FR3152621A1 - Method and device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) and associated computer program - Google Patents
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Abstract
Procédé et dispositif de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) et programme d’ordinateur associé L’invention concerne un procédé (20) de prédiction de la consommation électrique de recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation, comprenant les étapes suivantes : - obtention (22), pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, d’une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) dudit ensemble à leur lieu de domiciliation ; - prédiction (24) de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble en utilisant un abaque (32) prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation. Figure pour l'abrégé : Figure 2Method and device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) and associated computer program The invention relates to a method (20) for predicting the electrical consumption of recharging a set of electric vehicle(s) within their place of residence, comprising the following steps: - obtaining (22), for a plurality of daily predetermined times, a prior estimate of the number of electric vehicle(s) present in said set at their place of residence; - predicting (24) the electrical consumption associated with the recharging of said set using a predetermined chart (32) indicating the average instantaneous charging power per vehicle present, as a function of said number of electric vehicle(s) present according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence. Figure for abstract: Figure 2
Description
La présente invention concerne un procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s).The present invention relates to a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence, said method being implemented by an electronic device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s).
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation.The invention also relates to a computer program comprising software instructions which, when executed by a computer, implement such a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence.
L’invention concerne également ledit dispositif électronique de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s).The invention also relates to said electronic device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s).
La présente invention concerne le domaine de la gestion des réseaux électriques et des marchés de l’électricité. En particulier, la présente invention porte sur la prédiction de la consommation électrique liée à la recharge de véhicule(s) électrique(s) (également appelé(s) par la suite VE), à domicile et ce pour un parc de véhicule(s) électrique(s) correspondant par exemple à une zone géographique prédéterminée telle qu’une région, un pays, etc., ou à un parc de véhicule(s) électrique(s) géré par un fournisseur donné, ou à un parc de véhicule(s) électrique(s) contrôlé par un agrégateur de flexibilité de consommation.The present invention relates to the field of management of electrical networks and electricity markets. In particular, the present invention relates to the prediction of electrical consumption linked to the recharging of electric vehicle(s) (also referred to hereinafter as EV), at home and for a fleet of electric vehicle(s) corresponding for example to a predetermined geographical area such as a region, a country, etc., or to a fleet of electric vehicle(s) managed by a given supplier, or to a fleet of electric vehicle(s) controlled by a consumption flexibility aggregator.
Actuellement, des méthodes d’agrégation de charge existent. Toutefois, pour prédire la consommation électrique liée à la recharge à domicile d’un parc prédéterminé de véhicules électrique, peu de solutions efficaces ont été développées hormis des méthodes basées sur un apprentissage machine qui ont l’inconvénient de requérir une grande quantité de données d’apprentissage, des traitement complexes et qui sont impropres à prédire l’impact d’un signal de contrôle valant requête d’arrêt de recharge.Currently, load aggregation methods exist. However, to predict the electricity consumption related to home charging of a predetermined fleet of electric vehicles, few effective solutions have been developed apart from methods based on machine learning which have the disadvantage of requiring a large amount of training data, complex processing and which are unsuitable for predicting the impact of a control signal equivalent to a request to stop charging.
Le but de l’invention est alors de proposer un procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation permettant de pallier les inconvénients de l’état de la technique en fournissant une solution efficace, et de complexité réduite, de prédiction d’une telle consommation électrique.The aim of the invention is then to propose a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence, making it possible to overcome the drawbacks of the state of the art by providing an effective solution, of reduced complexity, for predicting such electrical consumption.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s), et comprenant les étapes suivantes :To this end, the subject of the invention is a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence, said method being implemented by an electronic device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s). within their place of residence, said method being implemented by an electronic device for predicting the electricity consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s), and comprising the following steps:
- obtention, pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, d’une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation ;- obtaining, for a plurality of predetermined daily moments, a preliminary estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of residence;
- prédiction de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.- prediction of the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
Ainsi, la présente invention propose avantageusement d’utiliser un abaque pertinent indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation.Thus, the present invention advantageously proposes using a relevant chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate.
L’utilisation d’un tel abaque a de la valeur, car efficace précis et pertinent tout en présentant une complexité d’utilisation réduite, pour les acteurs des réseaux électriques et des marchés de l’électricité. Cela permet d’anticiper les problèmes sur les réseaux, de mieux les exploiter, d’optimiser la gestion d’un portefeuille d’actifs de production et de consommation, et de répondre à des problématiques réseau d’effacement voire de délestage.Using such a chart is valuable because it is efficient, precise, and relevant, while also being less complex to use, for those involved in electricity networks and electricity markets. This makes it possible to anticipate network problems, better exploit them, optimize the management of a portfolio of production and consumption assets, and address network issues such as load shedding and even load shedding.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :According to other advantageous aspects of the invention, the method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to all technically possible combinations:
- ledit abaque prédéterminé correspond à une trajectoire de puissance fermée définie par un sens prédéterminé de parcours temporel de ladite trajectoire et par quatre points, prédéterminés par apprentissage, chaque point étant défini par : une abscisse, correspondant à un nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, et une ordonnée correspondant à une puissance moyenne instantanée de charge par véhicule,- said predetermined abacus corresponds to a closed power trajectory defined by a predetermined direction of time travel of said trajectory and by four points, predetermined by learning, each point being defined by: an abscissa, corresponding to a number of electric vehicle(s) present at their place of residence, and an ordinate corresponding to an average instantaneous charging power per vehicle,
ladite trajectoire comprenant sensiblement une partie de demi-ellipse reliant les trois premiers points desdits quatre points, le premier point desdits quatre points, présentant une abscisse minimale et correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse, le deuxième point desdits quatre points correspondant au sommet de ladite demi-ellipse,said trajectory substantially comprising a part of a half-ellipse connecting the first three points of said four points, the first point of said four points having a minimum abscissa and corresponding to one end of the horizontal semi-axis of said part of a half-ellipse, the second point of said four points corresponding to the vertex of said half-ellipse,
ladite partie de demi-ellipse étant reliée, selon le sens prédéterminé de parcours temporel, à une ligne brisée formée de deux segments dont :said half-ellipse part being connected, according to the predetermined direction of time travel, to a broken line formed of two segments including:
- le premier segment vertical relie les troisième et quatrième points desdits quatre points, lesdits troisième et quatrième points ayant la même abscisse correspondant au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation et étant représentatifs de l’évolution décroissante nocturne de la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent ;- the first vertical segment connects the third and fourth points of said four points, said third and fourth points having the same abscissa corresponding to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile and being representative of the decreasing night-time evolution of the average instantaneous charging power per vehicle present;
- le deuxième segment de ladite ligne brisée reliant le quatrième point inférieur dudit premier segment vertical au premier point correspondant à ladite extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse ;- the second segment of said broken line connecting the fourth lower point of said first vertical segment to the first point corresponding to said end of the horizontal half-axis of said half-ellipse part;
- chaque ordonnée desdits quatre points est respectivement définie au moyen d’une équation paramétrique prédéterminée, pour le nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation correspondant à l’abscisse de chacun des quatre points, ladite équation paramétrique prédéterminée comprenant au moins une constante et ayant pour paramètre(s) au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant au moins :- each ordinate of said four points is respectively defined by means of a predetermined parametric equation, for the number of electric vehicle(s) present at their place of domicile corresponding to the abscissa of each of the four points, said predetermined parametric equation comprising at least one constant and having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, N étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit N jeux de paramètre(s) ;each parameter being an unknown of said predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for N sets of parameter(s) of distinct values, N being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said N sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said N sets of parameter(s);
- le premier point desdits quatre points, correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal, présente une abscisse correspondant au nombre minimal de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, ledit nombre minimal étant proportionnel au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation selon un facteur de proportionnalité β, tel que 0< β <1, ledit facteur de proportionnalité β étant obtenu par apprentissage statistique lors de ladite étape d’obtention ;- the first point of said four points, corresponding to one end of the horizontal half-axis, has an abscissa corresponding to the minimum number of electric vehicle(s) present at their place of domicile, said minimum number being proportional to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile according to a proportionality factor β, such that 0 < β <1, said proportionality factor β being obtained by statistical learning during said obtaining step;
