Dynaaminen kuormanhallinta säätää sähkölaitteiden ottamaa tehoa reaaliaikaisen kokonaiskulutuksen mittauksen perusteella. Käytännössä säätö toteutetaan esimerkiksi sähköauton lataustehon pienentämisellä tai kuormien tilapäisellä katkaisulla.
Dynaaminen kuormanhallinta voi säätää useita erilaisia kuormia. Jo vuosia tyypillinen käyttökohde on ollut esimerkiksi maalämpöpumpun tai sähkökattilan hetkellinen tehon rajoittaminen. Tässä artikkelissa keskitymme kuitenkin ensisijaisesti dynaamisen kuormanhallinnan hyödyntämiseen sähköauton latauksessa.
Dynaamisesta kuormanhallinnasta käytetään usein myös lyhennettä DLM (Dynamic Load Management).
Miksi dynaamista kuormanhallintaa käytetään?
Yleensä dynaamista kuormanhallintaa tarvitaan varjelemaan sähköliittymän pääsulakkeita tai muuta sähköjärjestelmän osaa ylikuormitukselta. Dynaamisella kuormanhallinnalla voidaan saavuttaa kuitenkin myös muita etuja.
- Sähköliittymän päävarokkeen varjeleminen.
Estetään pääsulakkeiden palaminen, jolloin sähköliittymän kapasiteettia voidaan hyödyntää tehokkaammin ilman liittymän kasvattamista. - Tehomaksujen hallinta:
Rajoitetaan hetkellisiä tehohuippuja, jotka vaikuttavat sähkön siirtohintojen tehomaksun määräytymiseen. - Itse tuotetun sähkön käytön optimointi:
Annetaan kuormille enemmän tehoa tai kytketään niitä päälle, kun esimerkiksi omasta aurinkovoimalasta saadaan riittävästi sähköenergiaa. - Pörssisähkön hintaoptimointi:
Rajoitetaan sähkökuormien käyttöä sähkön hinnan ollessa korkea ja sallitaan enemmän tehoa sähkön hinnan ollessa alhaalla.
Miten dynaaminen kuormanhallinta toimii sähköauton latauksessa?
AC-latauksessa (lataus vaihtovirralla), eli ladatessa sähköautoa Type-2-pistokkeen kautta, kuormanhallinta toimii aina siten, että auton sisäänrakennettu AC-laturi määrää otettavan tehon.
Kuormanhallinta ei rajoita virtaa mekaanisesti tai “kurista” johtoa, vaan AC-latauksessa latausasema ohjaa auton sisäistä laturia komentamalla sille suurimman sallitun virran Type-2 liittimen ohjausjohtimen (Control Pilot) kautta.
Jos autossa on siis sisäinen 11 kW latauslaite, se pyrkii ottamaan aina 11 kW tehon, ellei latauslaitetta komenneta rajoittamaan sitä. Rajoittaminen on monelle tuttua siitä, että se voidaan tehdä staattisesti auton valikoista tai applikaatiosta.
Dynaamisessa kuormanhallinnassa tuota rajoituksen tasoa kuitenkin muutetaan jatkuvasti mittauksen perusteella. Esimerkiksi:
- Kulutusmittari mittaa sähköliittymän kokonaiskuormitusta
- Kun sähköliittymän enimmäiskuormitus ollaan saavuttamassa, digitaalinen laskenta reagoi tilanteeseen ja komentaa latausasemaa antamaan autolle pienemmän virtarajoituksen
- Latausasema komentaa auton sisäistä latauslaitetta ottamaan digitaalisen laskennan sopivaksi katsoman enimmäisvirran
- Kun sähköliittymän mittauksesta saadaan tieto, että liittymässä on taas varaa nostaa lataustehoa, viedään latausaseman kautta auton sisäiselle laturille komento nostaa latausvirtaa.
Voiko dynaamisen kuormanhallinnan toteuttaa jälkikäteen?
Yksi yleisimpiä meille tulevia kysymyksiä on, että kiinteistössä on jokin tietty latausasema tai latausasemia ja voiko niille toteuttaa kuormanhallinnan?
Edellä kuvatun mukaisesti kuormanhallinnan jälkiasennuksen mahdollisuus riippuu järjestelmän tiedonsiirtoketjusta, jossa eri osien pitää puhua samaa kieltä:
- Latausaseman ja mittauksen pitää olla yhteensopivia
- Järjestelmässä tai itse latausasemassa täytyy olla paikka, jossa kuormanhallinnan laskenta tehdään
- Kaikki latausasemat eivät tue lainkaan ulkoista kuormanhallintaa
- Kaikki latausasemat eivät keskustele keskenään tai kaikkiin kuormanhallinnan taustajärjestelmiin
Siksi dynaamisen kuormanhallinnan mahdollisuus valittavalle latausasemalle tulisi aina varmistaa ennen latausaseman tai latausasemien valintaa ja hankkimista.
Kuka omistaa dynaamisen kuormanhallintasi laskennan?
Kuormanhallinnan toteutustapaa vertaillaan usein langallisen ja langattoman tiedonsiirron perusteella. Ratkaisevampi kysymys on kuitenkin se, missä kuormanhallinnan mittauksen ja ohjauksen yhdistävä laskenta tapahtuu?
Mittaus – laskenta – komento.
Kuormanhallinnan laskenta voi tapahtua joko:
- Latausaseman omalla piirikortilla
- Paikallispalvelimella tai automaatiojärjestelmässä
- Erillisen latausoperaattorin pilvipalvelussa
- Laitevalmistajan pilvipalvelussa
Toteutustavalla on merkitystä järjestelmän toimintavarmuuteen, laajennettavuuteen ja riippuvuuteen ulkopuolisista palveluista. Mitä kauempana laskenta sijaitsee kiinteistöstä, sitä enemmän järjestelmä on riippuvainen verkkoyhteyksistä ja palveluntarjoajasta.
Erityisesti laitevalmistajan omassa, suljetussa pilvipalvelussa tapahtuva kuormanhallinnan laskenta on riski. Ratkaisu voi alentaa latausaseman hankintahintaa, mutta kuormanhallinta lakkaa toimimasta, jos valmistajan palvelu päättyy.
Lyhyt yhteenveto
- Dynaaminen kuormanhallinta perustuu mittaukseen, laskentaan ja ohjaukseen.
- Kuormanhallinta tulee suunnitella samalla, kuin latausasemakin valitaan.
- Toteutustapa vaikuttaa toimintavarmuuteen ja elinkaareen.
- Latauslaitetta ja kuormanhallintaa valittaessa on tärkeää ymmärtää, missä kuormanhallinnan laskenta tapahtuu ja kuka sen oikeasti omistaa.
Tutustu dynaamisen kuormanhallinnan käyttösovelluksiin:
