Algorithmes de régulation
Recharge EV
Comment l’EMS répartit la puissance entre vos bornes de recharge, le raccordement au réseau et la batterie, en donnant toujours la priorité aux voitures.
L’EMS pilote vos bornes de recharge en même temps que la batterie et le solaire. Son objectif est de donner aux voitures autant de puissance qu’elles peuvent en prendre tout en gardant l’ensemble du site sous votre limite de raccordement, et de donner à la recharge EV la priorité sur la batterie. La batterie n’est jamais chargée aux dépens des voitures, et elle va même se décharger pour aider à alimenter les voitures quand celles-ci demandent plus que ce que le réseau seul peut fournir.
La recharge EV se comporte de la même façon, que le site tourne en optimisation des coûts ou en autoconsommation.
Les voitures d’abord
Dans la limite du raccordement, la puissance disponible se répartit dans un ordre fixe :
La batterie et les voitures ne se disputent donc jamais le réseau. La batterie se charge de ce que les voitures laissent libre et, quand celles-ci demandent plus que ce que le réseau peut livrer, elle se décharge pour combler la différence.
Quelle puissance les voitures peuvent obtenir
À chaque instant, l’EMS calcule la puissance disponible pour la recharge EV. C’est la limite de raccordement, plus ce que la batterie peut ajouter en se déchargeant, moins ce que consomme le reste du site (la production solaire réduit cette consommation, le soleil laisse donc plus de place aux voitures).
Ce total se compose de deux parties :
- Ce que le réseau peut donner : disponible tout de suite.
- Ce que la batterie peut ajouter par-dessus : mis en place progressivement (voir plus bas).
Quelques points à connaître :
- Les voitures reçoivent cette puissance quoi que fasse la batterie à cet instant. La priorité EV est intégrée, ce n’est pas un arbitrage.
- La contribution de la batterie est ce qu’elle peut réellement tenir sur le moment : à mesure qu’elle approche du vide, elle délivre moins de puissance, et la marge qu’elle ajoute pour les voitures se réduit donc d’elle-même.
- Quand un acteur de trading externe commande directement la batterie (voir vendre de l’énergie au réseau), la batterie suit cette commande et ne peut pas soutenir les voitures en même temps. Les voitures ne reçoivent alors que la part réseau du budget.
- Si le reste du site utilise déjà tout ce que le réseau et la batterie peuvent fournir, il ne reste pas de place pour la recharge EV.
- Les bornes que l’EMS ne pilote pas comptent simplement comme de la consommation ordinaire du site.
Une montée en puissance progressive
Le réseau fournit tout de suite ce qu’il peut. Ce que la batterie ajoute arrive progressivement : l’autorisation des voitures monte par petits pas et suit leur prélèvement réel, de sorte que la batterie peut suivre sans dépasser la limite du réseau. Si une voiture prélève moins, l’autorisation baisse avec elle. Si moins de puissance devient disponible, la limite est abaissée immédiatement.
Partager le réseau avec une charge de batterie planifiée
La charge planifiée de la batterie n’utilise que la marge dont les voitures n’ont pas besoin. Si les voitures prélèvent davantage, elles rendent cette marge pas à pas. Une fois stabilisées, la marge inutilisée est attribuée à la charge de la batterie, et elle est de nouveau disponible dès qu’une voiture prélève davantage.
Quand plusieurs voitures se rechargent en même temps
La puissance disponible est répartie entre les sessions actives. Les connecteurs ont une priorité (1 = la plus haute, 3 = la plus basse) : les sessions prioritaires sont servies en premier, et les sessions de même priorité se partagent la puissance en proportion de ce que chaque voiture demande. Chaque session reçoit une puissance de charge minimale garantie.
- Les chargeurs DC rapides indiquent le maximum négocié par la voiture, et c’est le plafond dans le budget partagé.