- l’autre extrémité du demi-axe horizontal de ladite demi-ellipse a pour abscisse un nombre fictif maximal de véhicule(s) électrique(s), ledit nombre maximal étant proportionnel au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation selon un facteur de proportionnalité α, tel que 1 ≤ α, ledit facteur de proportionnalité α étant le résultat d’une autre équation paramétrique prédéterminée ayant pour paramètre(s) au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant au moins :- the other end of the horizontal semi-axis of said semi-ellipse has as abscissa a maximum fictitious number of electric vehicle(s), said maximum number being proportional to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile according to a proportionality factor α, such that 1 ≤ α, said proportionality factor α being the result of another predetermined parametric equation having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite autre équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, M étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit M jeux de paramètre(s) ;each parameter being an unknown of said other predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for M sets of parameter(s) of distinct values, M being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said M sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said M sets of parameter(s);
- le deuxième point desdits quatre points correspondant au sommet de ladite demi-ellipse présente une abscisse correspondant au nombre moyen de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, ledit nombre moyen correspondant à la moyenne arithmétique entre ledit nombre minimal et ledit nombre maximal de véhicule(s) électrique(s) pouvant être simultanément présent(s) à leur lieu de domiciliation ;- the second point of said four points corresponding to the apex of said half-ellipse has an abscissa corresponding to the average number of electric vehicle(s) present at their place of domicile, said average number corresponding to the arithmetic mean between said minimum number and said maximum number of electric vehicle(s) which can be simultaneously present at their place of domicile;
- la puissance
avec :with :
ladite puissance E étant définie au moyen d’une équation paramétrique prédéterminée comprenant au moins une constante et ayant pour paramètre(s) au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant au moins :said power E being defined by means of a predetermined parametric equation comprising at least one constant and having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, N étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit N jeux de paramètre(s) ;each parameter being an unknown of said predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for N sets of parameter(s) of distinct values, N being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said N sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said N sets of parameter(s);
- le procédé comprend en outre :- the method further comprises:
- la réception d’au moins un signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, ledit signal comprenant l’intervalle de temps pendant lequel ledit arrêt est requis, ledit intervalle étant défini par deux bornes T1et T2, avec T2> T1, et- receiving at least one signal constituting a request to stop said recharging, said signal comprising the time interval during which said stop is required, said interval being defined by two terminals T 1 and T 2 , with T 2 > T 1 , and
- une première adaptation de ladite prédiction de la consommation électrique, la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation étant adaptée à chaque réception dudit signal valant requête d’arrêt de ladite recharge pour être nulle sur ledit intervalle de temps ;- a first adaptation of said prediction of electrical consumption, the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence being adapted to each reception of said signal constituting a request to stop said charging to be zero over said time interval;
- le procédé comprend en outre, pour t > T2, une deuxième adaptation de ladite prédiction de la consommation électrique par rapport à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, la différence entre :- the method further comprises, for t > T 2 , a second adaptation of said prediction of the electrical consumption with respect to the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging, the difference between:
- la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique après T2, et- the average instantaneous charging power P s (t) per vehicle present associated with the prediction of electrical consumption after T 2 , and
- la puissance P(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge ;- the average instantaneous charging power P(t) per vehicle present associated with the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said charging;
étant une fonction positive décroissante dépendante de T1-T2, de l’énergie W qui aurait été injectée dans le ou les véhicule(s) électrique(s) en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge telle que
- ladite fonction positive décroissante est linéaire tel que : Ps(t) – P(t) =
d1< 0.d 1 < 0.
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a computer program comprising software instructions which, when executed by a computer, implement such a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence as defined above.
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation tel que défini ci-dessus.The invention also relates to a computer program comprising software instructions which, when executed by a computer, implement such a method for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence as defined above.
L’invention concerne également un dispositif électronique de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) caractérisé en ce qu’il comprend :The invention also relates to an electronic device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence of said set of electric vehicle(s), characterized in that it comprises:
- un module d’obtention, configuré pour obtenir, pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation ;- an obtaining module, configured to obtain, for a plurality of predetermined daily moments, a preliminary estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of domicile;
- un module de prédiction, configuré pour prédire la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à leur lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.- a prediction module, configured to predict the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at their place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels :The invention will appear more clearly on reading the description which follows, given solely as a non-limiting example, and made with reference to the drawings in which:
-
-
-
-
Dans la suite de la description, l’expression « sensiblement égal à » s’entend comme une relation d’égalité à plus ou moins 10%, c’est-à-dire avec une variation d’au plus 10%, de préférence encore comme une relation d’égalité à plus ou moins 5%, c’est-à-dire avec une variation d’au plus 5%.In the remainder of the description, the expression “substantially equal to” is understood as a relationship of equality to plus or minus 10%, that is to say with a variation of at most 10%, more preferably as a relationship of equality to plus or minus 5%, that is to say with a variation of at most 5%.
La
Plus précisément, un tel dispositif 10 électronique comprend tout d’abord un module 12 d’obtention, configuré pour obtenir, pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation.More specifically, such an electronic device 10 firstly comprises an obtaining module 12, configured to obtain, for a plurality of predetermined daily instants, a prior estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of residence.
On considère par exemple un parc de 10 000 véhicules électriques, chaque véhicule électrique étant domicilié à un lieu identifié dans lequel il est propre à être rechargé.For example, we consider a fleet of 10,000 electric vehicles, each electric vehicle being located at an identified location where it can be recharged.
De plus, un tel dispositif 10 électronique comprend également un module 14 de prédiction, configuré pour prédire la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.In addition, such an electronic device 10 also comprises a prediction module 14, configured to predict the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
En variante optionnelle non représentée sur la
Ledit signal valant requête d’arrêt de ladite recharge n’est pas un signal instantané pour le module de prévision, il l’est par contre pour la borne de recharge. Plus précisément, un tel signal valant requête d’arrêt de ladite recharge est une série temporelle (similaire à la série temporelle indiquant une estimation du nombre de véhicules présents à domicile, c’est un signal mis en entrée du module de prévision) qui indique les requêtes connues ou potentielles (par exemple lorsque l’utilisateur de ce module de prévision veut déterminer le signal d’arrêt optimum pour son activité) d’arrêt de charge pour les minutes/heures à venir.Said signal serving as a request to stop said charging is not an instantaneous signal for the forecasting module, but it is for the charging station. More precisely, such a signal serving as a request to stop said charging is a time series (similar to the time series indicating an estimate of the number of vehicles present at home, it is a signal input to the forecasting module) which indicates the known or potential requests (for example when the user of this forecasting module wants to determine the optimum stop signal for his activity) to stop charging for the coming minutes/hours.
Selon cette variante optionnelle non représentée, le dispositif 10 électronique comprend également un module d’adaptation configuré pour mettre en œuvre une première adaptation de ladite prédiction de la consommation électrique, la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation étant adaptée à chaque réception dudit signal valant requête d’arrêt de ladite recharge pour être nulle sur ledit intervalle de temps.According to this optional variant not shown, the electronic device 10 also comprises an adaptation module configured to implement a first adaptation of said prediction of electrical consumption, the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence being adapted to each reception of said signal constituting a request to stop said charging to be zero over said time interval.
Selon cette variante optionnelle non représentée, ledit module d’adaptation, en complément facultatif, est également configuré pour mettre en œuvre, pour t > T2, une deuxième adaptation de ladite prédiction de la consommation électrique par rapport à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, la différence entre, d’une part la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique après T2, et d’autre part la puissance P(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, étant une fonction positive décroissante dépendante de T1-T2, de l’énergie W qui aurait été injectée dans le ou les véhicule(s) électrique(s) en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge telle que
Optionnellement, ladite fonction positive décroissante est linéaire tel que :Optionally, said decreasing positive function is linear such that:
Ps(t) – P(t) =
Dans l’exemple de la
Dans l’exemple de la
En variante non représentée, le module d’obtention, le module de prédiction, ainsi qu’en complément facultatif le module de réception et le module d’adaptation, sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglaisField Programmable Gate Array), ou encore d’un circuit intégré, tel qu’un ASIC (de l’anglaisApplication Specific Integrated Circuit).In a variant not shown, the obtaining module, the prediction module, as well as, as an optional addition, the receiving module and the adaptation module, are each produced in the form of a programmable logic component, such as an FPGA (from the EnglishField Programmable Gate Array), or an integrated circuit, such as an ASIC (from EnglishApplication Specific Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif électronique de de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, également appelé produit programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple un medium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non-volatile (par exemple FLASH ou NVRAM) ou une carte magnétique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.When the electronic device for predicting the electrical consumption associated with the charging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence is produced in the form of one or more software programs, that is to say in the form of a computer program, also called a computer program product, it is also capable of being recorded on a medium, not shown, readable by a computer. The computer-readable medium is, for example, a medium capable of storing electronic instructions and of being coupled to a bus of a computer system. For example, the readable medium is an optical disk, a magneto-optical disk, a ROM memory, a RAM memory, any type of non-volatile memory (for example FLASH or NVRAM) or a magnetic card. A computer program comprising software instructions is then stored on the readable medium.
