą bezpieczeĔstwa energetycznego”, bĊdącego czĊĞcią Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Dziaáanie 5.1: Dyfuzja Innowacji, Instytut Elektrotechniki wytworzyá
i zamontowaá 200 terminali áadowania pojazdów elektrycznych. Poczynając
od prostych terminali garaĪowych do uĪytku prywatnego, poprzez Publiczne
Punkty àadowania (PPà) o jedno i dwukierunkowym przesyle energii, aĪ po
stacje szybkiego áadowania (50 kW). Zbudowane Publiczne Punkty àadowania wystĊpują w wersjach jedno- i trzygniazdowych. Na podstawie zebranych
doĞwiadczeĔ oraz zgodnie z trendami dominującymi w elektroenergetyce
zaproponowano rozwiązania mikrosieci ukierunkowane na obsáugĊ pojazdów
z napĊdem elektrycznym.
2. KOSZTOWE KRYTERIUM OPTYMALIZACJI
Tworzenie infrastruktury áadowania pojazdów elektrycznych otwiera pewne nowe moĪliwoĞci pozytywnego wpáywania na sieü energetyczną. MoĪliwe
bĊdzie wykorzystanie pojazdowych zasobników (usáuga V2G – Vehicle to Grid)
w celu poprawy niezawodnoĞci systemu energetycznego. Rozproszenie Ĩródeá
energii i zwiĊkszenie udziaáu lokalnych Ĩródeá odnawialnych bĊdzie miaáo wpáyw
na stabilnoĞü systemu [1]. Wprowadzanie przeksztaátników energoelektronicznych, towarzyszące rozwojowi sprzĊtowemu sieci energetycznych, umoĪliwia
Architektura mikrosieci do inteligentnego áadowania pojazdów elektrycznych
173
aplikacje nowych strategii sterowania w celu stabilizacji czĊstotliwoĞci, regulacji
napiĊcia czy kompensacji mocy biernej [8].
Celem badaĔ jest analiza moĪliwych rozwiązaĔ systemów áadowania
pojazdów elektrycznych z zastosowaniem alternatywnych Ĩródeá energii, przede
wszystkim Ĩródeá odnawialnych. Koniecznym elementem takich systemów są
wewnĊtrzne zasobniki energii. Przedmiotem badaĔ są Inteligentne Systemy
àadowania pojazdów, reagujące na bieĪącą sytuacjĊ obciąĪenia stacji áadowania, porĊ doby, stany wewnĊtrzne, takie jak stopieĔ naáadowania wewnĊtrznych zasobników energii, stan sieci elektroenergetycznej. Analizując wiedzĊ
o stanie wewnĊtrznym, otoczeniu i historii, prognozowany jest rozwój wydarzeĔ.
Podstawowym kryterium optymalizacji branym pod uwagĊ przy sterowaniu
elementami wchodzącymi w skáad mikrosieci jest koszt chwilowy energii [2]
wyznaczany z zaleĪnoĞci:
݇௜ ൌ
σಿ
೙సభ ௞೙ǡ೔ ௣೙ǡ೔
(1)
σಿ
೙సభ ௣೙
gdzie:
ki – koszt energii w chwili i;
kn,i – koszt energii ze Ĩródáa n w chwili i;
pn,i – moc chwilowa Ĩródáa n w chwili i.
Musi byü jednoczeĞnie speániony warunek:
σ௄௞ୀଵ ‫݌‬௞ǡ௜ ൌ σே
௡ୀଵ ‫݌‬௡ǡ௜
(2)
gdzie
pk,i – moc chwilowa odbiornika k w chwili i.
W mikrosieci są zainstalowane zasobniki energii, które mogą byü zarówno odbiornikami energii, jak teĪ Ĩródáami. DziĊki magazynowaniu energii,
koszt energii moĪe byü minimalizowany w dáuĪszym okresie czasu. Prowadzi to
do bardziej interesującego kryterium, czyli do minimalizacja kosztów energii
w dáuĪszym okresie, z uwzglĊdnieniem prognozowania:
்
் σಿ
೙సభ ௞೙ǡ೔ ௣೙ǡ೔
‫׬‬଴ ݇௜ ݀‫ ݐ‬ൌ ‫׬‬଴
σಿ
೙సభ ௣೙
݀‫ݐ‬
(3)
MinimalizacjĊ kosztów energii, z punktu widzenia operatora mikrosieci,
moĪna uzyskaü, wprowadzając zarządzanie przepáywem energii w taki sposób,
by w krótkim lub dáuĪszym okresie energia oddawana do pojazdów elektrycznych lub zwracana do sieci byáa pozyskiwana najmniejszym kosztem.
