9.1 KiB
9.1 KiB
Modul: EV Nabíjení
Přehled vozidel na home-01
| Vozidlo | Nabíječka | Max výkon | Řízení | API |
|---|---|---|---|---|
| Tesla | ev-charger-1 (Teltonika 22kW) | 22 kW | WB proud limit + Tesla API | Zatím nerozhodnuto (Tessie nebo přímé) |
| Renault Zoe | ev-charger-2 (Teltonika 22kW) | 22 kW (Zoe max ~7-11kW) | WB proud limit (Zoe respektuje) | Žádné – Zoe jako fixní zátěž při připojení |
Klíčové principy
1. Přímé FVE nabíjení preferováno před průchodem přes baterii
Energie která jde FVE → baterie → EV má round-trip ztráty:
η_round_trip = η_charge × η_discharge ≈ 0.95 × 0.95 ≈ 0.90
Přímé napájení FVE → EV (nebo síť → EV) je ~10 % efektivnější. Solver to vidí přes vyšší efektivní cenu energie procházející baterií (degradation_cost + round-trip loss).
2. Deadline charging
Každé vozidlo může mít nastaven:
- cílový SoC (%)
- deadline (do kdy musí být dosažen)
Solver garantuje dosažení SoC do deadline jako hard constraint. Ekonomická optimalizace probíhá v rámci tohoto omezení.
3. Zoe – řízení přes WB proud limit
Zoe respektuje maximální proud nastavený na WB (Teltonika Modbus).
Solver nastaví current_limit_a pro daný slot.
Zoe vždy nabíjí pokud je připojena a proud > 6A.
Scheduler v Zoe se nepoužívá – WB proud limit je jediný řídicí prvek.
4. Tesla – WB + volitelně Tesla API
V první fázi stejný přístup jako Zoe – proud limit přes WB. Tesla API (Tessie nebo přímé) přidáme ve fázi 2 pro:
- čtení aktuálního SoC bez dotazování WB
- čtení stavu připojení
- případné spuštění/zastavení nabíjení přímo v autě
DB rozšíření – EV session a deadline
Tabulka ems.ev_session
CREATE TABLE ems.ev_session (
id SERIAL PRIMARY KEY,
site_id INT NOT NULL REFERENCES ems.site(id),
charger_id INT NOT NULL REFERENCES ems.asset_ev_charger(id),
vehicle_id INT REFERENCES ems.asset_vehicle(id),
session_start TIMESTAMPTZ NOT NULL DEFAULT now(),
session_end TIMESTAMPTZ,
-- Stav při připojení
soc_at_connect_pct NUMERIC(5,2),
-- Deadline požadavek (nastavuje uživatel nebo API)
target_soc_pct NUMERIC(5,2),
target_deadline TIMESTAMPTZ,
-- Výsledek
soc_at_disconnect_pct NUMERIC(5,2),
energy_delivered_kwh NUMERIC(10,3),
cost_czk NUMERIC(10,4)
);
Tabulka ems.asset_vehicle
CREATE TABLE ems.asset_vehicle (
id SERIAL PRIMARY KEY,
site_id INT NOT NULL REFERENCES ems.site(id),
code TEXT NOT NULL,
name TEXT,
make TEXT, -- 'Tesla', 'Renault'
model TEXT, -- 'Model Y', 'Zoe'
battery_capacity_kwh NUMERIC(6,2), -- Tesla ~75, Zoe ~52
max_charge_power_w INT, -- max přijímaný výkon vozidla
default_charger_id INT REFERENCES ems.asset_ev_charger(id),
api_type TEXT, -- 'tesla', 'none'
api_reference TEXT, -- odkaz na credentials v env
default_target_soc_pct NUMERIC(5,2) DEFAULT 80,
default_deadline_hour INT DEFAULT 7 -- 7:00 ráno jako výchozí deadline
);
Solver rozšíření – EV s round-trip a deadline
Nové proměnné pro každý slot t a každé EV e
ev_direct[e][t] # W – přímé napájení EV z FVE nebo sítě (bez průchodu baterií)
ev_via_bat[e][t] # W – napájení EV přes baterii (vyšší efektivní cena)
# Celkový výkon EV (co jde do auta)
ev_charge[e][t] = ev_direct[e][t] + ev_via_bat[e][t]
# Co ev_via_bat stojí energeticky navíc:
# ev_via_bat musí být "nakoupeno" z baterie s round-trip ztrátou
# solver to vidí přes účelovou funkci – viz níže
Energetická bilance rozšířená o přímé EV
# Zdroje = Spotřeba
pv_a_net[t] + pv_b[t] + grid_import[t] + batt_discharge[t]
== load_baseline[t]
+ Σ_e ev_direct[e][t] # přímá spotřeba EV
+ Σ_e ev_via_bat[e][t] # EV přes baterii (z discharge)
+ heat_pump[t]
+ batt_charge[t]
+ grid_export[t]
# Vazba: ev_via_bat[e][t] musí pokrýt batt_discharge[t]
# (solver to vyřeší sám – discharge jde buď do ev_via_bat nebo do load)
Účelová funkce – efektivní cena EV přes baterii
# Nabíjení přes baterii je dražší o round-trip ztrátu a degradaci:
EV_VIA_BAT_COST_FACTOR = 1.0 / (charge_efficiency * discharge_efficiency)
# ≈ 1.0 / (0.95 * 0.95) ≈ 1.108
# V objective function:
+ ev_via_bat[e][t] * buy_price[t] * EV_VIA_BAT_COST_FACTOR * H / 1000