On décrit ci-après en relation avec la
Plus précisément, le procédé 20 de prédiction de la consommation électrique associée à la recharge d’un ensemble de véhicule(s) électrique(s) au sein de leur lieu de domiciliation dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s), comprend de manière générale, une première étape 22 d’obtention OBT, pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, d’une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation.More specifically, the method 20 for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of domicile of said set of electric vehicle(s), generally comprises a first step 22 of obtaining OBT, for a plurality of daily predetermined times, a prior estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of domicile.
Autrement dit, selon ledit procédé 20, il est nécessaire d’avoir accès en « entrée » à une estimation/prévision du nombre de véhicule électrique VE présents à domicile à chaque instant.In other words, according to said method 20, it is necessary to have access as “input” to an estimate/forecast of the number of electric vehicles EV present at home at each time.
Un exemple d’une estimation obtenue au cours de cette étape 22 est notamment illustré par la
Par exemple, pour obtenir 22 une telle estimation du nombre de véhicule(s) électrique(s) N(t), pour le parc considéré, présents à domicile à l’instant t, une simulation est utilisée au préalable, par exemple en utilisant un moyen de type outil logiciel de simulation de déplacement de véhicules ou de présences de véhicules sur une typologie de sites (domicile, lieu de travail, lieux publics, …) prédéterminée.For example, to obtain such an estimate of the number of electric vehicle(s) N(t), for the fleet considered, present at home at time t, a simulation is used beforehand, for example using a means such as a software tool for simulating vehicle movement or the presence of vehicles on a predetermined typology of sites (home, workplace, public places, etc.).
Plus précisément, l’approche, par exemple, retenue consiste à simuler individuellement un grand nombre de véhicules électriques/usagers, en considérant les trajets possibles, par exemple : du domicile au travail, puis du travail à l’école pour effectuer un « ramassage scolaire »), puis de l’école au domicile, etc. qui sont caractérisés par des distances, des durées ou des vitesses, des horaires de début/fin.More specifically, the approach, for example, adopted consists of individually simulating a large number of electric vehicles/users, considering possible journeys, for example: from home to work, then from work to school to carry out a "school pick-up"), then from school to home, etc. which are characterized by distances, durations or speeds, start/end times.
Des études sociologiques d’usage permettent d’alimenter ces simulations par des bases de données ou des descriptions sous forme statistique dont un exemple est le document intitulé «La mobilité des Français : Panorama issu de l’enquête nationale transports et déplacements 2008 » ,accessible au sein de la revue du Commissariat Général au développement Durable CGDD de décembre 2010.Sociological studies of use make it possible to feed these simulations with databases or descriptions in statistical form, an example of which is the document entitled " The mobility of the French: Panorama from the national transport and travel survey 2008 " , accessible in the journal of the General Commission for Sustainable Development CGDD of December 2010.
Selon un exemple parmi une pluralité d’exemples possibles, une telle simulation consiste à distinguer les jours ouvrés des jours non ouvrés en associant quatre parcours possibles aux jours ouvrés contre deux seulement aux jours non ouvrés.According to one example among a plurality of possible examples, such a simulation consists of distinguishing working days from non-working days by associating four possible routes with working days against only two with non-working days.
Les quatre parcours associés aux jours ouvrés comprennent notamment un premier parcours partant du domicile allant au travail puis revenant du travail au domicile, un deuxième parcours partant du domicile allant au travail puis à une autre destination et revenant de cette autre destination au domicile, un troisième parcours partant du domicile allant à une autre destination et revenant de cette autre destination au domicile, un quatrième parcours partant du domicile allant à une première autre destination puis une deuxième autre destination et revenant de cette deuxième autre destination au domicile.The four journeys associated with working days include in particular a first journey from home going to work then returning from work to home, a second journey from home going to work then to another destination and returning from this other destination to home, a third journey from home going to another destination and returning from this other destination to home, a fourth journey from home going to a first other destination then a second other destination and returning from this second other destination to home.
Par exemple, on entend par « autre destination » un lieu, distinct du domicile et du travail, pour effectuer des achats, des démarches, des loisirs, des déplacements privés, tels que le ramassage scolaire ou les visites familiales, pour y accompagner, y aller chercher ou encore pour des déplacements professionnels.For example, "other destination" means a place, separate from home and work, for shopping, formalities, leisure activities, private trips, such as school pick-ups or family visits, to accompany or pick up people there or for business trips.
Les deux parcours associés aux jours non ouvrés (i.e. où il n’est pas nécessaire de se rendre au travail) comprennent alors uniquement les troisième et quatrième parcours précités.The two routes associated with non-working days (i.e. when it is not necessary to go to work) then only include the third and fourth routes mentioned above.
Selon un exemple particulier, pour simplifier, pour un véhicule électrique donné, on suppose que pendant les jours ouvrés c’est toujours le même parcours qui est réalisé, et de même pour les jours non ouvrés. Le choix des parcours, parmi les deux ou quatre parcours possibles précités, ainsi que les caractéristiques afférentes sont déterminés aléatoirement suivant les lois de probabilité prédéterminées qui s’appuient sur les données d’enquêtes sociologiques telles que celle du document précité.According to a particular example, for simplicity, for a given electric vehicle, it is assumed that during working days it is always the same route that is taken, and the same for non-working days. The choice of routes, among the two or four possible routes mentioned above, as well as the related characteristics are determined randomly according to predetermined probability laws which are based on data from sociological surveys such as that of the aforementioned document.
Il s’agit : du type de parcours, des distances parcourues pour chaque trajet, de l’heure de départ le matin pour aller sur le lieu de travail ou de l’heure de départ du lieu de travail pour les premier et deuxièmes parcours précités, de l’heure de départ du domicile pour les jours sans travail pour les troisième et quatrième parcours précités que le jour soit ouvré ou non, de la durée pendant laquelle le véhicule électrique VE reste garé pour les localisations de type « autre destination ».These are: the type of journey, the distances travelled for each journey, the departure time in the morning to go to the workplace or the departure time from the workplace for the first and second journeys mentioned above, the departure time from home for days without work for the third and fourth journeys mentioned above, whether the day is a working day or not, the duration during which the electric vehicle EV remains parked for locations of the “other destination” type.
Ainsi, la simulation permet de définir pour chaque véhicule électrique VE sa localisation à chaque instant de la pluralité d’instants prédéterminés quotidiens (i.e. à chaque pas temporel simulé), et permet ensuite de déduire pour chaque pas temporel le nombre de véhicule(s) électrique(s) VE présent(s) à domicile (i.e. dont la localisation est égale à la valeur « domicile » dudit véhicule électrique VE).Thus, the simulation makes it possible to define for each electric vehicle EV its location at each instant of the plurality of predetermined daily instants (i.e. at each simulated time step), and then makes it possible to deduce for each time step the number of electric vehicle(s) EV present at home (i.e. whose location is equal to the “home” value of said electric vehicle EV).
Puis, tel qu’illustré par la figue 2, le procédé 20 de prédiction de la consommation électrique selon la présente invention comprend une étape 24 de prédiction PRED de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) audit à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.Then, as illustrated by Fig. 2, the method 20 for predicting the electrical consumption according to the present invention comprises a step 24 of predicting PRED the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at said place of residence at said time t according to said estimation, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
Optionnellement, tel qu’illustré en pointillés sur la
Selon cette option, l’étape de réception 26 est suivie d’une étape 28 de première adaptation A1de ladite prédiction de la consommation électrique, la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation étant adaptée à chaque réception dudit signal valant requête d’arrêt de ladite recharge pour être nulle sur ledit intervalle de temps.According to this option, the reception step 26 is followed by a step 28 of first adaptation A 1 of said prediction of the electrical consumption, the instantaneous average charging power per vehicle present at its place of residence being adapted to each reception of said signal constituting a request to stop said charging to be zero over said time interval.
