Vollständige Erklärung der lokalen Steuerungsmodi

Einführung

Der SmartgridOne Controller verfügt über verschiedene Steuerungsmodi für die folgenden Gerätetypen:

• Speicher, z. B. Batterien
• Energieerzeugungsgeräte, z. B. Solarmodule
• EV-Ladeinfrastruktur
• Wärmepumpen, Boiler & Geräte, die per Relais ein-/ausgeschaltet werden

Reihenfolge der Planung und Prioritäten

Der Scheduler folgt bei der Geräteplanung einer Reihenfolge in einem zweistufigen System.

In der ersten Stufe plant der Scheduler alles außer Solarproduktion ohne aktiven Abregelungs-Sollwert über die API und nicht belegte EV-Ladegeräte. Diese Stufe besteht aus drei Ebenen:

1. Geräteprioritäten bilden die oberste Ebene. Zuerst werden alle Geräte mit der höchsten Priorität eingeplant, dann alle Geräte mit hoher Priorität usw. Sie können jedem Gerät in dessen Einstellungen eine Priorität zuweisen.
2. Der Gerätetyp bildet die zweite Ebene. Für alle Geräte mit derselben Priorität werden die Geräte entsprechend ihrem Typ in der folgenden Reihenfolge eingeplant:
   1. Wärmepumpen, Boiler & Geräte, die per Relais ein-/ausgeschaltet werden. Diese Geräte lassen sich am wenigsten flexibel steuern.
   2. EV-Ladeinfrastruktur. Es ist effizienter, die eigene Energie sofort zu verbrauchen, als sie zu speichern.
   3. Speicher.
   4. Solarproduktion mit aktivem Sollwert durch Steuerung über die API. (Hinweis: Wenn für die Solarproduktion ein externes Signal konfiguriert ist, derzeit aber nicht aktiv ist und die lokale Steuerung verwendet wird, wird die Solarproduktion in der zweiten Stufe eingeplant.)
3. Der Steuerungsmodus bildet die dritte Ebene. Für alle Geräte mit derselben Priorität und demselben Typ werden sie entsprechend ihrem Steuerungsmodus in der folgenden Reihenfolge eingeplant:
   1. Steuerung nicht aktiv, Gerät immer aus und Gerät immer an.
   2. Steuerung über die API (wenn ein externes Signal aktiv ist)
   3. Nur Peakshaving / Lastverteilung
   4. Eigenverbrauch maximieren
   5. Kostenoptimierung

In der zweiten Stufe werden Solarproduktion ohne aktiven Sollwert über die API und nicht belegte EV-Ladegeräte eingeplant. Die Reihenfolge ist hier etwas anders:

1. Die gesamte Solarproduktion im Steuerungsmodus „Kostenoptimierung“, entsprechend der Geräteprioritäten.
2. Die gesamte Solarproduktion im Steuerungsmodus „Einspeisebegrenzung“, entsprechend der Geräteprioritäten.
3. Alle nicht belegten EV-Ladegeräte, entsprechend der Geräteprioritäten.

Um einem Gerät eine Priorität zuzuweisen, siehe auch Prioritäten.

Durch Anpassung der Prioritäten können Sie bei Bedarf eine andere Reihenfolge der Planung erzielen.

Preisparameter

Energiepreise bilden die Grundlage für alle Kostenoptimierungen. Die folgenden Formeln werden verwendet, um Marktpreise in Ihren Energiepreis umzurechnen:

• Tatsächlicher von Ihnen gezahlter Einkaufspreis für gekaufte Energie = [Day-ahead-Preis in EUR/kWh] x [Skalierungsfaktor der Energiekosten beim Einkauf] + [Skalierungs-Offset der Energiekosten beim Einkauf in EUR/kWh] + [Netzkosten beim Einkauf]

• Tatsächlicher erhaltener Verkaufspreis für eingespeiste Energie = [Day-ahead-Preis in EUR/kWh] x [Skalierungsfaktor der Energiekosten beim Verkauf] + [Skalierungs-Offset der Energiekosten beim Verkauf in EUR/kWh] – [Netzkosten beim Verkauf in EUR/kWh]

(Beachten Sie das Minuszeichen neben den Netzkosten der eingespeisten Energie.)

Sie können diese Preisparameter über den Tab „Settings“ der App festlegen.