- Les bornes AC ne l’indiquent pas. Le EMS estime la demande d’après ce que la voiture prélève réellement, et cette estimation ne baisse qu’après que la voiture a prélevé nettement moins pendant un moment.
La puissance que l’EMS autorise à une borne est un plafond : le maximum que la voiture a le droit de tirer, pas une consigne. Une voiture presque pleine qui ne tire que quelques kilowatts continue simplement à charger sous son plafond ; c’est sans conséquence, car la batterie n’aide jamais que pour la puissance que la voiture tire réellement.
Exemple : une deuxième voiture arrive
Limite de raccordement de 400 kW, une batterie capable de délivrer 400 kW et aucune autre consommation sur le site. Une voiture commence à charger ; une deuxième démarre deux minutes plus tard sur une autre borne ; la première s’arrête quelques minutes après. Les deux voitures peuvent prendre 400 kW.
| Moment | Voiture A | Voiture B | Depuis le réseau | Depuis la batterie |
|---|---|---|---|---|
| La voiture A démarre | 400 kW | – | 400 kW | 0 |
| La voiture B démarre | 200 kW | 200 kW | 400 kW | 0 |
| …un peu plus tard… | en hausse | en hausse | 400 kW | en hausse |
| Les deux à pleine puissance | 400 kW | 400 kW | 400 kW | 400 kW |
| La voiture A s’arrête | – | 400 kW | 400 kW | 0 |
La première voiture obtient ses 400 kW complets directement du réseau. Quand la deuxième arrive, le réseau ne peut alimenter les deux qu’à 200 kW chacune à cet instant : elles partagent, puis la batterie monte en puissance sur une minute ou deux pour les ramener toutes les deux à 400 kW. Quand la première repart, le réseau seul couvre à nouveau la deuxième voiture et la batterie arrête de se décharger, sans jamais interrompre cette deuxième voiture.
Rester dans la limite du réseau
L’EMS contrôle en permanence la puissance mesurée au raccordement et rogne la puissance des voitures si la réalité dérive au-dessus de la limite, par exemple à cause d’un bref retard de mesure ou d’une borne lente à suivre. En fonctionnement normal, la montée progressive maintient le site à la limite d’elle-même, ce mécanisme n’intervient donc que sur de courts transitoires.
La recharge EV et la réserve Peak Shaving
La décharge de la batterie pour soutenir les voitures est une forme d’écrêtage : elle existe pour maintenir le prélèvement à sa limite, quelle que soit la cause de la pointe. Cela a deux conséquences :
- Soutenir les voitures est toujours autorisé, jusqu’à l’état de charge minimum de la batterie. La réserve Peak Shaving ne le bloque pas ; la réserve ne bloque que la décharge à d’autres fins (comme l’arbitrage sur le prix), précisément pour que cette énergie reste disponible pour des pointes comme la recharge rapide.
- Un site avec beaucoup de recharge rapide peut régler une réserve Peak Shaving pour s’assurer que la batterie garde assez d’énergie sous la main pour la session suivante, au lieu de la dépenser en autres optimisations.
Réglages qui influencent la recharge EV
| Réglage | Ce qu’il fait |
|---|---|
| Limite de raccordement | Le plafond sous lequel tout le site doit rester (voitures, consommation et charge de la batterie ensemble) |
| Priorité du connecteur | Quelles sessions de charge sont servies en premier quand la puissance est serrée (1 = la plus haute, 3 = la plus basse) |
| Réserve Peak Shaving | L’énergie de batterie mise de côté pour écrêter les pointes de prélèvement, afin qu’elle reste disponible pour aider à alimenter les voitures |
Rapport avec les stratégies de régulation
La recharge EV fonctionne de la même façon en optimisation des coûts et en autoconsommation : les voitures sont toujours servies en premier, et la charge de la batterie ne prend que ce que les voitures laissent libre. Pour les bornes prises en charge par l’EMS, voir bornes de recharge.