Балансировка нагрузки или Smart Charging? Как с умом заряжать электромобили.
Балансировка фиксированной нагрузки , Master/Slave архитектура.
Иногда нужно решать задачу распределения фиксированной доступной мощности. К примеру, у вас служебная парковка на 5 электромобилей, там установлено 5 зарядных станций с максимальной пропускной способностью по 22 кВт, доступная на всю парковку мощность 50 кВт. Люди приезжают, заряжаются, уезжают по какому-то своему графику. Вероятность того, что одновременно все будут заряжаться и будут пытаться получить свои 22 кВт, мала, да не у всех машин такие мощные 3-х фазные бортовые зарядки (к примеру, Nissan Leaf имеет бортовые зарядные устройства мощностью 3,5 и 6 кВт в разных модификациях). Тем не менее, вероятность перегрузить сеть существует, да и хорошо бы зарядить всех.
В таком случае проблема решается следующими доступными способами:
- фиксированные настройки для каждой станции (общую мощность разделить на всех поровну или еще как-то), в нашем случае всем фиксировать по 10 кВт - кому-то будет мало, а кому то столько и не надо, а свободная нераспределенная мощность будет почти постоянно;
- установка балансировщика, который будет распределять доступную мощность по заданному сценарию между всеми станциями, в вышеописанном примере, если каждый столбик занят электрокаром, балансировщик отдает каждой станции по 10 кВт. Если отъехала одна машина, освободив зарядку, то ее 10 кВт·ч распределятся на остальные — тогда у каждой зарядной станции электромобили будут получать по 12,5 кВт и так далее пока не останется 2 машины - и им достанутся заветные 22 кВт на каждого!
- установка сети из зарядных станций во главе со старшей зарядной станцией (Master/Slave архитектура зарядной сети), не менее эффективно, это аналогично предыдущему решению.
Дело в том, что зарядные станции Master могут управлять другими зарядными станциями по коммуникационному протоколу и распределять допустимую мощность. Это удобно еще и тем, что Master-версия зарядной станции имеет выход в Интернет и позволяет проводить настройки удалённо.
Этот вариант так же актуален для домохозяйства с двумя и более электромобилями - если есть выделенная линия с фиксированной мощностью, то можно установить на неё и скоммутировать между собой две зарядных станции в конфигурации (Master/Slave). Одна машина будет заряжаться полной мощностью, при подключении второй - мощность будет делиться пополам или по какому-то сценарию.
Сценарий балансировки - способ распределения доступной мощности между зарядными станциями. Общие сценарии балансировки-распределения доступной мощности между зарядными станциями, как пример:
- фиксированная поровну на всех;
- приоритет у каких-то VIP в % (предположим, что в случае распределения падающей “на всех” каким-то станциям даётся больше % доступной мощности, чем другим чем другим);
- гарантированная мощность для VIP, остальным - поровну оставшееся;
- “очередь” (всем заряжающимся гарантирована выделенная мощность, тот, кому ее не хватает, ждет, пока кто-то отключится).
В случае, если доступная мощность не является фиксированной и на линии находится какие-то еще потребители, в результате включения которых доступная мощность снижается, необходима динамическая балансировка зарядных станций для электромобилей, то есть автоматическое управление мощностью зарядных станций в реальном масштабе времени в зависимости от суммарного потребления в сети вместе с другими потребителями. Для этого необходимо устройство - балансировщик нагрузки. Об этом в отдельной статье.