Netzkosten

Bei den Netzkosten geben Sie die von Ihnen bezahlten Netzkosten pro kWh ein. Für gekaufte Energie liegen diese normalerweise bei etwa 0,08 EUR/kWh. Sie finden diesen Wert auf Ihrer endgültigen Energierechnung oder in Ihrem Vertrag. Bei eingespeister Energie kann dieser Wert abweichen:

• Wenn Sie einen rückwärts laufenden Zähler (Belgien) haben oder zum Net-Metering berechtigt sind (Niederlande), sind die Netzkosten für Einspeisung und Bezug gleich.

• Andernfalls müssen Sie für eingespeiste Energie wahrscheinlich keine Netzkosten bezahlen. Geben Sie dann bei den Netzkosten für eingespeiste Energie 0 ein.

Skalierungsfaktor für Day-ahead-Preis und feste Energiekosten

Der Skalierungsfaktor für den Day-ahead-Preis und die fixen Kosten für gekaufte und eingespeiste Energie hängen von Ihrem Vertragstyp ab.

Bei einem festen und variablen Vertrag

Der Day-ahead-Preis spielt hier keine Rolle. Daher müssen Sie den Skalierungsfaktor des Anbieters auf 0 setzen.

Geben Sie bei „fixed cost of purchased energy in EUR/kWh“ und „fixed cost of feed-in energy in EUR/kWh“ jeweils den Preis ein, den Sie dem Anbieter pro gekaufter kWh zahlen, bzw. den Preis, den Sie vom Anbieter pro eingespeister kWh erhalten.

Wenn Sie einen rückwärts laufenden Zähler (Belgien) haben oder zum Net-Metering berechtigt sind (Niederlande), sind die festen Kosten für gekaufte und zurückgespeiste Energie gleich.

Bei einem dynamischen Vertrag

Den Skalierungsfaktor und die festen Kosten finden Sie auf der Website Ihres Anbieters oder in Ihrem Vertrag. Die meisten Anbieter verwenden einen Skalierungsfaktor von 1, feste Einkaufskosten von etwa 0,02 EUR/kWh und feste Einspeisekosten von etwa -0,02 EUR/kWh.

Strom- und Leistungsgrenzen

Am Netzanschluss

Im SmartgridOne können Sie die Strom- und Leistungsgrenzen der elektrischen Anlage festlegen. Der SmartgridOne berücksichtigt diese bei der Planung der steuerbaren Geräte.

Die Stromgrenze wird zur Überwachung auf Überlastung verwendet. Beachten Sie, dass sie keinen Ersatz für eine elektrische Schutzeinrichtung darstellt, aber sicherstellt, dass Ihre Sicherung nicht unnötig auslöst. Diese Grenze dient nicht dazu, Bezug und Einspeisung in das Netz zu begrenzen. Verwenden Sie dafür die Leistungsgrenzen.

Die Leistungsgrenzen geben an, dass nur eine begrenzte Leistung aus dem Netz bezogen oder in das Netz zurückgespeist werden darf. Sie müssen diese Grenzen ausreichend hoch festlegen, andernfalls besteht das Risiko, dass Ihre Geräte die benötigte Leistung nie beziehen können.

Sie können eine Sicherheitsmarge festlegen, um sicherzustellen, dass die maximale Einspeisegrenze nie überschritten wird.

Bitte beachten Sie: Wenn Sie ein Elektrofahrzeug haben, benötigt dieses mindestens 1500 W beim einphasigen Laden oder 4500 W beim dreiphasigen Laden. (Die meisten Elektrofahrzeuge benötigen einen Mindeststrom von 6 A oder sogar 12 A und können vorübergehend Funktionsstörungen aufweisen, bis Sie sie erneut anschließen, wenn die Ladestation diesen Strom nicht bereitstellen darf.)

Nach Gruppen

Auf der Gruppenseite können Sie außerdem angeben, ob bestimmte Leistungsgrenzen für eine Gruppe gelten. Diese werden ebenfalls in die Planung einbezogen. Aktivieren Sie dazu erweiterte Gruppen und öffnen Sie die Einstellungen der Gruppe, für die Sie die Leistungsgrenze anwenden möchten.

Dreiphasige Anschlüsse

Im SmartgridOne können Sie unter „Settings“ und → „Advanced settings“ die dreiphasige Planung und Überwachung aktivieren.