174
3. STRUKTURA FUNKCJONALNA MIKROSIECI
Schemat funkcjonalny (rys. 1) prezentuje podstawowe bloki sieci lokalnej przeznaczonej do obsáugi wielostanowiskowej stacji áadowania pojazdów
elektrycznych.
AC/DC
Ogniwo
fotowoltaiczne
DC/AC
DC/DC
Przyáącze
energetyczne
DC/AC
DC
H2
Ogniwo
paliwowe H2
DC/DC
AC
DC/AC
System zarządzania
bio
CH4
Agregat
biogazowy
AC/DC
AC/AC
Zasobnik Litowo-jonowy
Sterowanie
Monitorowanie
Diagnostyka
AC/DC
AC/AC
Zasobnik super kondensatorowy
AC/DC
AC/AC
Inteligentny terminal
szybkiego áadowania
AC/DC
AC/AC
Inteligentny terminal
szybkiego áadowania
AC/DC
AC/AC
Terminal áadowania
dwukierunkowy
AC/DC
AC/AC
Terminal áadowania standardowy
Terminal áadowania standardowy
Rys. 1. Schemat funkcjonalny mikrosieci áadowania pojazdów elektrycznych
175
Mikrosieü jest systemem urządzeĔ funkcjonalnych (Ĩródeá, magazynów
i odbiorów energii elektrycznej), komunikujących siĊ ze sobą przez magistralĊ
informatyczną i poáączonych liniami elektroenergetycznymi prądu zmiennego
lub staáego [3]. Celem nadrzĊdnym dziaáania sieci jest zapewnienie niezawodnego áadowania zasobników energii elektrycznej w podáączonych do stacji
áadowania pojazdów. W skáad systemu wchodzą nastĊpujące moduáy:
x elektrownia fotowoltaiczna, której zdaniem jest wytwarzanie odnawialnej energii, wykorzystywanej na bieĪąco do áadowania pojazdów, przy
czym nadmiarowa energia jest magazynowana lub przekazywana do
systemu elektroenergetycznego;
x elektrownia z ogniwem paliwowym i instalacją wodorową, która wytwarza energiĊ elektryczną ze zmagazynowanego w instalacji wodorowej czystego wodoru; jest to Ĩródáo sterowalne;
x zespóá agregatu prądotwórczego wraz z instalacją biogazową; zadaniem moduáu jest alternatywne wytwarzanie energii elektrycznej ze
zmagazynowanego w instalacji biogazu; jest to Ĩródáo sterowalne;
x moduá magazynowania energii elektrycznej skáadający siĊ z baterii
akumulatorów i zasobnika super kondensatorowego;
x moduá przyáącza energetycznego z zabezpieczeniami, zapewniający
inteligentny pomiar energii z funkcjami pomiaru jakoĞci energii oraz rozliczenie przepáywów energii pomiĊdzy stacją áadowania a systemem
elektroenergetycznym;
x terminale áadowania róĪnych typów: standardowe, szybkie, bezkontaktowe, z dwukierunkowym przepáywem energii itp.; kaĪdy terminal posiada graficzny interfejs uĪytkownika i ma za zadanie umoĪliwiü uĪytkownikowi podáączenie pojazdu do systemu áadowania oraz dokonanie
rozliczenia kosztów pobranej energii;
x moduá zarządzania odpowiedzialny za sterowanie, diagnostykĊ serwisową, etc.;
x przeksztaátnik AC-DC mający za zadanie áadowanie baterii akumulatorów z poziomu napiĊcia systemu elektroenergetycznego 3x230/400
VAC; zadaniem przeksztaátnika DC-AC jest zwrot energii elektrycznej
zgromadzonej w akumulatorach do sieci prądu przemiennego.