Autrement dit, pendant l’intervalle de temps entre T1et T2, les véhicules ne sont pas rechargés, ce qui signifie que la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule est égale à zéro pendant cette période, alors qu’avant T1, la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule est égale à la puissance P(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge (i.e. sans l’étape 26).In other words, during the time interval between T 1 and T 2 , the vehicles are not recharged, which means that the average instantaneous charging power P s (t) per vehicle is equal to zero during this period, whereas before T 1 , the average instantaneous charging power P s (t) per vehicle is equal to the average instantaneous charging power P(t) per vehicle present associated with the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging (i.e. without step 26).
En complément facultatif de cette option, l’étape 28 de première adaptation est en outre suivie pour t > T2, d’une étape 30 de deuxième adaptation A2de ladite prédiction de la consommation électrique par rapport à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, la différence entre d’une part la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique après T2, et d’autre part la puissance P(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, étant une fonction positive décroissante dépendante de T1-T2, de l’énergie W qui aurait été injectée dans le ou les véhicule(s) électrique(s) en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge telle que :As an optional addition to this option, step 28 of first adaptation is further followed for t > T 2 , by a step 30 of second adaptation A 2 of said prediction of the electrical consumption with respect to the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging, the difference between on the one hand the instantaneous average power P s (t) of charging per vehicle present associated with the prediction of the electrical consumption after T 2 , and on the other hand the instantaneous average power P (t) of charging per vehicle present associated with the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging, being a decreasing positive function dependent on T 1 -T 2 , of the energy W which would have been injected into the electric vehicle(s) in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging such that:
Autrement dit, après T2, Ps(t) est calculé en s’appuyant à la fois sur P(t) et sur l’énergie qui aurait dû être injectée dans les véhicules électriques VE pendant la période T1-T2mais qui ne l’a pas été du fait du signal de contrôle valant requête d’arrêt de la recharge.In other words, after T 2 , P s (t) is calculated based on both P(t) and the energy that should have been injected into the electric vehicles VE during the period T 1 -T 2 but which was not due to the control signal acting as a request to stop charging.
Selon une variante complémentaire facultative, ladite fonction positive décroissante est linéaire tel que : Ps(t) – P(t) =
Autrement dit, on considère que la différence entre Ps(t) et P(t) est une fonction positive, décroissante et linéaire du temps, et que lorsqu’elle atteint zéro, on considère alors que de nouveau Ps(t) = P(t) jusqu’à réception du prochain signal de contrôle valant requête d’arrêt de la recharge.In other words, we consider that the difference between P s (t) and P(t) is a positive, decreasing and linear function of time, and that when it reaches zero, we then consider that again P s (t) = P(t) until receipt of the next control signal equivalent to a request to stop recharging.
A noter que dans le cas où il y a deux périodes successives de signal de contrôle, la même approche est appliquée, en considérant par exemple que la première période va de T1à T2et la seconde de T3à T4. Pour la première période de T1à T2, l’approche précitée est appliquée. Pour la deuxième période de T3à T4, la même approche est appliquée à une exception près à savoir que l’on considère la temporalité au moyen de la différence entre d’une part la consommation moyenne d'électricité pour la recharge à domicile de tous les véhicules à domicile du modèle sur la première période allant de T1à T2, et d’autre part la consommation moyenne d'électricité pour la recharge à domicile de tous les véhicules à domicile du modèle sur la deuxième période allant T3à T4, afin de trouver la consommation moyenne d'électricité pour la recharge à domicile après l’instant T4.Note that in the case where there are two successive periods of control signal, the same approach is applied, considering for example that the first period goes from T 1 to T 2 and the second from T 3 to T 4 . For the first period from T 1 to T 2 , the above-mentioned approach is applied. For the second period from T 3 to T 4 , the same approach is applied with one exception, namely that the temporality is considered by means of the difference between on the one hand the average electricity consumption for home charging of all home vehicles in the model over the first period from T 1 to T 2, and on the other hand the average electricity consumption for home charging of all home vehicles in the model over the second period from T 3 to T 4 , in order to find the average electricity consumption for home charging after time T4.
L’impact des étapes optionnelles 26 de réception, 28 de première adaptation et 30 de deuxième adaptation sera notamment décrit par la suite en relation avec la
La mise en œuvre de ces étapes optionnelles permet notamment de considérer qu’à certains moments de la journée un signal valant requête d’arrêt de la recharge est reçu et utilisé par le système de recharge comme un ordre d’arrêt de la recharge. Un tel signal correspond, par exemple, à un signal représentatif d’une période de prix de l’électricité élevé (i.e. un signal de type heure pleine), un signal pour réduire la consommation (e.g. une réduction d’un certain facteur par exemple exprimé en pourcentage), ou encore un signal représentatif d’une charge du réseau importante ce qui nécessite une diminution globale de la consommation suivant les cas à la maille du réseau de distribution ou du réseau de transport, un tel signal étant propre à être binaire ou non avec par exemple une requête de réduction progressive de la consommation.The implementation of these optional steps makes it possible in particular to consider that at certain times of the day a signal equivalent to a request to stop charging is received and used by the charging system as an order to stop charging. Such a signal corresponds, for example, to a signal representative of a period of high electricity prices (i.e. a peak hour type signal), a signal to reduce consumption (e.g. a reduction of a certain factor, for example expressed as a percentage), or a signal representative of a significant network load which requires an overall reduction in consumption depending on the case at the distribution network or transmission network level, such a signal being suitable for being binary or not with, for example, a request for a gradual reduction in consumption.
La
Plus précisément, l’abaque 32 prédéterminé correspond, selon cet exemple, à une trajectoire de puissance fermée définie par un sens prédéterminé de parcours temporel de ladite trajectoire, illustré par les flèche de la
Chaque point E2, E1, L2et L1est défini par : une abscisse, correspondant à un nombre N de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, et une ordonnée correspondant à une puissance moyenne instantanée P(kW) de charge par véhicule.Each point E 2 , E 1 , L 2 and L 1 is defined by: an abscissa, corresponding to a number N of electric vehicle(s) present at their place of residence, and an ordinate corresponding to an average instantaneous charging power P(kW) per vehicle.
Ladite trajectoire 32 comprend sensiblement une partie de demi-ellipse reliant les trois premiers points E2, E1, L2desdits quatre points E2, E1, L2et L1.Said trajectory 32 substantially comprises a part of a semi-ellipse connecting the first three points E 2 , E 1 , L 2 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 .
Le premier point E2desdits quatre points E2, E1, L2et L1présente une abscisse minimale Nminet correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse.The first point E 2 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 has a minimum abscissa N min and corresponding to one end of the horizontal half-axis of said part of the half-ellipse.
Le deuxième point E1desdits quatre points E2, E1, L2et L1correspond au sommet de ladite demi-ellipse.The second point E 1 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 corresponds to the vertex of said half-ellipse.
Ladite partie de demi-ellipse, connectant les points E2, E1, L2, est elle-même reliée, selon le sens prédéterminé de parcours, à une ligne brisée formée de deux segments.The said part of the half-ellipse, connecting the points E 2 , E 1 , L 2 , is itself connected, according to the predetermined direction of travel, to a broken line formed of two segments.
Le premier segment de ladite ligne brisée, selon le sens prédéterminé de parcours de ladite trajectoire, illustré par les flèche de la
Les troisième et quatrième points L2et L1ont la même abscisse Nevcorrespondant au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation et étant représentatifs de l’évolution décroissante nocturne de la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent (i.e. au fur et à mesure qu’ils sont rechargés et en conséquence ne requiert plus de charge par rapport à l’instant de leur retour à domicile).The third and fourth points L 2 and L 1 have the same abscissa N ev corresponding to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile and being representative of the decreasing nocturnal evolution of the average instantaneous charging power per vehicle present (i.e. as they are recharged and consequently no longer require charging compared to the time of their return home).
Le nombre Nevde véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation correspond à la taille du parc de véhicules électrique considéré et est connu telle une entrée dudit procédé.The number N ev of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile corresponds to the size of the electric vehicle fleet considered and is known as an input to said process.