Wenn Sie die dreiphasige Planung und Überwachung nicht unbedingt benötigen, beispielsweise aufgrund eines starken Ungleichgewichts der Phasenströme, wird empfohlen, diese Option AUS zu lassen. Denn diese Option erfordert, dass Sie zusätzlich festlegen, an welche Phasen jedes Gerät angeschlossen ist und ob eine Phasenzuordnung erforderlich ist. Dies ist fehleranfällig. Diese Zuordnung ist notwendig, damit der von einem Energiezähler gemessene Strom einer Phase tatsächlich dem von einem Gerät gemeldeten Strom dieser Phase entspricht (es kommt vor, dass die Klemmen L1, L2 und L3 eines Geräts nicht eins zu eins mit den Netzphasen L1, L2 und L3 verbunden sind, sondern beispielsweise Geräte-L1 mit Netz-L2, Geräte-L2 mit Netz-L1 und Geräte-L3 mit Netz-L3 verbunden ist).

Wenn Sie die dreiphasige Option deaktiviert lassen, betrachtet der SmartgridOne intern die am stärksten belastete Phase zur Stromüberwachung. In fast allen Fällen ist dies ausreichend.

Die dreiphasige Option wirkt sich nicht auf die Leistungsgrenzen aus. Hier betrachtet der SmartgridOne immer die Gesamtleistung.

Speicher

Eigenverbrauch maximieren

In diesem Modus wird der Speicher verwendet, um möglichst viel Eigenverbrauch mit selbst erzeugter Energie abzudecken. Die Batterie wird geladen, wenn Energie eingespeist würde, und entladen, wenn Energie bezogen würde.

Eigenverbrauch mit Laden/Entladen bei bestimmten Netzleistungs-Schwellenwerten

Wenn die Batterie nur oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts geladen oder entladen werden soll, können Sie dafür die Strategie „Nur Peakshaving“ verwenden. Die Strategien „Eigenverbrauch maximieren“ und „Nur Peakshaving“ verwenden dabei denselben Algorithmus, wobei für „Eigenverbrauch maximieren“ alle Netzleistungs-Schwellenwerte auf null gesetzt sind.

Nur Peakshaving

In diesem Modus wird der Speicher verwendet, um Lastspitzen auszugleichen. Dazu geben Sie die folgenden Schwellenwerte für die Netzleistung ein:

• Entladen oberhalb starten (kW) (Entladestart): Oberhalb dieser Netzleistung wird der Speicher entladen und die Netzleistung auf diesen Schwellenwert geglättet.
• Entladen unterhalb stoppen (kW) (Entladestopp): Wenn der Speicher entladen wird, stoppt die Entladung, sobald die Netzleistung unter diesen Schwellenwert fällt.
• Laden oberhalb stoppen (kW) (Ladestopp): Wenn der Speicher geladen wird, stoppt der Ladevorgang, sobald die Netzleistung über diesen Schwellenwert steigt.
• Laden unterhalb starten (kW): Unterhalb dieser Netzleistung wird der Speicher geladen und die Netzleistung auf diesen Schwellenwert geglättet.

ANWENDUNGSBEISPIEL 1

Sie haben einen Netzanschluss, dessen Verbrauch auf 100 kW begrenzt ist. Um diese Leistung nicht zu überschreiten, können Sie beispielsweise 80 kW als Schwellenwert zum Starten und Stoppen der Entladung und 70 kW zum Starten und Stoppen des Ladevorgangs verwenden. Sobald die Netzleistung über 80 kW steigt, wird der Speicher entladen, um die Netzleistung auf 80 kW zu begrenzen. Wenn die Netzleistung später unter 70 kW fällt, wird der Speicher geladen (wodurch eine endgültige Netzleistung von 70 kW entsteht).

ANWENDUNGSBEISPIEL 2

Ihre Installation fällt unter das System des „terugdraaiende teller“ (BE) / „salderen“ (NL), aber Sie erzeugen mehr Solarenergie, als Ihr Netzanschluss verarbeiten kann. Sie möchten Ihre Batterie nur laden, wenn mehr als 10 kW eingespeist werden, und sie nur entladen, wenn Sie mehr als 5 kW verbrauchen. Dazu können Sie die Schwellenwerte „Entladen oberhalb starten“ und „Entladen unterhalb stoppen“ auf 5 kW sowie „Laden oberhalb stoppen“ und „Laden unterhalb starten“ auf -10 kW setzen. (minus 10 kW).

Kostenoptimierung

In diesem Modus wird der Speicher zu den günstigstmöglichen Zeiten geladen und entladen, um den Verbrauch zu den teuersten Zeiten abzudecken. Der SmartgridOne berücksichtigt:

• Die Energiepreise einschließlich der Unterschiede zwischen Einkaufs- und Verkaufspreisen (das Laden mit eigener Solarenergie ist normalerweise interessanter als das Laden aus dem Netz).
• Die prognostizierte Netzleistung.
• Den Wirkungsgrad der Batterie.
• Eine Mindestpreisdifferenz zwischen günstigen und teuren Zeitpunkten. Damit können Sie beispielsweise den Verschleiß bei der Nutzung der Batterie berücksichtigen. Siehe auch Berücksichtigung von Verschleißkosten und Batteriewirkungsgrad.