Ukáad áadowania pojazdu elektrycznego przeprowadza prawidáowe áadowanie baterii akumulatorów pojazdu z okreĞloną mocą oraz zapewnia moĪliwoĞü przekazania zgromadzonej w baterii pojazdu energii do systemu 230/400
VAC. Integralną czĊĞcią badanego systemu są pojazdy elektryczne, które mogą
byü odbiornikami lub Ĩródáami energii. Pojazdy mogą byü podáączone do systemu lub pozostawaü w stanie odáączenia. Pracą caáego systemu steruje system zarządzania wykonując funkcje monitorowania, sterowania i diagnostyki.
KaĪdy moduá jest poáączony z magistralą CAN systemu.
176
4. TERMINALE àADOWANIA POJAZDÓW
W ramach projektu testowego Zakáad Systemów Pomiarowo-Diagnostycznych Instytutu Elektrotechniki wykonaá i zainstalowaá Publiczne Punkty
áadowania jako samodzielne terminale podáączone do istniejących sieci niskiego
napiĊcia.
Rys. 2. Publiczny Punkt àadowania samochodów elektrycznych
zainstalowany w Warszawie przy Instytucie Elektrotechniki
Rys. 3. Terminale garaĪowe w trakcie testowania
Publiczne Punkty àadowania [4], w zaleĪnoĞci od lokalizacji, instalowano
na terenie prywatnym – podáączenie przez podlicznik z istniejącej rozdzielni
177
w budynku udostĊpniającego teren, lub w miejscach publicznych – budowa
przyáącza energetycznego na podstawie podpisanej umowy z lokalnym dystrybutorem energii. Terminale zapewniaáy moĪliwoĞü áadowania standardowego
dla pojazdów posiadających dostĊp przy pomocy karty zbliĪeniowej.
5. STANDARD CHADEMO
Akumulatory oáowiowe pojazdów elektrycznych umoĪliwiaáy áadowanie
prądem 10 lub 16 amperów. Zastosowanie akumulatorów litowo-Īelazowych,
które są znacznie lĪejsze od oáowiowych przy tej samej mocy, pozwoliáo na
znacznie szybsze áadowanie. Na Ğwiecie prowadzone są badania
nad rozwojem szybkiego áadowania akumulatorów. Jednym z rozwiązaĔ jest stacja szybkiego áadowania typu
CHADEMO, która udostĊpnia prąd staáy o natĊĪeniu do 125 A i napiĊciu do 500 V.
Typowa moc takiej stacji to 50 kW.
Istnieją jeszcze innego
rodzaju standardy szybkiego áadowania, udostĊpniające napiĊcie trójfazowe 230/400 V i naRys. 4. Przykáadowe stacje szybkiego áadowania
tĊĪenie prądu do 32 A.
w standardzie CHADEMO
Jednak najbardziej rozpowszechnione są áadowarki CHADEMO. Przykáadowe áadowarki tego typu zostaáy pokazane na
rysunku 4. W kilkunastu krajach Europy i Azji, infrastruktura szybkiego
áadowania zostaáa juĪ bardzo rozwiniĊta, co pozwala na swobodne przemieszczanie siĊ samochodem elektrycznym nawet na duĪe odlegáoĞci. Poziom rozwoju infrastruktury szybkiego áadowania na Ğwiecie moĪna obejrzeü
na rysunku 5.
178
Rys. 5. Rozmieszczenie stacje szybkiego áadowania akumulatorów typu CHADEMO
na Ğwiecie
DuĪym problemem przy instalacjach stacji szybkiego áadowania jest
miejsce instalacji. Nie wszĊdzie istnieje fizyczna moĪliwoĞü zainstalowania
terminala szybkiego áadowania. Wynika to z mocy znamionowej, jaką potrzebuje stacja skáadająca siĊ z kilku terminali szybkiego áadowania. W wielu
przypadkach przekracza to moĪliwoĞci niektórych stacji transformatorowych,
do których istnieje moĪliwoĞü podáączenia siĊ w danej okolicy.