Le deuxième segment de ladite ligne brisée, selon le sens prédéterminé de parcours de ladite trajectoire, illustré par les flèche de la
La partie, dite principale, correspond à la trajectoire diurne reliant les points L1à E2à E1à L2, et est utilisée la journée temporellement en suivant les flèches de sens de parcours représentés sur la
Selon un complément optionnel, chaque ordonnée F1, E, F3et F2desdits quatre points E2, E1, L2et L1respectivement est définie au moyen d’une équation paramétrique prédéterminée, pour le nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation correspondant à l’abscisse Nmin, Nmid, Nevde chacun des quatre points, ladite équation paramétrique prédéterminée comprenant au moins une constante et ayant pour paramètre(s) au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant au moins :According to an optional addition, each ordinate F 1 , E, F 3 and F 2 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 respectively is defined by means of a predetermined parametric equation, for the number of electric vehicle(s) present at their place of domicile corresponding to the abscissa N min , N mid , N ev of each of the four points, said predetermined parametric equation comprising at least one constant and having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- la capacité moyenne de la batterie Bavg(kWh) desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation, correspondant à la moyenne des capacités des batteries du parc de véhicules électriques VE considéré, par exemple comprise entre 20 kWh et 70 kWh ;- the average battery capacity B avg (kWh) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, corresponding to the average of the battery capacities of the fleet of electric vehicles VE considered, for example between 20 kWh and 70 kWh;
- le facteur d’autonomie moyenne Ravgdesdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, dont la valeur est par exemple comprise entre 1 et 2 ;- the average autonomy factor R avg of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, the value of which is for example between 1 and 2;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre Davg(kWh/km) desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, correspondant à la moyenne des consommations kilométriques des véhicules électriques VE du parc de véhicules électriques considéré, et pouvant être éventuellement « météo dépendante », par exemple comprise entre 0,12 et 0,20 kWh/km ;- the average energy consumption per kilometer D avg (kWh/km) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, corresponding to the average mileage consumption of the electric vehicles VE in the fleet of electric vehicles considered, and which may possibly be “weather dependent”, for example between 0.12 and 0.20 kWh/km;
- le coefficient de comportement moyen Uavgdes conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation, par exemple compris entre 0,8 et 1,5 ;- the average behavior coefficient U avg of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 0.8 and 1.5;
- la distance moyenne parcourue par jour Kavg(km) desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, correspondant à la moyenne des distances journalières parcourues par les véhicules électriques VE du parc de véhicules électriques considéré, par exemple comprise entre 10 km et 50 km.- the average distance travelled per day K avg (km) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, corresponding to the average daily distance travelled by the electric vehicles VE of the fleet of electric vehicles considered, for example between 10 km and 50 km.
Il est à noter que le facteur d’autonomie moyenne Ravget le coefficient de comportement moyen Uavgsont notamment définis dans le document de F. Gonzalez et al. intitulé «Plug-in behavior of electric vehicles users: Insights from a large-scale trial and impacts for grid integration studies», eTransportation, vol. 10, p. 100131, Nov. 2021.It should be noted that the average autonomy factor R avg and the average behavior coefficient U avg are notably defined in the document by F. Gonzalez et al. entitled “ Plug-in behavior of electric vehicles users: Insights from a large-scale trial and impacts for grid integration studies ”, eTransportation, vol. 10, p. 100131, Nov. 2021.
Plus précisément, selon ces définitions, le facteur d’autonomie moyenne Ravg correspond à un nombre supérieur à un et indique la marge moyenne que prennent les utilisateurs vis-à-vis du besoin impérieux de recharger le véhicule électrique VE étant donné les déplacements prévus le lendemain. En effet, les conducteurs ne branchent pas systématiquement leur véhicule électrique VE à leur borne en rentrant chez eux. Si un conducteur considère que la batterie n’est pas suffisamment chargée pour les déplacements du lendemain alors dans ce cas il branche le véhicule électrique VE.More precisely, according to these definitions, the average autonomy factor Ravg corresponds to a number greater than one and indicates the average margin that users take with regard to the urgent need to recharge the electric vehicle EV given the trips planned for the next day. Indeed, drivers do not systematically plug their electric vehicle EV into their terminal when returning home. If a driver considers that the battery is not sufficiently charged for the next day's trips, then in this case he plugs in the electric vehicle EV.
Selon ces définitions, le coefficient de comportement moyen Uavgcaractérise alors le fait qu’un conducteur branche ou pas son véhicule électrique VE, car dans le cas où l’autonomie est suffisante pour les déplacements du lendemain, le conducteur n’est pas obligé de brancher son véhicule électrique VE à sa borne.According to these definitions, the average behavior coefficient U avg then characterizes whether or not a driver plugs in their EV, because in the case where the autonomy is sufficient for the next day's journeys, the driver is not obliged to plug in their EV to its terminal.
Chaque paramètre Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgest caractéristique à la fois du parc de véhicule électrique et du comportement de leur conducteur.Each parameter B avg , R avg , D avg , U avg or K avg is characteristic of both the electric vehicle fleet and the behavior of their driver.
Chaque paramètre Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgest traité selon la présente invention comme une inconnue de ladite équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, N étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique du prédéterminée associée audit N jeux de paramètre(s).Each parameter B avg , R avg , D avg , U avg or K avg is treated according to the present invention as an unknown of said predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for N sets of parameter(s) of distinct values, N being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said N sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said N sets of parameter(s).
Plus précisément, selon ce complément facultatif, l’ordonnée F1du point E2, correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse, est par exemple obtenue en appliquant l’équation paramétrique du premier degré et optimisée suivante :More precisely, according to this optional addition, the ordinate F 1 of the point E 2 , corresponding to one end of the horizontal half-axis of said part of the half-ellipse, is for example obtained by applying the following first-degree parametric and optimized equation:
F1= -0.0077 -0.00003 Bavg+ 0.0585 Davg + 0.0008 Uavg + 0.0009 Ravg+0.0006 Kavg F1= -0.0077 -0.00003 Bavg+ 0.0585 Davg + 0.0008 Uavg + 0.0009 Ravg+0.0006 Kavg
après optimisation en utilisant N jeux de paramètre(s) Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgde valeurs distinctes (i.e. au moins une valeur de paramètre étant distincte d’un jeu à l’autre) avec par exemple des valeurs de Bavgcomprises entre 20 kWh et 70 kWh, des valeurs de Ravgcomprises entre 1 et 2, des valeurs de Davgcomprises entre 0.12 et 0.20 kWh/km, des valeurs de Uavgcomprises entre 0,8 et 1,5 et des valeurs de Kavgcomprises entre 10 km et 50 km.after optimization using N sets of parameter(s) B avg , R avg , D avg , U avg or K avg of distinct values (i.e. at least one parameter value being distinct from one set to another) with for example B avg values between 20 kWh and 70 kWh, R avg values between 1 and 2, D avg values between 0.12 and 0.20 kWh/km, U avg values between 0.8 and 1.5 and K avg values between 10 km and 50 km.
De manière similaire, selon ce complément facultatif, l’ordonnée E du point E1correspondant au sommet de ladite demi-ellipse, est par exemple obtenue en appliquant l’équation paramétrique du premier degré et optimisée suivante :Similarly, according to this optional complement, the ordinate E of the point E 1 corresponding to the vertex of said half-ellipse, is for example obtained by applying the following first degree parametric and optimized equation:
E = -0.6375 -0.0053 Bavg+4.1829 Davg+0.0132 Uavg+0.1685 Ravg+0.0172 Kavg E = -0.6375 -0.0053 B avg +4.1829 D avg +0.0132 U avg +0.1685 R avg +0.0172 K avg
après optimisation en utilisant également les N jeux de paramètre(s) Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgde valeurs distinctes (i.e. au moins une valeur de paramètre étant distincte d’un jeu à l’autre) avec par exemple des valeurs de Bavgcomprises entre 20 kWh et 70 kWh, des valeurs de Ravgcomprises entre 1 et 2, des valeurs de Davgcomprises entre 0,12 et 0,20 kWh/km, des valeurs de Uavgcomprises entre 0,8 et 1,5 et des valeurs de Kavgcomprises entre 10 km et 50 km.after optimization also using the N sets of parameter(s) B avg , R avg , D avg , U avg or K avg of distinct values (i.e. at least one parameter value being distinct from one set to another) with for example values of B avg between 20 kWh and 70 kWh, values of R avg between 1 and 2, values of D avg between 0.12 and 0.20 kWh/km, values of U avg between 0.8 and 1.5 and values of K avg between 10 km and 50 km.