Überwachung der Leistungsgrenzen

Falls erforderlich, setzt der SmartgridOne den Speicher ein, um eine Überschreitung der Leistungsgrenzen der Installation zu verhindern – unabhängig vom Energiepreis zu diesem Zeitpunkt.

Energiehandel

Es kann außerdem angegeben werden, dass der Speicher für den Energiehandel verwendet werden darf. Mit dieser Option können Sie Energie zu günstigen Zeiten kaufen und zu teuren Zeiten wieder verkaufen.

Risikoprofil

Da die Steuerung auf Prognosen basiert, besteht immer das Risiko, dass die Prognosen nicht eintreten. Der SmartgridOne verfügt über zwei Risikoprofile, die interne Parameter des Algorithmus anpassen. Standardmäßig ist das Risikoprofil auf „reduziertes Risiko“ eingestellt und kann unter der Seite „Settings“ → „Advanced settings“ geändert werden.

Energieerzeugungsgeräte (Solarmodule)

Einspeisung auf die zulässige Einspeisegrenze begrenzen

In diesem Steuerungsmodus wird die Leistung von Erzeugungsgeräten wie Solarwechselrichtern bei Bedarf reduziert, um die Einspeisung von Energie in das Netz auf die festgelegte Grenze zu begrenzen.

Kostenoptimierung

In diesem Steuerungsmodus wird die Leistung von Erzeugungsgeräten wie Solarwechselrichtern abgeregelt, um die Einspeisung in das Netz zu begrenzen, wenn:

• Die Energieverkaufspreise negativ sind; in diesem Fall wird die Produktion abgeregelt, sodass keine Nettoeinspeisung erfolgt.
• Die Energieeinkaufspreise negativ sind; in diesem Fall wird die Produktion vollständig abgeschaltet. Schließlich werden Sie in diesem Moment dafür bezahlt, Energie zu verbrauchen!
• Zu anderen Zeiten die festgelegte Einspeisegrenze überschritten würde.

EV-Ladeinfrastruktur

Nur Peakshaving / Lastverteilung

In diesem Modus wird der Ladevorgang so eingestellt, dass die zulässige Verbrauchsgrenze aus dem Netz nicht überschritten wird. Wenn mehrere EV-Ladestationen vorhanden sind, wird die Leistung so gleichmäßig wie möglich auf die verschiedenen Fahrzeuge verteilt.

Eigenverbrauch maximieren

In diesem Modus werden die Elektrofahrzeuge so weit wie möglich mit selbst erzeugter Energie geladen. Es gibt drei Untermodi:

1. Ausschließliches Laden mit Solarenergie: Zum Laden wird keine Energie aus dem Netz bezogen.
2. Laden bei Energieüberschuss: Der Ladevorgang findet bei einem Überschuss an Energieproduktion statt, jedoch mit voller Geschwindigkeit. Wenn kein Überschuss vorhanden ist, wird mit Mindestgeschwindigkeit geladen.
3. Vorwiegend Laden mit Solarenergie, mit Ausgleich des Defizits aus dem Netz.

Kostenoptimierung

In diesem Modus wird versucht, Elektrofahrzeuge zu den Zeiten mit den günstigsten möglichen Energiepreisen zu laden.

Wärmepumpen, Boiler und Ein/Aus-Geräte

Allgemeiner Hinweis: Boosting und Blockierung

Für die meisten Geräte in dieser Kategorie gibt es einen oder mehrere von drei möglichen Betriebszuständen:

1. Blockierung: Das Gerät wird blockiert, um den Energieverbrauch zu begrenzen.
2. Boosting: Das Gerät wird mit dem Ziel „geboostet“, den Verbrauch zu erhöhen oder das Gerät zu Zeiten einzuschalten, zu denen dies vorteilhaft ist, sodass der Energieverbrauch zu weniger vorteilhaften Zeiten geringer ist.
3. Eigenbetrieb / kein Eingriff: Der SmartgridOne greift nicht in den Betrieb des Geräts ein. Dies ist normalerweise zu Zeiten erwünscht, in denen kein eindeutiger Vorteil durch Blockieren oder Boosting besteht.