Instalowanie stacji szybkiego áadowania zalecane jest w pobliĪu fabryk,
duĪych biurowców, gdzie są duĪe stacje transformatorowe rzĊdu megawatów,
z duĪym zapasem mocy. Tego rodzaju instalacje nie stanowią wiĊkszego zagroĪenia dla stabilnoĞci sieci elektroenergetycznej. Istnieje moĪliwoĞü stawiania
stacji szybkiego áadowania w pobliĪu róĪnego rodzaju przedsiĊbiorstw oraz
duĪych osiedli mieszkaniowych, ale raczej jako pojedynczych stanowisk szybkiego áadowania, nieznacznie pogarszających stabilnoĞü sieci elektroenergetycznej. W przypadku maáych stacji transformatorowych instalowanych w pobliĪu zabudowy domów jednorodzinnych, odradza siĊ instalacje terminali szybkiego áadowania, natomiast zalecane jest normalne áadowanie prądem 10-16 A
w godzinach nocnych, co zmniejsza nocną nadprodukcjĊ energii.
W áadowarkach CHADEMO jednostka sterująca pojazdu elektrycznego decyduje o szybkoĞci áadowania akumulatorów na podstawie informacji
otrzymanych z systemu zarządzania baterią (z ang. Battery Management
System – BMS). Komunikaty pomiĊdzy samochodem elektrycznym a szybką
áadowarką przesyáane są przy pomocy uniwersalnego interfejsu CAN. Dopiero
po wymianie informacji odnoĞnie parametrów zainstalowanych akumulatorów
w samochodzie, ustaleniu początkowego poziomu naáadowania akumulatorów,
179
akceptacji zapotrzebowania na energiĊ pojazd wysyáa do áadowarki pozwolenie
na rozpoczĊcie áadowania.
Terminal szybkiego áadowania powinien skáadaü siĊ z odpowiednich
zabezpieczeĔ, które pozwolą na bezpieczną pracĊ oraz nie dopuszczą do
wprowadzenia do sieci elektroenergetycznej zakáóceĔ. Kolejne elementy skáadowe tego typu terminala to filtr AC, ukáad transformator izolujący, prostownik
oraz filtr LC. Zadaniem filtru AC jest odfiltrowanie wyĪszych harmonicznych,
w celu „oczyszczenia” sygnaáu. Poprawa wspóáczynnika mocy (PFC) polega
na zwiĊkszaniu wspóáczynnika mocy (cosM) do wartoĞci moĪliwie bliskiej 1, aby
zminimalizowaü straty mocy w liniach przesyáowych. Transformator separujący
zapewnia bezpieczeĔstwo poprzez separacje Ĩródáa prądu trójfazowego od odbiornika. Kolejny element to prostownik oraz filtr LC, chroniący system akumulatorów i redukujący zakáócenia na wyjĞciu prostownika. Dodatkowo, caáy terminal
musi posiadaü przycisk szybkiego wyáączenia, aby umoĪliwiü natychmiastowe
wyáączenie w przypadku zagroĪenia. CaáoĞü urządzenia musi byü obowiązkowo uziemiona, aby wyeliminowaü poraĪenie prądem uĪytkownika terminala.
Typowe elementy skáadowe áadowarki CHADEMO zostaáy przedstawione na
rysunku 7. Kolorem Īóátym oznaczono bloki odpowiadające za bezpieczeĔstwo,
natomiast na zielono bloki poprawiające wydajnoĞü urządzenia.
Do áadowania stosowana jest wtyczka kompatybilna ze standardem
SAE J1772. Wtyczka ta wyposaĪona jest w dwie linie prądowe (+) oraz (-), linie
komunikacyjne, oraz interfejs CAN.
Do komunikacji pojazdu z szybką áadowarką wykorzystywane są linie
komunikacyjne oraz interfejs CAN. Inicjacje áadowania rozpoczyna uĪytkownik;
po podáączeniu wtyczki do pojazdu naciska przycisk rozpoczynający áadowanie. Pojazd rozpoznaje sygnaá do rozpoczĊcia áadowania i wysyáa do áadowarki
informacje o akumulatorach, takie jak:
x maksymalne napiĊcie zainstalowanego akumulatora,
x napiĊcie áadowania,
x pojemnoĞü baterii, itp.
