Dynamisches Lastmanagement
Das Dynamische Lastmanagement (DLM) bietet die Möglichkeit die Ladeströme von mehreren Ladepunkten optimal an den verfügbaren Strom anzupassen. Das DLM ist als lokales Lastmanagement konzipiert. Die Ladepunkte sind hierfür über eine Netzwerkverbindung miteinander verbunden und werden entsprechend der Anforderungen über die Benutzeroberfläche konfiguriert.
Zusätzliche Geräte wie Gateways, Controller oder Schnittstellenadapter sind nicht notwendig. Das Lastmanagement ist somit einfach erweiterbar. Zusätzliche Ladepunkte können einfach hinzugefügt und in das Netzwerk integriert werden.
Das lokale Lastmanagement kann zudem in bereits vorhandene oder später vorgesehene Energiemanagementsysteme über Standardschnittstellen wie EEBus, Modbus-TCP/IP oder auch OCCP integriert werden. Somit ist Überschussladen an der PV-Anlage oder die Integration in die Gebäude-/Leittechnik leicht umsetzbar.
Das lokale Lastmanagement kann alternativ auch um eine lokale Lastmessung ergänzt werden. Das wird häufig gewünscht, wenn die neu zu beschaffende Ladeinfrastruktur an den bereits existierenden Hausanschluss einer z.B. Liegenschaft angebunden und der Hausanschlusskasten gemeinsam genutzt werden soll. Meistens sind die möglichen Leistungsreserven des Stromanschlusses für die Ladeinfrastruktur nicht bekannt. Oder der Stromanschluss soll optimal genutzt werden und keine zusätzlichen Kosten verursachen (Peak-shaving).
Hierfür wird einfach ein (zusätzlicher) Energiemesser am Hausanschlusskasten via Modbus-TCP in das Netzwerk des Ladepunktes integriert und bei der Berechnung der Ströme berücksichtig.
Technische Anforderungen
Der Hausanschluss, die Zuleitung oder der Abzweig einer Unterverteilung können limitierende Faktoren des Ladestromes an Ladepunkten sein. Diese Limitierung stellt zunächst die Obergrenze des zu verteilenden gesamten Stromes dar. Somit könnten in einer Unterverteilung an einem Ladepunkt, dem zum Beispiel 32 A (22 kW) zur Verfügung stehen, nur folgende Installationen ohne dynamisches Lastmanagement umgesetzt werden:
Beispiel ohne Lastmanagement:
Ohne ein Lastmanagement würde der Ladepunkt immer den maximalen Ladestrom reservieren. Das bedeutet, jedes elektrische Fahrzeug könnte garantiert über die gesamte Zeit des Ladevorgangs mit dem Maximalstrom geladen werden. Aber die wenigsten Fahrzeuge tun dies. Auch wird ein Strom von 32A nicht die gesamte Ladezeit bzw. Parkdauer, in der das Fahrzeug angesteckt ist, genutzt. Aber der Maximalstrom von 32 A wird für den Ladepunkt dauerhaft reserviert, wenn es am Ladepunkt angesteckt ist.
Durch die andauernde Vorhaltung des Ladestroms, kann theoretisch nur ein 22-kW-Ladepunkt an die Unterverteilung angeschlossen werden, ohne die Anschlussleistung zu überschreiten. Falls der Bedarf an Ladeinfrastruktur steigen sollte, müsste die Unterverteilung erweitert oder erneuert werden.
Beispiel mit Lastmanagement:
Mithilfe des Lastmanagements können die beschriebenen Probleme gelöst werden. Das Lastmanagement kann die Reserven von nicht genutzten Ladepunkten an andere Ladepunkte verteilen und ermöglicht die Installation von Ladepunkten, deren theoretische Gesamtleistung die tatsächlich zur Verfügung stehende Leistung der Stromversorgung übersteigt.
Die Überwachung der Ströme erfolgt phasengenau. Dabei wird berücksichtigt, ob das Fahrzeug auf einer oder mehreren Phasen lädt. Ebenfalls wird die Phasenrotation der Ladepunkte zueinander berücksichtigt. Dadurch werden die zur Verfügung stehenden Ströme optimal verteilt.
Lastmanagement Betriebsarten
Das Lastmanagement hat verschiedene Betriebsarten und Optionen um die Last entsprechend der Verfügbarkeit und Verbrauch zu optimieren. Je nachdem wie ein System aufgebaut ist, gibt es manchmal neben den Ladepunkten auch Verbraucher, die nicht steuerbar sind (wie zum Beispiel Verbraucher in einer Liegenschaft bzw. Haus oder Gewerbe) und natürlich einen Einfluss auf die Gesamtmenge an verfügbaren Strom haben.
Die häufigsten Konfigurationen sind daher:
Ein Lastmanagement ohne zusätzlichen Verbraucher (und deswegen ohne externe Messung)
Ein Lastmanagement mit zusätzlichen teilweise unbekannten Verbrauchern und externe Messung
Beide Anwendungsfälle sind dazu da, die Ladeströme optimal zu verteilen und eine definierbare Lastgrenze nicht zu übersteigen, um Überlast zu vermeiden.
Anschlussbeispiel Lastmanagement ohne externe Leistungsmessung
Anschlussbeispiel von 3 Ladestationen ohne externe Leistungsmessung
Anschlussbeispiel Lastmanagement mit externer Leistungsmessung
Anschlussbeispiel von 3 Ladestationen mit externer Leistungsmessung
Verfügbare Ladeoptionen
Lademodus | Funktion |
|---|---|
DLM Standard | Alle untergeordneten Ladepunkte werden mit dem maximal verfügbaren Strom geladen. |
PV-Überschuss 1) | Das Fahrzeug wird geladen, wenn genügend Überschussleistung vorhanden ist, um mit dem festgelegten Mindeststrom zu laden. Fahrzeuge laden dann weitgehend ohne Energie aus dem Netz. |
PV-Überschuss + Netzbezug 1) | Steht wenig PV-Energie zur Verfügung, wird ein festgelegter Strom aus dem Netz bezogen. Das Fahrzeug kann dann hauptsächlich mit selbst erzeugter Energie geladen werden. |
1) *SMA EV Charger Business ab Firmware-Version 5.33.3.R.
Zeitbasiertes Laden
Wenn Sie das zeitbasierte Laden aktivieren, wird das Dynamische Lastmanagement den in den Zeitplänen konfigurierten Grenzwert nicht überschreiten. Jeder Eintrag spezifiziert den maximal erlaubten Strom für jede Phase ab der eingetragenen Uhrzeit. Jeder Eintrag ist gültig, bis ein anderer geeigneter Eintrag ihn ersetzt.
Weiterführende Informationen finden Sie in der Betriebsanleitung "SMA EV Charger Business" unter www.SMA-Solar.com.