A noter que certains jeux de paramètres sont propres à fournir une valeur de E résultante négative ce qui est relativement normal car de tels jeux ne sont pas réalistes. Par exemple, si la valeur de Bavgest de 70 kWh, ce qui correspond sensiblement à un parc qui serait actuellement composé de véhicules électriques de la marque Tesla, la valeur de Kavgest de 10 km, ce qui correspond à une distance journalière faible, et la valeur de Davgest de 0,12, ce qui correspond à une faible consommation, la batterie « moyenne » permet alors d’assurer une autonomie « moyenne » de quasiment deux mois d’utilisation du véhicule électrique si bien que combinées avec des valeurs Uavgde 0,8 et Ravgde 1 représentatives du fait que les conducteurs du parc de véhicules électrique considéré ont une forte tendance à attendre le dernier moment avant de recharger leur véhicule électrique la valeur de E correspondant à cette combinaison de paramètres non réaliste serait telle que E= -0.155 kW.Note that some parameter sets are likely to provide a negative resulting E value, which is relatively normal because such sets are not realistic. For example, if the value of B avg is 70 kWh, which roughly corresponds to a fleet that would currently be composed of Tesla electric vehicles, the value of K avg is 10 km, which corresponds to a low daily distance, and the value of D avg is 0.12, which corresponds to low consumption, the "average" battery then provides an "average" autonomy of almost two months of use of the electric vehicle, so that combined with U avg values of 0.8 and R avg of 1, representative of the fact that drivers of the electric vehicle fleet considered have a strong tendency to wait until the last moment before recharging their electric vehicle, the value of E corresponding to this unrealistic combination of parameters would be such that E = -0.155 kW.
A titre d’alternative, une équation paramétrique d’un autre degré est propre à être utilisée. Par exemple, l’ordonnée E du point E1correspondant au sommet de ladite demi-ellipse, est par exemple obtenue en appliquant l’équation paramétrique du second degré et optimisée suivante :Alternatively, a parametric equation of another degree may be used. For example, the ordinate E of the point E 1 corresponding to the vertex of said half-ellipse is obtained by applying the following optimized second-degree parametric equation:
E = -0.5821 -0.0081 Bavg+2.7157 Davg-0.0351 Uavg+0.4888 Ravg+0.0117 Kavg+0.00003 Bavg 2+ 4.8245*Davg 2+0.01988*Uavg 2- 0.1067*Ravg 2+ 0.00007*Kavg 2, et ce après optimisation en utilisant également les N jeux de paramètre(s) Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgde valeurs distinctes (i.e. au moins une valeur de paramètre étant distincte d’un jeu à l’autre) avec par exemple des valeurs de Bavgcomprises entre 20 kWh et 70 kWh, des valeurs de Ravgcomprises entre 1 et 2, des valeurs de Davgcomprises entre 0,12 et 0,20 kWh/km, des valeurs de Uavgcomprises entre 0,8 et 1,5 et des valeurs de Kavgcomprises entre 10 km et 50 km.E = -0.5821 -0.0081 B avg +2.7157 D avg -0.0351 U avg +0.4888 R avg +0.0117 K avg +0.00003 B avg 2 + 4.8245*D avg 2 +0.01988*U avg 2 - 0.1067*R avg 2 + 0.00007*K avg 2 , and this after optimization also using the N sets of parameter(s) B avg , R avg , D avg , U avg or K avg of distinct values (i.e. at least one parameter value being distinct from one set to another) with for example values of B avg between 20 kWh and 70 kWh, values of R avg between 1 and 2, D avg values between 0.12 and 0.20 kWh/km, U avg values between 0.8 and 1.5 and K avg values between 10 km and 50 km.
De manière similaire à ce qui a été indiqué précédemment, selon ce complément facultatif, l’ordonnée F2du point L1est par exemple obtenue en appliquant l’équation paramétrique du premier degré et optimisée suivante :Similar to what was previously indicated, according to this optional addition, the ordinate F 2 of the point L 1 is for example obtained by applying the following first degree parametric and optimized equation:
F2= -0.1928 +0.0015 Bavg+0.697 Davg-0.015 Uavg+0.0012 Ravg+0.0025 Kavg F 2 = -0.1928 +0.0015 B avg +0.697 D avg -0.015 U avg +0.0012 R avg +0.0025 K avg
après optimisation en utilisant les N jeux de paramètre(s) Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgde valeurs distinctes (i.e. au moins une valeur de paramètre étant distincte d’un jeu à l’autre) avec par exemple des valeurs de Bavgcomprises entre 20 kWh et 70 kWh, des valeurs de Ravgcomprises entre 1 et 2, des valeurs de Davgcomprises entre 0,12 et 0,20 kWh/km, des valeurs de Uavgcomprises entre 0,8 et 1,5 et des valeurs de Kavgcomprises entre 10 km et 50 km.after optimization using the N sets of parameter(s) B avg , R avg , D avg , U avg or K avg of distinct values (i.e. at least one parameter value being distinct from one set to another) with for example values of B avg between 20 kWh and 70 kWh, values of R avg between 1 and 2, values of D avg between 0.12 and 0.20 kWh/km, values of U avg between 0.8 and 1.5 and values of K avg between 10 km and 50 km.
L’ordonnée F3du point L2est propre à être obtenue de manière similaire ou plus simplement en considérant que le point L2est le point d’intersection entre la demi-ellipse passant par les points E2et E1et la verticale d’abscisse Nevcorrespondant au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, ce qui revient à la taille du parc de véhicules électrique considéré, connue telle une entrée dudit procédé.The ordinate F 3 of the point L 2 can be obtained in a similar manner or more simply by considering that the point L 2 is the point of intersection between the semi-ellipse passing through the points E 2 and E 1 and the vertical of abscissa N ev corresponding to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, which amounts to the size of the fleet of electric vehicles considered, known as an input to said method.
En complément facultatif, le premier point E2desdits quatre points E2, E1, L2et L1, ce premier point E2correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal, présente une abscisse Nmincorrespondant au nombre minimal de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, ledit nombre minimal étant proportionnel au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation selon un facteur de proportionnalité β, tel que 0< β <1, ledit facteur de proportionnalité β étant obtenu par apprentissage statistique lors de ladite étape d’obtention 22. Par exemple, Nmin= β Nev= 0.1638 Nev.As an optional addition, the first point E 2 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 , this first point E 2 corresponding to one end of the horizontal half-axis, has an abscissa N min corresponding to the minimum number of electric vehicle(s) present at their place of domicile, said minimum number being proportional to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile according to a proportionality factor β, such that 0 < β <1, said proportionality factor β being obtained by statistical learning during said obtaining step 22. For example, N min = β N ev = 0.1638 N ev .
Selon une variante particulière, β est directement obtenu à partir de ladite estimation présentée sous forme de série temporelle dont on peut directement extraire un tel nombre minimal Nmin.According to a particular variant, β is directly obtained from said estimate presented in the form of a time series from which such a minimal number N min can be directly extracted.
En complément facultatif, sur la
- la capacité moyenne de la batterie Bavg(kWh) desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation, par exemple comprise entre 20 kWh et 70 kWh ;- the average capacity of the battery B avg (kWh) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 20 kWh and 70 kWh;
- le facteur d’autonomie moyenne Ravgdesdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, par exemple compris entre 1 et 2 ;- the average autonomy factor R avg of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 1 and 2;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre Davg(kWh/km) desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation, par exemple comprise entre 0,12 et 0,20 kWh/km ;- the average energy consumption per kilometer D avg (kWh/km) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 0.12 and 0.20 kWh/km;
- le coefficient de comportement moyen Uavgdes conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation, par exemple compris entre 0,8 et 1,5 ;- the average behavior coefficient U avg of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 0.8 and 1.5;
- la distance moyenne parcourue par jour Kavg(km) desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation par exemple comprise entre 10 km et 50 km.- the average distance traveled per day K avg (km) of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile, for example between 10 km and 50 km.