àadowarka sprawdza kompatybilnoĞü swojej mocy i baterii zainstalowanej
w samochodzie i wysyáa parametry áadowania. Po otrzymaniu tych parametrów samochód wylicza maksymalny czas áadowania i zezwala áadowarce na
rozpoczĊcie áadowania. àadowarka po otrzymaniu pozwolenia na áadowanie
wysyáa sygnaá startu do samochodu, który zaczyna áadowaü baterie. W trakcie
áadowania sprawdzane są parametry baterii, takie jak prąd áadowania oraz
temperatura. Caáy czas obliczany jest optymalny prąd áadowania i co 100 ms
wysyáany do áadowarki, która sprawdza parametry obwodu áadującego i kontroluje prąd i czas áadowania. Po osiągniĊciu przez bateriĊ maksymalnego
napiĊcia, pojazd wysyáa sygnaá przerwania áadowania, co jest sygnaáem dla
áadowarki do przerwania obwodu áadowania.
180
6. UWAGI KOēCOWE
Mikrosieci ukierunkowane funkcjonalnie na áadowanie pojazdów elektrycznych mogą staü siĊ podstawowym elementem infrastruktury áadowania.
NajwaĪniejszymi urządzeniami tej infrastruktury są terminale standardowe
i umoĪliwiające szybkie áadowanie. Terminale juĪ testowane zostaáy przedstawione w rozdziaáach 4 i 5.
W oparciu o doĞwiadczenia zdobyte przy budowie infrastruktury áadowania samochodów elektrycznych w Polsce, w Instytucie Elektrotechniki
zostaá zaprojektowany i zbudowany terminal szybkiego áadowania w standardzie CHADEMO [5, 6]. Zbudowane terminale szybkiego áadowania pokazano
na rysunku 6. Stacja ta zostaáa zbudowana zgodnie ze standardem CHADEMO.
Parametry jej áadowania to:
x max. prąd áadowania 125 A,
x max. napiĊcie áadowania 500 V,
x stopieĔ ochrony IP 55.
Stacja szybkiego áadowania
zostaáa wyposaĪona w szereg zabezpieczeĔ, chroniących zarówno
pojazd elektryczny, áadowarkĊ oraz
uĪytkowników przed przepiĊciami,
poraĪeniem. Na rysunku 7 przedstawiono schemat blokowy zbudoRys. 6. Terminale szybkiego áadowania
w trakcie testów zbudowane w Instytucie
wanej szybkiej áadowarki.
Elektrotechniki
Rys. 7. Schemat blokowy terminala
szybkiego áadowania zbudowanego
w Instytucie Elektrotechniki
181
Oprócz specjalistycznych zabezpieczeĔ, terminal zostaá wyposaĪony
w linie pomiarowe, pozwalające na peáną kontrolĊ linii zasilającej terminala
oraz napiĊcie i prąd wyjĞciowy. Opomiarowanie terminala i sterowanie prostownikiem, zostaáo wykonane przy pomocy sterownika PLC.
Urządzenia do áadowania pojazdów elektrycznych poĞredniczą miĊdzy
pojazdem elektrycznym a siecią elektroenergetyczną. Proponowany system
áadowania pozwala na wáączenie odnawialnych Ĩródeá energii oraz dodatkowego elektrochemicznego zasobnika energii elektrycznej bezpoĞrednio do
stacji áadowania. Ponadto umoĪliwia áadowanie wewnĊtrznego zasobnika z sieci
elektroenergetycznej w tzw. „dolinie nocnej”. Zastosowanie zasobnika energii
elektrycznej [7] jest korzystne, bo umoĪliwia instalacjĊ takich obiektów przy
niĪszej mocy przyáącza elektroenergetycznego, bez koniecznoĞci modernizacji
sieci elektroenergetycznej w punkcie przyáączenia. Ukáad zasobnika niweluje
dodatkowo negatywne skutki oddziaáywania na sieü niesterowalnych, odnawialnych Ĩródeá energii.