+ ev_direct[e][t] * buy_price[t] * H / 1000 # přímé – bez navýšení
# Solver přirozeně preferuje přímé nabíjení kde je to možné
Deadline constraint
# Pro každé EV e s nastaveným deadline:
if ev_session[e].target_deadline is not None:
# Kolik energie ještě potřebujeme dodat
energy_needed_wh = (
(ev_session[e].target_soc_pct - ev_session[e].current_soc_pct)
/ 100.0 * vehicle[e].battery_capacity_kwh * 1000
)
# Deadline slot index
t_deadline = slot_index_for(ev_session[e].target_deadline)
# Hard constraint: součet dodané energie do deadline musí být >= potřebná
prob += pulp.lpSum(
ev_charge[e][t] * H # Wh za 15min slot
for t in range(t_deadline + 1)
if ev_connected[e][t] # jen sloty kdy je auto připojeno
) >= energy_needed_wh
# Zoe má tvrdší deadline (menší baterie, kritičtější)
# Tesla může mít měkčí deadline nebo vyšší flexibility okno
Připojení EV – vstupní podmínka
# ev_connected[e][t] = True/False
# Pokud auto není připojeno → ev_charge[e][t] = 0
for t in range(T):
if not ev_connected[e][t]:
prob += ev_charge[e][t] == 0
prob += ev_direct[e][t] == 0
prob += ev_via_bat[e][t] == 0
Jak solver rozhoduje (příklady)
Přebytek FVE přes poledne, Zoe připojena, baterie poloprázdná
Solver volí:
ev_direct[zoe][t] = max(min(surplus_w, zoe_max_w), 0) ← přímé z FVE
batt_charge[t] = zbývající surplus ← do baterie až pak
Protože přímé nabíjení Zoe je levnější než FVE → baterie → Zoe.
Noc, Zoe má deadline 7:00 s SoC 20% (potřeba 30 kWh)
Solver:
- Rozloží nabíjení do nejlevnějších nočních slotů
- Garantuje dodání 30 kWh do 7:00 (hard constraint)
- Pokud jsou sloty se zápornou cenou → nabíjí naplno v těch slotech
- Vyhýbá se nabíjení přes baterii pokud není přebytek
Tesla připojena, SoC 70%, deadline není nastaven
Solver:
- Tesla je "oportunistická" – nabíjí jen při přebytku FVE nebo levné ceně
- Bez deadline = měkká optimalizace, ne hard constraint
- Nastavit default_target_soc = 80% s default_deadline = zítra 7:00
(konfigurovatelné v asset_vehicle)
Zjištění stavu připojení
Teltonika WB (oba vozy)
Modbus registr stavu konektoru (status):
available= žádné autopreparing/charging= auto připojeno
Polling každou minutu z telemetry_ev_charger.status.
Tesla API (fáze 2)
Přes Tessie nebo přímé Tesla API:
- SoC baterie auta
- Stav připojení (plugged_in)
- Nabíjecí stav (charging / stopped)
Uložit do ev_session při připojení/odpojení.
Renault Zoe
Žádné API. Stav připojení čteme výhradně z WB Modbus (status != 'available').
SoC Zoe neznáme přesně – použijeme energii dodanou v session (kumulativní kWh z WB).
Seed data – vozidla home-01
-- V006__vehicles.sql
INSERT INTO ems.asset_vehicle
(site_id, code, name, make, model, battery_capacity_kwh,
max_charge_power_w, default_charger_id, api_type,
default_target_soc_pct, default_deadline_hour)
SELECT
s.id, 'tesla-my', 'Tesla Model Y', 'Tesla', 'Model Y',
75.0, 11000, -- Tesla Model Y AC max ~11kW
ch.id, 'none', -- Tesla API fáze 2
80, 7
FROM ems.site s
JOIN ems.asset_ev_charger ch ON ch.site_id = s.id AND ch.code = 'ev-charger-1'
WHERE s.code = 'home-01';
INSERT INTO ems.asset_vehicle
(site_id, code, name, make, model, battery_capacity_kwh,
max_charge_power_w, default_charger_id, api_type,
default_target_soc_pct, default_deadline_hour)
SELECT
s.id, 'zoe-r135', 'Renault Zoe R135', 'Renault', 'Zoe R135',
52.0, 7400, -- Zoe max 7.4kW AC
ch.id, 'none',
90, 7 -- Zoe: vyšší target SoC (menší baterie, kritičtější)
FROM ems.site s
JOIN ems.asset_ev_charger ch ON ch.site_id = s.id AND ch.code = 'ev-charger-2'
WHERE s.code = 'home-01';
Otevřené body
- Tesla API: Tessie vs přímé API – rozhodnout ve fázi 2
- Ověřit Zoe max nabíjecí výkon (7.4 kW nebo méně dle podmínek)
- Ověřit round-trip efficiency na reálných datech po prvních týdnech provozu
- UI pro nastavení deadline a target SoC uživatelem (před odjezdem)
- Notifikace pokud deadline nelze splnit (nedostatek kapacity WB nebo energie)
- Zoe SoC estimace z kumulativní energie session – přesnost ověřit