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Elektromobilität
50,2 Magazin | 04.2020
VERSTÄNDIGUNG LERNEN Im Forschungsprojekt „Netz_eLOG“ wird mit einer elektrischen Zustellflotte der Deutschen Post untersucht, wie auch eine größere Ladeinfrastruktur netzverträglich betrieben werden kann.
Im Projekt Netz_eLOG entwickeln die Partner eine dynamische, netzseitige Steuerung von Ladevorgängen elektrischer Fahrzeuge. (Grafik: Reiner Lemoine Institut gGmbH)
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it dem Ausbau der Elektromobilität werden zunehmend auch gewerbliche Flotten elektrifiziert. Bei solchen Szenarien können Konflikte zwischen dem Flottenbetreiber, der seine Fahrzeuge dauerhaft betriebsbereit halten möchte, und dem Netzbetreiber entstehen, der Überlasten im Verteilnetz verhindern muss. In einem Verteilzentrum der Deutschen Post DHL Group (DPDHL) in Kleinmachnow mit bis zu 63 StreetScootern WORK XL soll die Frage geklärt werden, wie die Ladeinfrastruktur der gesamten Flotte am vorhandenen Anschluss netzverträglich betrieben werden kann. Unter der Projektleitung des Reiner Lemoine Instituts (RLI) entwickelt und erprobt die IAV GmbH gemeinsam mit dem Netzbetreiber E.DIS Netz GmbH Verfahren für ein automatisiertes Last-/Lademanagement. Ein Novum bei diesem Projekt ist, dass die Daten des Netzbetreibers und des Logistikanbieters in einem System zusammenlaufen. Die Steuerung der Ladevorgänge soll so wesentliche Parameter des Stromnetzes, der Fahrzeuge sowie des Logistikprozesses berücksichtigen, um ein für alle Seiten optimales Ladeverhalten zu ermöglichen. IAV übernimmt die Erfassung und Verarbeitung der Informationen, die sowohl seitens E.DIS als auch DPDHL in das neue System einfließen, und entwickelt Algorithmen für die Automatisierung des Last-/Lademanagements. „Es handelt sich dabei um eine Plattform, welche die interoperable Kommunikation der einzelnen Systeme ermöglicht. Darauf aufbauend wird eine KI-basierte Lastregelung aufgesetzt, die eine flexible Ladung der Fahrzeuge sicherstellen soll“, schildert Marcel Reuber, Development Engineer bei IAV. Eine Herausforderung hierbei sei es insbesondere, die Interoperabilität der jeweiligen Hardware- und Softwarekomponenten zu gewährleisten. Die Leistungsbegrenzung findet am Netzübergabepunkt statt, das Lastmanagement erfolgt hinter dem
Netzanschluss. Über den Projektverlauf hinweg soll die manuelle Schnittstelle bei E.DIS dabei weitestgehend automatisiert werden, wie Marcel Reuber betont.
BEDARFSORIENTIERTES LADEN FÜR GROSSE FLOTTEN Netzseitig fließen Messdaten ein, die für die Bewertung der Trafoauslastung und für verschiedene Abgänge in der NiederspannungsHauptversorgung relevant sind – zum Beispiel Leistung, Phasensprung, Phasenverschiebung, Netzfrequenz und Blindleistung. Für die zusätzliche Validierung der Daten werden auch die Leistungsparameter der Ladepunkte berücksichtigt. Dabei sind Ladestart, Ladebedarf und die aktuelle Leistungsabnahme in Form der Phasenleistung von Interesse. Zudem werden verschiedene Szenarien untersucht, die entweder auf der Ebene der einzelnen Ladesäule oder an den Unterverteilungen ansetzen. Die StreetScooter werden über Nacht geladen, bevor sie sich am Morgen auf ihre Lieferrouten begeben. Je nach saisonaler Nachfrage, etwa im Weihnachtsgeschäft, sind jedoch weitere Ladevorgänge untertägig notwendig, da unter Umständen mehrere Schichten gefahren werden. „Das Lademanagement muss also einerseits sicherstellen, dass für alle Fahrzeuge ausreichend Ladeleistung zur Verfügung steht, andererseits müssen zeitliche Parameter berücksichtigt werden“, erläutert Marcel Reuber. Am nächsten Morgen erfolgt die Beladung in Wellen, je nach saisonaler Nachfrage. Mit Blick auf die Kosten ist zusätzlich ein Peak Shaving erforderlich, das teure Leistungsspitzen verhindert. Wie Marcel Reuber berichtet, müssen die Daten dazu minutenscharf verarbeitet werden. Da die Routen und Fahrbezirke der DPDHL bekannt sind, können anhand der Erfahrungswerte die quantitativen und zeitlichen Ladebedarfe prognostiziert werden. So soll das System gewährleisten, dass die verfügbare Leistung optimal für die Ladung der Zustellfahrzeuge genutzt wird. Sukzessive lernt das System anhand des tatsächlichen Leistungsabrufs.