Przedstawiona mikrosieü áadowania pojazdów elektrycznych duĪej mocy
jest przeznaczona do áadowania we wszystkich wariantach wszelkich pojazdów
elektrycznych (G2V – Grid to Vehicle) [9]. JednoczeĞnie peáni funkcje rozproszonego magazynu energii elektrycznej, który moĪe byü wykorzystywany na
potrzeby energetyki. Dodatkowo pozwala na wykorzystanie energii elektrycznej
zgromadzonej w akumulatorach pojazdów podáączonych do áadowania (Vehicle
to Grid). UmoĪliwia takĪe bezpoĞrednie podáączenie do stacji áadowania
odnawialnych Ĩródeá energii, baterii ogniw fotowoltaicznych i/lub generatora
z silnikiem wiatrowym. Elementem systemu jest takĪe ogniwo paliwowe PEM
z instalacją wodorową i/lub generator spalinowy z instalacją biogazową, pozwalające na generowanie energii elektrycznej ze zmagazynowanego wodoru,
biogazu. W systemie mogą byü implementowane rozbudowane funkcje, takie
jak automatyczne rozpoznawanie rodzaju baterii, peáne zdalne monitorowanie
procesu áadowania i rozliczenia zarówno energii pobranej, jak i oddanej do sieci, energii pobranej z alternatywnych Ĩródeá energii po cenach dynamicznych.
Dalsze prace zmierzają do wdroĪenia do produkcji moduáów umoĪliwiających konfigurowanie dowolnych stacji áadowania, dostosowanych do
lokalnych potrzeb.
LITERATURA
1. Benysek G.: Improvement in the Quality of Delivery of Electrical Energy Using Power
Electronics Systems. Springer-Verlag, London, 2007.
2. Biczel P., Koniak M., Paska J.: Mikrosieci prądu staáego sposobem na integracjĊ Ĩródeá rozproszonych z systemem elektroenergetyczym. NapĊdy i sterowanie, nr 10, 2011, s. 56-59.
182
3. Biczel P.: Integracja rozproszonych Ĩródeá energii w mikrosieci prądu staáego. Prace
Naukowe Elektryka, z. 142., Politechnika Warszawska, Warszawa, 2012.
4. Biernat K., Nita K.: Stacje szybkiego áadowania pojazdów elektrycznych, Seminarium ENEX
Kielce, 7.03.2012.
5. Biernat K., Nita K.: Problemy przy instalacjach Publicznych Punktów àadowania, seminarium
„Pojazdy elektryczne i systemy áadowania”, Lublin, listopad 2011.
6. Biernat K., Nita K., Wojtowicz S.: Publiczne Punkty àadowania samochodów elektrycznych,
w: Pojazdy elektryczne i sieci Smart Grid, 2011.
7. Samborski R.: Performance tests of SLPB polymer lithium batteries for energy storage
system cooperating with photovoltaic source, KKE VIII, Daráowo, czerwiec 2009.
8. Strzelecki R., Benysek G.: Power Electronics In Smart Electrical Energy Networks. SpringerVerlag, London, 2008.
9. Wójtowicz S.: Systemy áadowania pojazdów elektrycznych. Seminarium „Sieci inteligentne
i pojazdy elektryczne”, IIPhDW International Interdisciplinary PhD Workshop, Zielona Góra,
29-30.08.2011.
RĊkopis dostarczono dnia 06.11.2012 r.
AN ARCHITECTURE OF MICROGRID INTENDED
FOR SYSTEMS OF ELECTRIC CART SMART CHARGING
Katarzyna BIERNAT
Konrad NITA
Stefan WÓJTOWICZ
ABSTRACT
The electric cart charging system development is
a necessary condition to boost demand for electric vehicles. For
several years the Electrotechnical Institute has performed research
in the area of developing electric car infrastructure. The concept of
smart microgrid that supports electric vehicle powering has been
presented. One of the possible solutions has been shown; i.e.
charging system incorporating renewable energy sources that
requires internal energy storage circuit. The performed research aims
at Smart Charging Systems adaptable to the changing conditions
of terminal load that varies over time, state of charge and electrical
grid load profile. The article describes conventional and CHADEMO
quick charging stations, developed at Electrotechnical Institute. Their
physical and functional structures have been shown.