Je nach verfügbaren Betriebszuständen können Sie für jedes Gerät auswählen, ob es standardmäßig im Eigenbetrieb, im Blockierungs- oder im Boosting-Modus arbeitet. Außerdem können Sie festlegen, wie lange das Gerät mindestens oder höchstens blockiert oder geboostet werden darf und wie lange es im Eigenbetrieb sein muss, um blockiert oder geboostet zu werden. Die Mindestdauer soll zu häufiges Ein- und Ausschalten verhindern (dies beeinträchtigt bei manchen Geräten die Effizienz). Die Höchstdauer soll eine Beeinträchtigung des Komforts vermeiden.

Beispiele dafür, wie Sie dies zu Ihrem Vorteil nutzen können:

• Sie möchten Ihre Wärmepumpe zu den teuersten Zeiten des Tages für bis zu drei Stunden blockieren, da Sie danach einen Komfortverlust bemerken würden.
• Sie möchten Ihre Wärmepumpe zu den günstigsten Zeiten des Tages boosten.
• Sie möchten Ihre Poolheizung nur dann einschalten, wenn ein Überschuss an Solarenergie vorhanden ist.
• Sie möchten Ihren größten Verbraucher mithilfe eines Schützes zur teuersten Zeit des Tages zwangsweise ausschalten.

Relaiskontakte

Für die Relaiskontakte und externen Relaismodule können Sie in den Geräteeinstellungen festlegen, ob das Gerät standardmäßig ein- und ausgeschaltet werden kann oder standardmäßig ausgeschaltet und eingeschaltet wird.

Eigenverbrauch maximieren

In diesem Modus werden die Geräte bei einem Überschuss an selbst erzeugter Energie geboostet und zu Zeiten des höchsten Verbrauchs blockiert. Es gibt drei Untermodi:

1. Nur zu Zeiten eines Produktionsüberschusses einplanen, jedoch in diesen Zeiten einen Netzbezug zulassen, wenn der Überschuss nicht ausreicht, um den erwarteten Verbrauch des Geräts zu decken.
2. Nur einplanen, wenn der Produktionsüberschuss ausreicht, um den gesamten erwarteten Verbrauch des Geräts zu decken.
3. Möglichst bei einem Produktionsüberschuss einplanen, aber dem Gerät auch erlauben, sich zu Zeiten eines niedrigen Netzbezugs einzuschalten.

Die Modi 1 und 2 sind für Situationen vorgesehen, in denen möglicherweise kein ausreichender Überschuss an Solarenergie vorhanden ist, beispielsweise bei kleineren PV-Installationen oder im Winter.

Alle Untermodi funktionieren sowohl mit Blockieren als auch mit Boosting.

Nur Peakshaving

In diesem Modus werden die Geräte geboostet, wenn der Netzverbrauch unter einen einstellbaren Schwellenwert fällt, und blockiert, wenn der Netzverbrauch über einen einstellbaren Schwellenwert steigt.

Dieser Modus kann verwendet werden, um eine Überschreitung der maximalen Netzgrenzen zu vermeiden.

Kostenoptimierung

In diesem Modus werden die Geräte geboostet, wenn die Energie am günstigsten ist, und blockiert, wenn sie am teuersten ist.

Steuerung über API

Wenn Sie über eine Lizenz zur Steuerung über API verfügen, können Sie den Standardzeitplan des SmartgridOne mit eigenen Zeitplänen oder Zeitplänen eines Drittanbieters überschreiben. So ist es beispielsweise möglich, den SmartgridOne an Regelenergiemärkten einzusetzen. Weitere Informationen erhalten Sie bei Ihrem Händler.

Steuerung ohne Netzenergiezähler

In bestimmten Fällen ist es möglich, den SmartgridOne ohne Netzenergiezähler zu verwenden. Dies ist nur möglich, wenn der SmartgridOne

• nur die an ihn angeschlossenen Geräte berücksichtigen muss und nichts anderes in Ihrer elektrischen Installation. Schließlich ist der übrige Verbrauch dem SmartgridOne ohne Netzenergiezähler nicht bekannt;
• und keine präzise Regelung mit Rückkopplungsregelung erforderlich ist.

Dennoch wird dringend empfohlen, grundsätzlich einen Netzenergiezähler bereitzustellen.

ANWENDUNGSBEISPIEL: PV-PARK-Steuerung

Sie haben einen Solarpark ohne Verbraucher, in dem der SmartgridOne zur Überwachung und Steuerung eingesetzt wird. Im Solarpark gibt es keine Verbraucher, und Sie möchten die Wechselrichter nur ausschalten, wenn die Energiepreise negativ sind. In diesem Fall müssen Sie lediglich die Wechselrichter mit dem SmartgridOne verbinden.