Moderne Busflotten werden zunehmend elektrifiziert. Daher besteht die Notwendigkeit, die Verfügbarkeit der Fahrzeuge mittels eines Last- und Lademanagementsystems zu gewährleisten.
Unterstützung für Elektromobilitätsanforderungen
Die steigende Anzahl an Elektrofahrzeugen - und damit einhergehend mehr Ladesäulen - kann durch gleichzeitiges, nicht aufeinander abgestimmtes Laden zu Netzengpässen und Ausfällen führen. Ist ein Netzausbau als Problemlösung nicht umsetzbar, bietet PSIsmartcharging die ideale, zukunftsfähige Plattform zur intelligenten Steuerung und Optimierung von Ladevorgängen. Neben netzstabilisierenden Aspekten berücksichtigt das System auch betriebliche Vorgaben und ökonomische Faktoren
- in Busdepots (ÖPNV)
- bei Flottenbetreibern
- in Parkhäusern und öffentlichen Ladeparks.
Reibungsloser E-Busbetrieb in unseren Städten
Im ÖPNV sorgt PSIsmartcharging in direktem Austausch mit Betriebshofmanagementsystemen dafür, dass Elektrobusse unter Einhaltung von Sicherheitsaspekten und betrieblichen Prioritäten rechtzeitig und in optimalem Maße für ihre vorgesehenen Umläufe geladen werden. Dabei wird das Stromnetz permanent überwacht und bei drohender Überlast oder Einschränkungen im Energiebezug die Leistung so umverteilt, dass der Netzzustand stabilisiert wird.
Ebenfalls können Strompreisänderungen flexibel in der Ladeplanung berücksichtigt werden. Außerdem können langfristige Zusatzeinnahmen durch Bereitstellung von Regelleistung generiert werden. Eine Einbindung zusätzlicher Batteriespeicher auf dem Betriebshof zur Erhöhung der Flexibilität ist ebenfalls umsetzbar.
Vorteile
-
Vorkonditionierung der Flotte Heizen, Kühlen oder Lüften sollten vor dem Start an der Ladesäule stattfinden, um eine optimal einsatzfähige Traktionsbatterie mit maximaler Reichweite zu gewährleisten.
-
Optimiertes Betriebshofmanagement Lademanagement und Depotmanagement – Wir bieten Ihnen beide Module separat oder gemeinsam als PSIebus Lösung an.
-
Standardisierte Schnittstellen Standardisierte Kommunikationsschnittstellen geben Ihnen die Freiheit, Fahrzeuge und Ladetechnik herstellerunabhängig am Markt zu beschaffen.
-
Überwachung IT und Systembetrieb Die Überwachung der IT-Netzwerkverbindungen innerhalb der Teilsysteme und der Mess- bzw. Ladeinfrastruktur in den Depots wird gewährleistet.
-
Berücksichtigung der Preissignale des Marktes Eine flexible Beschaffung des Ladestroms am Markt sichert Ihnen die Wettbewerbsfähigkeit.
-
Modularer Aufbau Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht größtmögliche Skalierbarkeit und Effizienz.
Alle Module im Blick
Netzüberwachung und -steuerung
Zyklische automatisierte Überwachung des lokalen Stromnetzes und der am Netz angeschlossenen Betriebsmittel. Darstellung der Zustände in Netzbildern, Alarmierung der elektrischen Betriebsführung bei Alarmmeldungen, Störungen und Grenzwertverletzungen.
-
Stromnetz & Betriebsmittelüberwachung
Zyklische automatisierte Überwachung des lokalen Stromnetzes und der am Netz angeschlossenen Betriebsmittel. Darstellung der Zustände in Netzbildern, Alarmierung der elektrischen Betriebsführung bei Alarmmeldungen, Störungen und Grenzwertverletzungen.
-
Energiebezugsoptimierung
Ökonomische Optimierung des Bezugs von Energie durch verstärkte Nutzung von Eigenerzeugung, von variablen Stromtarifen oder von der Vermarktung eigener Flexibilität.
-
Systemüberwachung
Überwachung der Systemdienste und der Kommunikationsschnittstellen und Alarmierung der Systemadministratoren bei Störungen und Kommunikationsfehlern.
Ladeplanung
Die Ladevorgänge der E-Busse werden zyklisch automatisiert geplant und priorisiert, um den optimalen Ladezustand für die geplanten Umläufe zu erreichen.
-
Vorkonditionierungsüberwachung & Steuerung
Steuerung der Vorkonditionierung der E-Busse auf Basis der Planung der Umläufe.
-
Ladevorgangssteuerung
Steuerung der Ladevorgänge abhängig von der Priorisierung der E-Busse und der aktuell zur Verfügung stehenden Netzanschlusskapazität und der betrieblichen Grenzwert der aktuell genutzten lokalen Leitungen und Betriebsmittel.
-
Ladevorgangsüberwachung
Zyklische automatisierte Überwachung und Steuerung von Ladevorgängen gemäß Ladeplan.
Typische Anwender
Verteilnetzbetreiber
Aufgrund fehlender Messungen und zentralen Auswertungen wird der Belastungszustand der Verteilnetze auf Mittel- und Niederspannungsebene unzureichend überwacht. Durch eine mögliche hohe Gleichzeitigkeit von Ladevorgängen im nicht-öffentlichen Bereich ist ein deutlicher Anstieg der Netzbelastung zu erwarten. Als intelligente und kostengünstige Alternative zum Netzausbau ist PSIsmartcharging die Ladesteuerungslösung mit z. B. folgenden Möglichkeiten:
Fernwirktechnische Erschließung der NS- und MS-Netze, netzdienliche Steuerbarkeit der Ladeeinrichtungen (Lastverschiebung), Nutzung lokaler Synergieeffekte zwischen E-Mobilität und der Einspeisung aus erneuerbaren Energien und Anpassung der regulatorischen Rahmenbedingungen.
-
Intelligente Ladesteuerung
Das Stromnetz wird permanent überwacht. Bei drohender Überlast oder Einschränkungen im Energiebezug wird die Leistung so umverteilt, dass der Netzzustand wieder stabilisiert wird.
-
Erfüllung aller Sicherheitsanforderungen
PSIsmartcharging ist dafür ausgelegt, hohen IT-Sicherheitsanforderungen, bis hin zu einem KRITIS konformen Betrieb zu entsprechen. Damit ist das System gerüstet, EU-Sicherheitsanforderungen für kritische Infrastrukturen und Branchenanforderungen zu erfüllen.
Fragen und Antworten
Wie funktioniert PSIsmartcharging?
PSIsmartcharging ist ein dynamisches Last- und Lademanagementsystem mit integriertem Energiemanagement, das über verschiedene Betriebsstandorte verteilt Ladeinfrastruktur und die zugehörige elektrische Infrastruktur an den Betriebsstandorten in Echtzeit überwacht sowie intelligent steuert.
Die Hauptaufgaben des Last- und Lademanagement sind:
- Integration, Überwachung und Steuerung der Ladestationen und Ladevorgänge
- Überwachung und Steuerung der elektrischen Infrastruktur der Depotstromnetze
- Vermeidung von Überlasten am Netzanschlusspunkt der Depotstromnetze und an elektrischen Betriebsmitteln (Transformatoren, Leitungen, Unterverteilungen) innerhalb der Depotstromnetze
- Anbindung an vorgelagerte Systeme, z.B. Depotmanagement (DMS) und Intermodal Transport Control System (ITCS) zur Übermittlung von betrieblichen Vorgaben für die Ladesteuerung und zur Informationsweitergabe von Ladeprozess- und Ladeinfrastrukturzustandsdaten an diese Systeme
- Steuerung und Überwachung der Vorkonditionierung von E-Bussen
Bei der Zuteilung der Ladeleistung an die einzelnen Ladestationen berücksichtigt die Optimierung des LLM betriebliche Randbedingungen wie z.B. betriebliche Prioritäten oder Abfahrtszeiten. Das integrierte Energiemanagement überwacht den aktuellen Energieversorgungs- und verteilungszustand im Depot und optimiert den Energiebezug am Netzanschluss und die Verteilung im Depot. Dynamische Vorgaben der Energielieferanten und des Netzbetreibers werden berücksichtigt, sodass ein wirtschaftlicher und netzdienlicher E-Busflottenbetrieb möglich ist.
Was ist OCPP?
OCPP ist das „Open Charge Point Protocol“, ein Standard, der speziell für den Bereich der Ladestationen elektrischer Fahrzeuge entwickelt wurde. OCPP ermöglicht die Kommunikation und Steuerung zwischen Ladestationen und verschiedenen Backend-Systemen wie etwa Lademanagementsysteme.
Derzeit wird der OCPP Standard in der Version 1.6 am häufigsten von Ladestationsherstellern eingesetzt. Die Weiterentwicklung OCPP 2.0.1 ist bereits verfügbar und findet langsam Einzug in den Markt. PSIsmartcharging unterstützt beide Versionen des OCPP-Standards.
Was ist die ISO 15118?
Die ISO 15118 ist ein Standard des internationalen Normungsausschusses, bestehend aus einer Reihe technischer Normen. Kurz gesagt, regelt die Normenreihe die Kommunikationsschnittstelle zwischen Fahrzeug und Ladestation bzw. Stromnetz. Die Umsetzung der ISO 15118 ermöglicht u.a. folgende Funktionen:
- Verbindungsaufbau und Aufrechterhaltung
- Kommunikation von Ladedaten und Laststeuerungsanforderungen
- Automatisiertes Verwalten von Ladeprozessen
- Austausch von Messwerten zur Leistungsüberwachung und Kontrolle
Die ISO 15118 ist ein wichtiger Standard, der bei der Integration von Elektrofahrzeugen in intelligente Stromnetze und bei der Verwaltung von Interaktionen zwischen E-Fahrzeugen und diesen Netzen hilft.
Was ist die VDV 261?
Die VDV 261 ist ein Datenkommunikationsstandard vom Verband Deutscher Verkehrsunternehmen und nutzt die ISO 15118 als Grundlage. Hierin wird die Kommunikation zwischen Elektrofahrzeugen und Ladestationen für einen besonderen Anwendungsfall der Value Added Services, nämlich der Vorkonditionierung von Fahrzeugen“, beschrieben. Unter Vorkonditionierung versteht man das Heizen, Kühlen oder Lüften eines Fahrzeuges während bzw. im Anschluss eines Ladevorgangs.
PSIsmartcharging übermittelt via VDV 261/ISO 15118 automatisiert die notwendigen Daten an das angeschlossene Fahrzeug, um dieses bestmöglich bis zur gewünschten Abfahrtszeit vorzukonditionieren und einen für den Einsatz optimalen Batterieladezustand zu erhalten.
Was ist die VDV 463?
Die VDV 463 ist ein Schriftstück des Verbandes Deutscher Verkehrsunternehmen und definiert die Schnittstelle zwischen Lademanagementsystemen und Vorsystemen wie Betriebshofmanagementsystem und Intermodal Transport Control Systemen (ITCS). Die VDV 463 legt diesbezüglich sowohl das zu verwendende Protokoll als auch das Datenformat fest.
Unter anderem werden folgende Informationen über die Schnittstelle ausgetauscht:
- Übergabe von Ladeanforderungen durch eines der Vorsysteme (Prioritäten)
- Informationen zum aktuellen Ladestatus vom Lademanagement an das Vorsystem
- Steuerung und Überwachung der Vorkonditionierung gemäß der Vorsysteme
Wie funktioniert die Fahrzeugüberwachung?
Auf der Strecke meldet das Fahrzeug kontinuierlich (E-Bus-Istdaten) an das Depotmanagement. Hierzu zählen u.a.
- Batteriekapazität (SOC, State of Charge)
- Fahrzeug-ID
- Km-Stand
- Aufgewendete Energie
Das Depot erhält betriebsrelevante Daten (Fahrzeugstammdaten, Dienst- und Fahrplandaten), Umwelt- und Wetterdaten (Schnittstelle zu einem Wetterdienst) sowie Daten aus dem Betriebsleitsystem. Anschließend erfolgt ein ständiger Abgleich von Batterieladezustand und Restreichweite mit den offenen Umläufen unter Berücksichtigung o.g. Fahrzeugstamm- und Umlaufdaten bzw. betrieblicher Anforderungen, wie z.B. Versorgungs- und Werkstattaufträge.
Diese Daten bilden die Grundlage zur Prognoseberechnung des Energiebedarfes für den nächsten Umlauf/ Fahrt/ Strecke durch den PSI-eigenen KI-basierten Optimierungskern Qualicision. Danach ergibt sich eine Priorisierung der Ladevorgänge der E-Busse mit dem Ziel, (im Falle von Engpässen) nur den tatsächlich benötigten Ladezustand für die geplanten Umläufe zu erreichen. Abschließend sendet das Depotmanagement diese Prioritätenliste auf Grundlage der betriebsrelevanten und der E-Bus-Daten über die gemeinsame Schnittstelle VDV 463 an das LMS (PSIsmartcharging).