Keywords:
electric vehicles, sustainable energy sources, quick
charging, CHADEMO
183
Mgr Katarzyna BIERNAT uzyskaáa tytuá magistra w 2005 r.
na Politechnice Radomskiej na Wydziale Informatyki. Jest pracownikiem Instytutu Elektrotechniki. Od 2006 r. jest zastĊpcą kierownika
Zakáadu Systemów Pomiarowo-Diagnostycznych. W 2007 r. ukoĔczyáa studia podyplomowe: Zarządzenie w Jednostkach Badawczo-Rozwojowych. Jest autorką i wspóáautorką kilkudziesiĊciu publikacji
naukowych i popularyzatorskich o tematyce dotyczącej metrologii
i systemów pomiarowych. Uczestniczyáa w grantach i kilkunastu projektach MNiSW. Jest wspóáorganizatorką konferencji i warsztatów.
Dr inĪ. Konrad NITA uzyskaá tytuá magistra inĪyniera w 2002 r.,
nastĊpnie w 2007 r. uzyskaá tytuá doktora na Politechnice Warszawskiej
na Wydziale Elektrycznym. Na przeáomie stycznia i lutego 2007 r. odbyá miesiĊczny staĪ naukowy związany z badaniem aktywnoĞci mózgu
w Brain Science Institute RIKEN w Japonii. W 2007 r. ukoĔczyá studia
podyplomowe: Zarządzenie w Jednostkach Badawczo-Rozwojowych.
Od 2005 r. jest pracownikiem Instytutu Elektrotechniki, w Zakáadzie
Systemów Pomiarowo Diagnostycznych. Od 2008 r. jest kierownikiem
Pracowni Tomografii Elektrycznej oraz sekretarzem naukowym Warsztatów Doktoranckich organizowanych przez Instytut Elektrotechniki.
W 2008 r. w Genewie otrzymaá srebrny medal za projekt innowacyjny „Nowa metoda monitorowania i diagnostyki waáów przeciwpowodziowych z zastosowaniem elektrycznej tomografii
impedancyjnej”. Jest autorem licznych publikacji związanych z tomografią komputerową oraz
infrastruklturą do áadowania pojazdów elektrycznych.
Dr Stefan S. WÓJTOWICZ ukoĔczyá Wydziaá Elektryczny
Politechniki SzczeciĔskiej w 1973 r. Pracowaá w Instytucie Automatyki Przemysáowej Politechniki SzczeciĔskiej, jako asystent
i adiunkt. Od 1978 r. zatrudniony jest w Instytucie Elektrotechniki
w Warszawie. Jego zainteresowania naukowe związane byáy z systemami pomiarowymi i diagnostycznymi. Jest autorem i wspóáautorem
ponad 150 publikacji, w tym ksiąĪek, monografii, artykuáów i referatów naukowych i publicystycznych. Peániá róĪne funkcje związane
z zarządzaniem zespoáami badawczymi, kierowaá Zakáadem Naukowym Instytutu, peániá funkcje ZastĊpcy Dyrektora ds. Naukowych oraz ZastĊpcy Dyrektora ds.
WdroĪeĔ i Transferu Technologii w Instytucie Elektrotechniki, byá czáonkiem Rady Naukowej
Instytutu Elektrotechniki, Redaktorem Naczelnym Czasopisma Naukowego „Prace Instytutu
Elektrotechniki”, czáonkiem komitetu redakcyjnego miesiĊcznika „Nowa Elektrotechnika”,
czáonkiem Sekcji Ksztaácenia i Rozwoju Kadry Naukowej Komitetu Metrologii i Aparatury
Naukowej PAN oraz Sekcji Podstaw Metrologii Komitetu Metrologii i Aparatury Naukowej PAN.
184

architektura mikrosieci do inteligentnego ładowania pojazdów

Transkrypt

Podobne dokumenty

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Zakrzewski

Elektromechanik pojazdów samochodowych

Us³ugi specjalistyczne-strona www - ENERGA

Analiza obszarów z zaimplementowanymi rozwiązaniami sieci

Projektowanie i optymalne sterowanie pracą