Chaque paramètre Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgest caractéristique à la fois du parc de véhicule électrique et du comportement de leur conducteur.Each parameter B avg , R avg , D avg , U avg or K avg is characteristic of both the electric vehicle fleet and the behavior of their driver.
Chaque paramètre Bavg, Ravg, Davg, Uavgou encore Kavgest traité selon la présente invention comme une inconnue de ladite autre équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, M étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit M jeux de paramètre(s).Each parameter B avg , R avg , D avg , U avg or K avg is treated according to the present invention as an unknown of said other predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for M sets of parameter(s) of distinct values, M being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said M sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said M sets of parameter(s).
Plus précisément, selon ce complément facultatif, le facteur de proportionnalité α définissant l’abscisse Nmaxdu point E3, à savoir un nombre fictif maximal de véhicules électriques, correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse, est par exemple obtenu en appliquant l’équation paramétrique du premier degré et optimisée suivante :More precisely, according to this optional addition, the proportionality factor α defining the abscissa N max of the point E 3 , namely a maximum fictitious number of electric vehicles, corresponding to one end of the horizontal half-axis of said part of the half-ellipse, is for example obtained by applying the following first-degree parametric and optimized equation:
En complément facultatif, le deuxième point E1desdits quatre points E2, E1, L2et L1, ledit deuxième point E1correspondant au sommet de ladite demi-ellipse présente une abscisse Nmidcorrespondant au nombre moyen de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation, ledit nombre moyen Nmidcorrespondant à la moyenne arithmétique entre ledit nombre minimal et ledit nombre maximal de véhicule(s) électrique(s) pouvant être simultanément présent(s) à leur lieu de domiciliation. En d’autres termes :As an optional addition, the second point E 1 of said four points E 2 , E 1 , L 2 and L 1 , said second point E 1 corresponding to the vertex of said half-ellipse has an abscissa N mid corresponding to the average number of electric vehicle(s) present at their place of residence, said average number N mid corresponding to the arithmetic mean between said minimum number and said maximum number of electric vehicle(s) that can be simultaneously present at their place of residence. In other words:
En complément facultatif, la puissance
avec :with :
Une telle équation permet également de déterminer l’ordonnée F3du point L2qui est le dernier point de la partie de demi-ellipse prise en compte au sein de l’abaque utilisé avantageusement selon la présente invention.Such an equation also makes it possible to determine the ordinate F 3 of the point L 2 which is the last point of the part of the half-ellipse taken into account within the abacus used advantageously according to the present invention.
Par ailleurs, au vu de ce qui précède, avant de revenir à l’instant qui correspond en abscisse au nombre
La trajectoire selon la ligne bisée L2-L1-E2correspondant sensiblement à la période qui s’étend de la fin de soirée, lorsque quasiment tous les véhicules électriques VE sont rentrés à domicile, au moment de la matinée où il y a le moins de véhicules présents.The trajectory along the bisected line L 2 -L 1 -E 2 corresponds roughly to the period extending from the end of the evening, when almost all electric vehicles (VE) have returned home, to the time of the morning when there are the fewest vehicles present.
Sur le premier segment [L2L1] correspondant au fait que N(t) = Nev, la puissance moyenne de charge à domicile P(t) est alors définie à l'aide de la fonction linéaire suivante :On the first segment [L 2 L 1 ] corresponding to the fact that N(t) = N ev , the average home charging power P(t) is then defined using the following linear function:
Sur le deuxième segment ]L1E2] correspondant au fait que N(t) < Nevla puissance moyenne de charge à domicile P(t) est alors définie à l'aide de la fonction linéaire suivante :On the second segment ]L 1 E 2 ] corresponding to the fact that N(t) < N ev the average home charging power P(t) is then defined using the following linear function:
Ainsi, pour chaque partie de l’abaque 32, notamment la partie de demi-ellipse de E2à E1puis L2et la partie ligne brisée de L2à L1puis à E2, la puissance totale pour la recharge à domicile peut être prédite à chaque pas de temps en multipliant la puissance moyenne de recharge à domicile P(t) par le nombre de N(t) de véhicule électrique VE présents à domicile à chaque pas de temps.Thus, for each part of the abacus 32, in particular the half-ellipse part from E 2 to E 1 then L 2 and the broken line part from L 2 to L 1 then to E 2 , the total power for home charging can be predicted at each time step by multiplying the average home charging power P(t) by the number of N(t) electric vehicles EV present at home at each time step.
La
La
La vue 42 illustre quant à elle la puissance moyenne 44 de recharge des véhicules présents à domicile, en présence d’un signal valant requête d’arrêt de ladite recharge (i.e. avec mise en œuvre des étapes optionnelles 26, 28 et 30 de la
L’homme du métier comprendra que l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits, ni aux exemples particuliers de la description, les modes de réalisation et les variantes mentionnées ci-dessus étant propres à être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation de l’invention.Those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the embodiments described, nor to the particular examples of the description, the embodiments and variants mentioned above being suitable for being combined with each other to generate new embodiments of the invention.
La présente invention permet ainsi de prédire efficacement la consommation électrique associée à la recharge d’un parc de véhicules électriques ce qui est utile pour les gestionnaires de réseaux de distribution GRD (DSO de l’anglaisdistribution system operator) ou les gestionnaires de réseaux de transport GRT (TSO de l’anglaistransport system operator) qui peuvent à partir de cette consommation prévoir la charge du réseau, équilibrer la production versus la consommation.The present invention thus makes it possible to effectively predict the electricity consumption associated with the recharging of a fleet of electric vehicles, which is useful for distribution system operator (DSO) or transport system operator (TSO) managers who can, based on this consumption, predict the network load and balance production versus consumption.
Une telle prédiction est également utile pour les agrégateurs de flexibilité, propres alors à prévoir l’impact d’un signal de contrôle valant requête d’arrêt de ladite recharge sur le profil de consommation d’un parc de véhicules électriques VE.Such a prediction is also useful for flexibility aggregators, able to predict the impact of a control signal equivalent to a request to stop said charging on the consumption profile of a fleet of EV electric vehicles.
De plus, une telle prédiction est utile pour les fournisseurs afin d’anticiper leurs besoins d’énergie électrique à acheter sur les marchés, ou encore pour les traders sur le marché de l’électricité afin d’anticiper les évolutions de prix de l’électricité.Moreover, such a prediction is useful for suppliers to anticipate their needs for electrical energy to purchase on the markets, or for traders on the electricity market to anticipate changes in electricity prices.
Autrement dit, la prévision de l’abaque de charge spécifiquement utilisé selon la présente invention, et optionnellement de l’impact sur cette dernière d’un signal de contrôle valant requête d’arrêt de ladite recharge a de la valeur pour les acteurs des réseaux électriques et des marchés de l’électricité qui peuvent ainsi anticiper les problèmes sur les réseaux, mieux exploiter les réseaux, ou encore optimiser la gestion d’un portefeuille d’actifs de production ou de flexibilité sur les réseaux électriques.In other words, the prediction of the load chart specifically used according to the present invention, and optionally of the impact on the latter of a control signal equivalent to a request to stop said charging, has value for the players in the electricity networks and electricity markets who can thus anticipate problems on the networks, better exploit the networks, or even optimize the management of a portfolio of production or flexibility assets on the electricity networks.
