1. Funktionsweise des Steuerungssystems
Koordinierung der EMS- und Ladegerätgruppensteuerung
Das Energiemanagementsystem (EMS) fungiert als zentrale Steuerungsplattform der Station. Es überwacht kontinuierlich wichtige Betriebsdaten, einschließlich der Transformatorbelastung, der PV-Leistung, des Batterieladezustands, der Ladegerätauslastung und des netzseitigen Strombedarfs.
Wenn sich die Gesamtladelast einer vordefinierten Standortgrenze nähert, kommuniziert das EMS mit dem Steuerungssystem der Ladegerätegruppe und aktiviert eine flexible Versandstrategie. Anstatt zuzulassen, dass alle Ladegeräte unabhängig voneinander mit maximaler Leistung arbeiten, koordiniert das System die Stromverteilung am gesamten Standort.
Dynamische Stromzuteilung und Ladepriorität
In Zeiten begrenzter Kapazität kann die Ladeleistung nach vordefinierten Prioritäten verteilt werden.
Beispielsweise kann das System eine höhere Stromverfügbarkeit für Ultra-{0}Schnellladeterminals aufrechterhalten und gleichzeitig die Leistung von Ladegeräten mit niedrigerer{1}}Priorität vorübergehend begrenzen oder die Ladesequenzen von Fahrzeugen verwalten. Dies trägt dazu bei, eine Überlastung des Transformators zu verhindern und gleichzeitig die Servicequalität für den vorrangigen Ladebedarf aufrechtzuerhalten.
Die genaue Prioritätslogik kann entsprechend dem Betriebsmodell der Station konfiguriert werden, z. B. öffentliches Schnellladen, Flottenladen, Autobahnladen, Logistikbetrieb oder kommerzielles Laden an Zielorten.
Schnelle Speicherunterstützung und Leistungsausgleich
Wenn die PV-Erzeugung plötzlich sinkt oder der Ladebedarf stark ansteigt, kann der Batteriespeicher abhängig von der Reaktionsfähigkeit des PCS und den Betriebsgrenzen des Batteriesystems eine schnelle Energieunterstützung leisten.
Gleichzeitig kann das EMS die Stromzuteilung der Ladegeräte anpassen, um den gesamten Standortbedarf innerhalb der zulässigen Netzanschlusskapazität zu halten. Diese koordinierte Reaktion trägt dazu bei, abrupte Lastschwankungen zu reduzieren und sorgt für ein reibungsloseres Ladeerlebnis für Fahrzeuge, die bereits mit der Station verbunden sind.
2. Bewältigung der wichtigsten Herausforderungen
Bewältigung der Auswirkungen hoher-Ladelasten
Bei steigenden Ladeleistungen kann es beim gleichzeitigen Betrieb mehrerer DC-Schnellladegeräte zu großen und stark schwankenden Lastspitzen kommen.
Ein einzelner ultraschneller Ladepunkt kann je nach Ladegerätdesign, Fahrzeugspannungsplattform und Batterieakzeptanz mehrere hundert Kilowatt benötigen. Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig laden, kann die Stationslast die Kapazität ihres Transformators oder Netzanschlusses erreichen oder überschreiten.
Eine flexible Ladesteuerung hilft, dieses Problem zu lösen, indem der verfügbare Strompool auf mehrere Ladeterminals aufgeteilt wird. In Kombination mit Batteriespeichern kann die Notwendigkeit reduziert werden, die Netzinfrastruktur ausschließlich für seltene Spitzenlasten zu dimensionieren.
Dadurch entfällt jedoch nicht die Notwendigkeit einer ordnungsgemäßen Elektroplanung oder Netzbewertung. Es kann jedoch die effektive Nutzung der installierten Transformatorkapazität verbessern und je nach lokalen Tarifen, Lastprofilen und Versorgungsanforderungen den Umfang oder den Zeitpunkt der vorgelagerten Netzverstärkung reduzieren.
Reduzierung der Spitzenlast im Netz
Batteriespeicherung und kontrolliertes Laden können zusammenarbeiten, um kurzzeitige Nachfragespitzen zu reduzieren.
In Zeiten geringerer Standortnachfrage oder höherer PV-Leistung kann das Batteriesystem aufgeladen werden. Bei Ladespitzen kann es entladen werden, um die Netzversorgung zu ergänzen. Unterdessen kann das Ladegruppen-Steuerungssystem die Ladeleistung aller angeschlossenen Fahrzeuge anpassen.
Dieser koordinierte Ansatz unterstützt die Spitzenlastreduzierung, verbessert die Lastglättung und trägt dazu bei, dass Ladestationen vorhersehbarer mit dem Netz interagieren.
3. Betriebliche Vorteile und zukünftige Anwendungen
Besseres Ladeerlebnis und höhere Anlagenauslastung
Für Fahrer kann ein intelligentes Energiemanagement dazu beitragen, das Risiko von Betriebsunterbrechungen in Stoßzeiten zu verringern. Anstatt zuzulassen, dass die Kapazität des Standorts überschritten wird und Schutzauslösungen ausgelöst werden, kann die Station innerhalb definierter elektrischer Grenzen weiter betrieben werden.
Für Betreiber verbessert die flexible Steuerung die Auslastung von Ladegeräten, Netzkapazität und Speicherressourcen. Es kann auch eine schrittweise Erweiterung der Station unterstützen, sodass mehr Ladeterminals hinzugefügt werden können, ohne dass die Transformatorkapazität sofort erhöht werden muss, um der theoretischen maximalen gleichzeitigen Last zu entsprechen.
Das praktische Ergebnis hängt vom Lademuster der Station, der Kundenverweildauer, der Tarifstruktur, der Batteriegröße und der lokalen Netzkapazität ab. An Standorten mit hohem-Durchsatz wie Autobahnraststätten, Logistikzentren und städtischen Ladezentren kann der Wert eines koordinierten Energiemanagements besonders wichtig sein.
Integration mit virtuellen Kraftwerken
Die gleiche Steuerungsfähigkeit kann auch die Teilnahme an Programmen für virtuelle Kraftwerke (VPP) unterstützen.
Ein VPP bündelt flexible Energieanlagen-wie Batteriespeicher, PV-Systeme, Ladegeräte für Elektrofahrzeuge und steuerbare Lasten-und verwaltet sie als koordinierte Ressource. Während Netzspitzenzeiten können teilnehmende Ladestationen als Reaktion auf Netzsignale die Ladeleistung reduzieren, den flexiblen Ladebedarf verlagern oder Batteriespeicher bereitstellen.
Ein aktuelles Pilotprojekt in Changzhou demonstrierte diese Art der koordinierten Ladereaktion, wobei ausgewählte Ladelasten mit hoher{0}}Leistung während der Spitzenzeiten angepasst wurden, während der vorrangige Ladebedarf aufrechterhalten wurde.
Für Ladestationsbetreiber kann dies zusätzliche Wertströme schaffen, sofern die lokalen Marktregeln dies zulassen, einschließlich Demand-Response-Zahlungen, Einsparungen beim Spitzenlastmanagement und einer verbesserten Nutzung der Energieressourcen vor Ort.