Untersuchung der Performance intelligenter Messsysteme in der Anwendung des Lastmanagements durch Netzbetreiber
Die Infrastruktur intelligenter Messsysteme (iMSys) wird im BDL Projekt für die Umsetzung von Anwendungsfällen eingesetzt, welche die Einbindung bidirektionaler Elektrofahrzeuge in den Netzbetrieb ermöglichen. Damit wird dem Netzbetreiber ein weiteres Instrument an die Hand gegeben, Netzengpässe zu vermeiden oder zu beheben. Dabei werden zeitlich begrenzte Leistungsvorgaben durch den Netzbetreiber an Ladesäulen im Netzgebiet über Smart Meter Gateways (SMGW) übermittelt. Für diesen Anwendungsfall wurde von der FfE eine Performance-Untersuchung durchgeführt, wobei die allgemeine Zuverlässigkeit, das benötigte Datenvolumen sowie die Prozesslaufzeit vom Absenden der Vorgabe bis zum Eintreffen bei der Ladesäule untersucht wurden. Die Ergebnisse wurden am 15.09.2022 auf der Konferenz „DACH Energy Informatics 2022“ in Freiburg vorgestellt und durch den Springer Verlag veröffentlicht.
Testaufbau
Für die Untersuchungen wurde eine Testumgebung aufgebaut. Der Versand von Leistungsvorgaben für Ladesäulen erfolgte durch einen von der FfE betriebenen Server und wurde an ein Gateway-Administrationssystem gesendet. Die Tests wurden mit einem SMGW auf einer Demonstrationsplatte durchgeführt. An dieses wurde anstelle einer Wallbox ein RaspberryPi zur Emulation angebunden, welcher per Software das Verhalten einer Wallbox imitiert. Abbildung 1 zeigt den Testaufbau mit den Kommunikationswegen sowie der Datenerhebung und Übermittlung an den Testserver zur Auswertung.
Datenerhebung und Auswertung
Zur Datenerhebung wurden Log-Aufzeichnungen aller beteiligten Geräte entlang der Prozesskette verwendet sowie der gesamte Netzwerkverkehr aufgezeichnet. Insgesamt wurden in den Testreihen über 2.000 Befehle ausgeführt und über 3 Mio. Datenpunkte analysiert. Dabei konnte eine Quote von 98,2 % erfolgreich übermittelter Leistungsvorgaben für die Gesamtzuverlässigkeit festgestellt werden. Die durchschnittlich anfallende Datenmenge beträgt 14,97 kB bei der Übermittlung einer Vorgabe. Die Latenzzeit vom Versand des Befehls bis zur Reaktion beträgt durchschnittlich 51 Sekunden, sofern ein Kommunikationskanal aufgebaut werden muss. Damit sind die Anforderungen für den in BDL betrachteten Anwendungsfall der Leistungsvorgabe durch den Netzbetreiber erfüllt, sofern die Kapazität der Kommunikationsinfrastruktur entsprechend der Anzahl der steuerbaren Komponenten bereitgestellt wird.