Claims (12)
- obtention (22), pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, d’une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation ;
- prédiction (24) de la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque (32) prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.Method (20) for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence, said method being implemented by an electronic device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s), and comprising the following steps:
- obtaining (22), for a plurality of daily predetermined times, a prior estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of residence;
- prediction (24) of the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart (32) indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
ladite trajectoire (32) comprenant sensiblement une partie de demi-ellipse reliant les trois premiers points desdits quatre points (E2, E1, L2, L1), le premier point (E2) desdits quatre points, présentant une abscisse minimale et correspondant à une extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse, le deuxième point (E1) desdits quatre points (E2, E1, L2, L1) correspondant au sommet de ladite demi-ellipse,
ladite partie de demi-ellipse étant reliée, selon le sens prédéterminé de parcours temporel, à une ligne brisée formée de deux segments dont :
- le premier segment vertical relie les troisième (L2) et quatrième (L1) points desdits quatre points, lesdits troisième et quatrième points (L2, L1) ayant la même abscisse correspondant au nombre de véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation et étant représentatifs de l’évolution décroissante nocturne de la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent ;
- le deuxième segment de ladite ligne brisée reliant le quatrième point inférieur dudit premier segment vertical au premier point correspondant à ladite extrémité du demi-axe horizontal de ladite partie de demi-ellipse.Method (20) according to claim 1, in which said predetermined abacus (32) corresponds to a closed power trajectory defined by a predetermined direction of time travel of said trajectory and by four points (E 2 , E 1 , L 2 , L 1 ), predetermined by learning, each point being defined by: an abscissa, corresponding to a number of electric vehicle(s) present at their place of residence, and an ordinate corresponding to an average instantaneous charging power per vehicle,
said trajectory (32) substantially comprising a part of a half-ellipse connecting the first three points of said four points (E 2 , E 1 , L 2 , L 1 ), the first point (E 2 ) of said four points, having a minimum abscissa and corresponding to one end of the horizontal semi-axis of said part of a half-ellipse, the second point (E 1 ) of said four points (E 2 , E 1 , L 2 , L 1 ) corresponding to the vertex of said half-ellipse,
said half-ellipse part being connected, according to the predetermined direction of time travel, to a broken line formed of two segments including:
- the first vertical segment connects the third (L 2 ) and fourth (L 1 ) points of said four points, said third and fourth points (L 2 , L 1 ) having the same abscissa corresponding to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile and being representative of the decreasing nocturnal evolution of the average instantaneous charging power per vehicle present;
- the second segment of said broken line connecting the fourth lower point of said first vertical segment to the first point corresponding to said end of the horizontal half-axis of said half-ellipse part.
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, N étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit N jeux de paramètre(s).Method (20) according to claim 2, in which each ordinate of said four points is respectively defined by means of a predetermined parametric equation, for the number of electric vehicle(s) present at their place of domicile corresponding to the abscissa of each of the four points, said predetermined parametric equation comprising at least one constant and having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
each parameter being an unknown of said predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for N sets of parameter(s) of distinct values, N being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said N sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said N sets of parameter(s).
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite autre équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, M étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits M jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit M jeux de paramètre(s).Method (20) according to any one of claims 2 to 4, in which the other end (E 3 ) of the horizontal semi-axis of said semi-ellipse has as abscissa a maximum fictitious number of electric vehicle(s), said maximum number being proportional to the number of electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile according to a proportionality factor α, such that 1 ≤ α, said proportionality factor α being the result of another predetermined parametric equation having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
each parameter being an unknown of said other predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for M sets of parameter(s) of distinct values, M being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said M sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said M sets of parameter(s).
avec :
ladite puissance E étant définie au moyen d’une équation paramétrique prédéterminée comprenant au moins une constante et ayant pour paramètre(s) au moins un des éléments appartenant au groupe comprenant au moins :
- la capacité moyenne de la batterie desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- le facteur d’autonomie moyenne desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- la consommation moyenne d'énergie par kilomètre desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
- le coefficient de comportement moyen des conducteurs desdits véhicule(s) électrique(s) domicilié(s) à leur lieu de domiciliation ;
- la distance moyenne parcourue par jour desdits véhicule(s) électrique(s) domiciliés à leur lieu de domiciliation ;
chaque paramètre étant une inconnue de ladite équation paramétrique prédéterminée, ladite inconnue étant associée à un facteur de pondération dont la valeur et la valeur de ladite constante sont optimisées, pour N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes, N étant un entier, en minimisant l’erreur entre la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule obtenue par simulation pour lesdits N jeux de paramètre(s) de valeurs distinctes et le résultat de ladite équation paramétrique prédéterminée associée audit N jeux de paramètre(s).The method (20) of claim 6, wherein the power
with :
said power E being defined by means of a predetermined parametric equation comprising at least one constant and having as parameter(s) at least one of the elements belonging to the group comprising at least:
- the average capacity of the battery of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average autonomy factor of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average energy consumption per kilometer of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average behavior coefficient of the drivers of said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
- the average distance traveled per day by said electric vehicle(s) domiciled at their place of domicile;
each parameter being an unknown of said predetermined parametric equation, said unknown being associated with a weighting factor whose value and the value of said constant are optimized, for N sets of parameter(s) of distinct values, N being an integer, by minimizing the error between the average instantaneous charging power per vehicle obtained by simulation for said N sets of parameter(s) of distinct values and the result of said predetermined parametric equation associated with said N sets of parameter(s).
- la réception (26) d’au moins un signal valant requête d’arrêt de ladite recharge, ledit signal comprenant l’intervalle de temps pendant lequel ledit arrêt est requis, ledit intervalle étant défini par deux bornes T1et T2, avec T2> T1, et
- une première adaptation (28) de ladite prédiction de la consommation électrique, la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à son lieu de domiciliation étant adaptée à chaque réception dudit signal valant requête d’arrêt de ladite recharge pour être nulle sur ledit intervalle de temps.A method (20) according to any preceding claim further comprising:
- receiving (26) at least one signal serving as a request to stop said recharging, said signal comprising the time interval during which said stop is required, said interval being defined by two terminals T 1 and T 2 , with T 2 > T 1 , and
- a first adaptation (28) of said prediction of electrical consumption, the average instantaneous charging power per vehicle present at its place of residence being adapted to each reception of said signal constituting a request to stop said charging to be zero over said time interval.
- la puissance Ps(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique après T2, et
- la puissance P(t) moyenne instantanée de charge par véhicule présent associée à la prédiction de la consommation électrique qui aurait été obtenue en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge ;
étant une fonction positive décroissante dépendante de T1-T2, de l’énergie W qui aurait été injectée dans le ou les véhicule(s) électrique(s) en l’absence de signal valant requête d’arrêt de ladite recharge telle que
- the average instantaneous charging power P s (t) per vehicle present associated with the prediction of electrical consumption after T 2 , and
- the average instantaneous charging power P(t) per vehicle present associated with the prediction of the electrical consumption which would have been obtained in the absence of a signal equivalent to a request to stop said charging;
being a decreasing positive function dependent on T 1 -T 2 , of the energy W which would have been injected into the electric vehicle(s) in the absence of a signal equivalent to a request to stop said recharging such that
- un module d’obtention (12), configuré pour obtenir, pour une pluralité d’instants prédéterminés quotidiens, une estimation préalable du nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) composant ledit ensemble de véhicule(s) électrique(s) à leur lieu de domiciliation ;
- un module de prédiction (14), configuré pour prédire la consommation électrique associée à la recharge dudit ensemble de véhicule(s) électrique(s) en utilisant un abaque prédéterminé indiquant la puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent à leur lieu de domiciliation à un instant t, en fonction dudit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t selon ladite estimation, ladite consommation électrique prédite correspondant sensiblement à la multiplication de ladite puissance moyenne instantanée de charge par véhicule présent audit instant t par ledit nombre de véhicule(s) électrique(s) présent(s) à leur lieu de domiciliation audit instant t.Device (10) for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) within their place of residence of said set of electric vehicle(s) characterized in that it comprises:
- an obtaining module (12), configured to obtain, for a plurality of daily predetermined times, a prior estimate of the number of electric vehicle(s) present making up said set of electric vehicle(s) at their place of residence;
- a prediction module (14), configured to predict the electrical consumption associated with the recharging of said set of electric vehicle(s) using a predetermined chart indicating the average instantaneous charging power per vehicle present at their place of residence at a time t, as a function of said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t according to said estimate, said predicted electrical consumption corresponding substantially to the multiplication of said average instantaneous charging power per vehicle present at said time t by said number of electric vehicle(s) present at their place of residence at said time t.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR2309195A FR3152621A1 (en) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | Method and device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) and associated computer program |
Applications Claiming Priority (2)
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FR2309195 | 2023-09-01 | ||
FR2309195A FR3152621A1 (en) | 2023-09-01 | 2023-09-01 | Method and device for predicting the electrical consumption associated with the recharging of a set of electric vehicle(s) and associated computer program |
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FR3152621A1 true FR3152621A1 (en) | 2025-03-07 |
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ID=88778790
Family Applications (1)
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FR (1) | FR3152621A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2219278A1 (en) * | 2007-11-30 | 2010-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charging control device and charging control method |
-
2023
- 2023-09-01 FR FR2309195A patent/FR3152621A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2219278A1 (en) * | 2007-11-30 | 2010-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Charging control device and charging control method |
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Title |
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