Proč nestačí nastavit pevný limit každé nabíječky

Představme si administrativní nebo výrobní areál s osmi AC body o výkonu 22 kW. Součet štítkových výkonů činí 176 kW. To ale neznamená, že areál musí pro dobíjení trvale rezervovat 176 kW.

Ne všechna vozidla se nabíjejí současně, ne všechna dokážou přijmout 22 kW a jejich výkon během nabíjení není vždy konstantní. Současně se mění odběr budovy, technologie, vytápění i chlazení. Pevné omezení každého bodu tuto proměnlivost nevyužije: v klidné době zůstává část kapacity nevyužitá a při špičce areálu nemusí být ochrana dostatečná.

Dynamický load management proto nehlídá pouze jednotlivé nabíječky. Sleduje společný limit v místě připojení a přidělený výkon průběžně mění.

Statické a dynamické řízení

Statický load management

Skupina nabíječek má pevně stanovený společný limit. Pokud je například pro osm bodů vyhrazeno 80 kW, systém tento výkon rozdělí mezi právě připojená vozidla.

Výhodou je jednoduchost. Nevýhodou je, že limit nereaguje na aktuální spotřebu zbytku areálu. I když je budova v noci téměř bez odběru, nabíjení zůstane omezené na předem nastavenou hodnotu.

Dynamický load management

Dynamické řízení získává údaj z hlavního nebo podružného měření a vypočítává výkon, který je v daném okamžiku skutečně volný:

Dostupný výkon pro nabíjení = limit odběrného místa − aktuální spotřeba ostatních technologií − bezpečnostní rezerva

Když spotřeba výroby nebo budovy roste, výkon nabíječek se sníží. Po skončení špičky se automaticky zvýší. Z pohledu provozu areálu mají nabíječky řízenou, nikoli nekontrolovanou spotřebu.

Jak systém rozhoduje, které vozidlo dostane výkon

Pouhé rovnoměrné dělení je vhodné jen pro jednoduché instalace. Ve firemním provozu bývá účelnější kombinovat několik pravidel.

Rovnoměrné rozdělení

Všechna připojená vozidla dostávají stejný nebo obdobný výkon. Tento režim je přehledný, ale nebere v úvahu rozdílnou dobu odjezdu ani požadované množství energie.

Priorita vozidla nebo skupiny

Servisní, zásahová nebo manažerská vozidla mohou mít vyšší prioritu než vozy, které zůstávají v areálu celou noc. Priorita však nemá znamenat trvalé maximum bez kontroly. Správně nastavený systém stále respektuje celkový limit odběrného místa.

Nabíjení podle času odjezdu

Vozidlo s odjezdem za hodinu dostane přednost před vozem, který bude stát do rána. Tento přístup vyžaduje informaci o plánovaném odjezdu, případně napojení na rezervační nebo fleetový systém.

Nabíjení podle požadované energie

Systém může pracovat s cílovou energií nebo stavem nabití. Pro přesnější řízení ale musí tuto informaci získat z vozidla, uživatelského vstupu nebo nadřazeného systému. Samotná nabíječka často nezná stav trakční baterie spolehlivě pro všechny typy vozidel.

Cenové nebo výrobní signály

Nabíjení lze posílit při výrobě z FVE nebo v ekonomicky výhodném čase. To neznamená, že se všechna vozidla musí nabíjet pouze při nízké ceně. Provozní požadavek na připravenost flotily musí zůstat nadřazený obchodní optimalizaci.

Praktický příklad z firemního areálu

Uvažujme odběrné místo s limitem 300 kW. Běžná spotřeba areálu se během dne pohybuje mezi 140 a 260 kW. Pro nabíjení je instalováno deset AC bodů po 22 kW.

Bez řízení by teoretický součet areálu a nabíječek mohl dosáhnout 480 kW. Dynamický systém však drží celkový odběr pod 300 kW a ponechává například 15kW bezpečnostní rezervu.

  • Při spotřebě areálu 250 kW zbývá pro vozidla 35 kW.
  • Po ukončení výrobní směny klesne areál na 160 kW a pro vozidla je k dispozici 125 kW.
  • Pokud je připojeno pět vozů bez priority, mohou dostat přibližně po 25 kW, jejich skutečný odběr však omezí parametry vozidel a nabíječek.
  • Přijede-li prioritní vůz s brzkým odjezdem, systém mu může přidělit více a ostatním výkon dočasně snížit.

Příklad ukazuje, proč počet a jmenovitý výkon bodů nemusí odpovídat velikosti požadované přípojky. Rozhoduje energetická potřeba vozidel v čase.

Load management musí chránit celý areál

Řízení je bezpečné jen tehdy, když pracuje se správným místem měření a zahrnuje všechny významné spotřeby. Pokud systém sleduje pouze rozvaděč nabíječek, nevidí například spuštění kompresoru, technologie nebo elektrického vytápění v jiné části objektu.

Návrh by měl řešit:

  • umístění a rychlost měření,
  • komunikační vazbu mezi měřením, řídicím systémem a nabíječkami,
  • chování při výpadku komunikace,
  • bezpečný náhradní výkon jednotlivých bodů,
  • fázovou nesymetrii u jednofázově nabíjených vozidel,
  • minimální proud a technické limity nabíječek a vozidel,
  • prioritu kritických spotřeb areálu,
  • záznam dat a možnost zpětné kontroly.

Nejčastější chyby

Řízení pouze podle počtu připojených aut

Dvě vozidla mohou mít zcela odlišnou energetickou potřebu a dobu odjezdu. Počet připojených konektorů proto není dostatečný řídicí údaj.

Příliš malá bezpečnostní rezerva

Měření, komunikace i reakce nabíječek mají určitou prodlevu. Pokud systém řídí přesně na hranici hlavního limitu, krátké skoky ostatní spotřeby mohou limit překročit.

Nejasná pravidla priorit

Pokud má vysokou prioritu příliš mnoho vozidel, priorita ztrácí význam. Provozovatel by měl předem definovat, která vozidla musí být připravena, kdy odjíždějí a jaké minimální množství energie potřebují.

Chybějící režim při poruše komunikace

Výpadek měření nebo datového spojení nesmí způsobit nekontrolovaný odběr. Nabíječky musí přejít do bezpečného režimu, například na omezený výkon nebo řízené zastavení.

Co si připravit před návrhem systému

Pro smysluplné nastavení jsou potřeba alespoň tyto informace:

  1. časový profil spotřeby areálu,
  2. limit nebo rezervovaný příkon odběrného místa,
  3. počet vozidel a jejich denní energetická potřeba,
  4. typické časy příjezdů a odjezdů,
  5. podíl prioritních vozidel,
  6. plánovaný počet a výkon AC/DC bodů,
  7. současná nebo budoucí FVE, BESS a další velké spotřebiče.

Závěr

Load management není jen rozdělování výkonu mezi konektory. Je to nadřazené řízení, které propojuje potřeby vozidel s reálnou kapacitou areálu. Správně navržený systém může snížit požadavek na přípojku, zabránit nežádoucím špičkám a přitom zachovat provozní připravenost flotily.

Rychlá otázka

Areál má limit 300 kW, ostatní spotřeba je 250 kW a bezpečnostní rezerva 15 kW. Kolik zbývá pro nabíjení?