Verfügbare Leistung optimal verteilen mittels Lastmanagement von WALTHER-WERKE

Für die Anforderungen an eine optimale Ladeleistung bietet WALTHER-WERKE seinen Kunden für die Verwaltung von Ladesystemen zwei Lösungen an: Einfaches und dynamisches Lastmanagement.

Beim einfachen Lastmanagement reguliert das lokale Energiemanagement die Verbräuche aller verbundenen Fahrzeuge. Hierbei können Ladepunkte mit verschiedenen Park-und Ladezeiten sowie Kunden-, Besucher- und Mitarbeiterparkplätze berücksichtigt und priorisiert werden. Die Systeme können über die Mastereinheit des FrontEnds oder der Mastersäule gesteuert und konfiguriert werden.

Die zur Verfügung stehende Einspeiseleistung ist in der Regel auf ein Maximum begrenzt. Der Momentanverbrauch von vorhandenen Einheiten stellt sich als dynamischer Stromfluss dar. Dadurch ist es unabdingbar, dass ein Ladesystem entsprechend flexibel reagieren sollte, um verfügbare Leistung optimal zu verteilen. Dies erfolgt über ein dynamisches Lastmanagement bspw. mittels externer Verbrauchsmessung. Hierbei wird die Momentanleistung der vorhandenen Verbraucher über eine externe Verbrauchseinheit, der Dynamic Control, erfasst und von der Master-Einheit des Ladesystems ausgelesen. Kalkulatorisch wird die Differenz zwischen der maximalen Einspeiseleistung und der zum gemessenen Zeitpunkt tatsächlich bezogenen Leistung gebildet. Im Ladesystem wird dann nur noch jeweils der momentane Differenzwert zum Laden von Fahrzeugen freigegeben. Der Entstehung von Lastspitzen wird somit von vorneherein entgegengewirkt.

Dynamisches Lastmanagement kann aber auch durch Einbindung in ein bereits bestehendes Energie- oder Gebäudemanagementsystem realisiert werden. Die Kommunikation erfolgt dabei via Modbus-TCP – ein Client/Server-Protokoll für den verbindungsorientierten, gesicherten Austausch von Prozessdaten. Zusätzlich ist die Grundlage für „smart charging“ – die dezentrale Steuerung über mehrere Cluster hinweg – via OCPP 1.6 in den WALTHER-Ladesystemen bereits gesetzt. Das Open Charge Point Protocol (OCPP) dient zur Kommunikation zwischen Ladestation und einem Managementsystem. Einige Backend-Anbieter ermöglichen somit dynamisches Lastmanagement via Backend.  

In der Energiewirtschaft wird der Stromverbrauch oft als "Last" bezeichnet. Unter dem Begriff „Lastmanagement“ versteht man eine aktive Steuerung, um den Verbrauch von Energie zu optimieren. Lastmanagement im Bereich der Elektromobilität wird überall dort benötigt, wo mehrere Verbraucher simultan ihre Elektroautos an einem Standort laden möchten. Ein sogenanntes Lastmanagementsystem ist dafür zuständig, dass die am jeweiligen Standort verfügbare Ladeleistung optimal auf alle Elektroautos verteilt wird, um eine Überlastung bzw. Überspannung zu vermeiden. Mit Hilfe des Lastmanagements wird der Gesamtverbrauch an die vorgegebenen Bedingungen angepasst. Dies sorgt für eine kontinuierliche Netzstabilität und spart gleichzeitig sowohl Investitions- als auch Betriebskosten ein. 

Für die Anforderungen an eine optimale Ladeleistung bietet WALTHER-WERKE seinen Kunden für die Verwaltung von Ladesystemen zwei Lösungen an: Einfaches und dynamisches Lastmanagement.

Beim einfachen Lastmanagement reguliert das lokale Energiemanagement die Verbräuche aller verbundenen Fahrzeuge. Hierbei können Ladepunkte mit verschiedenen Park-und Ladezeiten sowie Kunden-, Besucher- und Mitarbeiterparkplätze berücksichtigt und priorisiert werden. Die Systeme können über die Mastereinheit des FrontEnds oder der Mastersäule gesteuert und konfiguriert werden.

Die zur Verfügung stehende Einspeiseleistung ist in der Regel auf ein Maximum begrenzt. Der Momentanverbrauch von vorhandenen Einheiten stellt sich als dynamischer Stromfluss dar. Dadurch ist es unabdingbar, dass ein Ladesystem entsprechend flexibel reagieren sollte, um verfügbare Leistung optimal zu verteilen. Dies erfolgt über ein dynamisches Lastmanagement bspw. mittels externer Verbrauchsmessung. Hierbei wird die Momentanleistung der vorhandenen Verbraucher über eine externe Verbrauchseinheit, der Dynamic Control, erfasst und von der Master-Einheit des Ladesystems ausgelesen. Kalkulatorisch wird die Differenz zwischen der maximalen Einspeiseleistung und der zum gemessenen Zeitpunkt tatsächlich bezogenen Leistung gebildet. Im Ladesystem wird dann nur noch jeweils der momentane Differenzwert zum Laden von Fahrzeugen freigegeben. Der Entstehung von Lastspitzen wird somit von vorneherein entgegengewirkt.

Dynamisches Lastmanagement kann aber auch durch Einbindung in ein bereits bestehendes Energie- oder Gebäudemanagementsystem realisiert werden. Die Kommunikation erfolgt dabei via Modbus-TCP – ein Client/Server-Protokoll für den verbindungsorientierten, gesicherten Austausch von Prozessdaten. Zusätzlich ist die Grundlage für „smart charging“ – die dezentrale Steuerung über mehrere Cluster hinweg – via OCPP 1.6 in den WALTHER-Ladesystemen bereits gesetzt. Das Open Charge Point Protocol (OCPP) dient zur Kommunikation zwischen Ladestation und einem Managementsystem. Einige Backend-Anbieter ermöglichen somit dynamisches Lastmanagement via Backend.  

Problematisch wird es, wenn es zu einer ungleichmäßigen Phasenbelastung, sprich Schieflast, kommt. Dies geschieht primär durch vermehrtes ein- und zweiphasiges Laden. Das System muss deshalb gewährleisten, dass jederzeit eine optimale Phasenbelastung gesichert werden kann; die sogenannte Schieflastoptimierung. Über walther.Config – die von WALTHER eigens entwickelte Software-Lösung mit umfassenden Konfigurationsmöglichkeiten – kann die anschlussseitige Verdrahtung der jeweiligen Phasenzuordnung entsprechend der Anschlussbedingungen konfiguriert werden und eine maximale Schieflast inkl. Toleranz eingestellt werden. Der Stromfluss je Phase wird dann über das Ladesystem erfasst und entsprechend der konfigurierten Vorgaben geregelt.

In den Ladestationen ECOLECTRA 250 und EVOLUTION 350 sowie in der Wandladestation SystemEVO von WALTHER-WERKE ist jeweils ein lokales Lastmanagementsystem integriert.