Zu den wichtigsten Aufgaben eines Energiemanagementsystems (EnMS) zählt heutzutage u.a. aufgrund der gesetzlichen bzw. steuerlichen Gegebenheiten das (Spitzen-)Lastmanagement. Daher hat werusys Industrieinformatik sein EnMS EnergyCenter um Funktionalität für das Lastmanagements ergänzt.

Lastmanagement bedeutet im Anwendungsfall der meisten Fertigungsunternehmen konkret die Verschiebung des Energiebezugs von Spitzenlastzeiten auf Niedriglastzeiten. Dabei werden geeignete Betriebsmittel so gesteuert, dass die kostspieligen Lastspitzen erst gar nicht auftreten. Eine wirkungsvolle Steuerung sind Lastabwurfsysteme, die zu Spitzenlastzeiten momentan weniger betriebsrelevante Energieverbraucher (z. B. Gabelstaplerladestationen, Belüftungsanlagen, Klimaanlagen) zeitweise vom Netz nehmen (Negative Regelung, s.u.). Eine weitere Alternative ist das Lastmanagement auf Basis einer Eigenstromerzeugung, bei der im Falle einer Überschreitung der maximalen Leistung nicht Verbraucher weggeschaltet werden, sondern intern Leistung bereitgestellt wird (Positive Regelung, s.u.).

werusys-EnergyCenter-SpitzenLastManagement1

Zur Berechnung der Netznutzungsentgelte, die einen Teil des Strom- oder auch Gaspreises ausmachen, wird üblicherweise der Leistungsmittelwert herangezogen. Der Mittelwert der Leistung errechnet sich aus dem angefallenen Energieanteil der Messperiode, dividiert durch die Messperiodendauer. Der Energiebezug wird vom Verteilnetzbetreiber mit einem entsprechenden Zähler in zyklischen Messperioden gemessen (registrierende Leistungsmessung): Leistungsmittelwert=Energie/Messzeit. Die Messperiodendauer beträgt in der Regel 15 Minuten bei Strom und 60 Minuten bei Gas. Die in diesem Zeitraum verbrauchte Energie (kWh) wird als Leistungsmittelwert (kW) erfasst und gespeichert. Im folgenden Beispiel nutzen wir den 15-Minuten Mittelwert für Strom zur Überwachung einer konfigurierten Lastgrenze.

Tagesverlauf von Viertelstundenwerten mit Spitzenlastausweisung

Tagesverlauf von Viertelstundenwerten mit Spitzenlastausweisung

Spitzenlastgrenze

Das Überschreiten des „Strom“-verbrauchs einer tariflich festgelegten Spitzenlastgrenze ist für Unternehmen extrem teuer. Einzig ein „aktives“ Lastmanagement ist in der Lage, durch Abwurf von hierfür vorab speziell gekennzeichneten Verbrauchern die Last automatisiert zu begrenzen. Die (Spitzen-) Lastgrenze wird als Eigenschaft einer Kenngröße konfiguriert.

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Die Steuerung des Spitzenlastmanagements unterscheidet zwischen positiver und negativer Regelung. Bei der positiven Regelung werden zur Eigenenergieerzeugung Leistungsgeneratoren eingeschaltet. Umgekehrt werden bei der negativen Regelung Verbraucher vom Netz genommen. Die Konfiguration bietet dem Bediener in beliebig anzulegenden Regelstufen die Möglichkeit, Regelstufen mit positiver oder negativer Regelung zu verwalten.
Dabei unterscheiden sich entsprechenden Regelparameter wie folgt:

Positive Regelparameter


Regelparamater Beschreibung
MIN-Laufzeit Definiert die Mindestlaufzeit nach Einschalten des Geräts. Der Energieerzeuger kann auch über das festgelegte 15-Minuteninterval hinaus eingeschaltet sein.
EIN-Verzögerung Gibt das Zeitintervall an das zwischen dem Zeitpunkt des Zuschaltereignisses und dem Zeitpunkt der tatsächlichen Zuschaltung an.
Frühestmögliche Einschaltung Gibt die Anzahl der Minuten an, ab dem der Energieerzeuger seit Beginn des Viertelstundenintervalls eingeschaltet werden darf.
Einschaltgerade Y-Schnittpunkt Gibt an, ab welcher Leistung nach Überschreiten der Lastgrenze der Erzeuger eingeschaltet wird. (siehe Abbildung 45: )
Trigger-Tag Der Schalter (Datenpunkt), der durch die Echtzeitüberwachung beschrieben wird (0=AUS oder 1=AN).
Visualisierung der konfigurierten Regelsätze

Visualisierung der konfigurierten Regelsätze

Negative Regelparameter


Regelparamater Beschreibung
MAX-Auszeit Gibt die Zeitspanne in Minuten an, nachdem der abgeschaltete Verbraucher wieder eingeschaltet wird.
MIN-Abstand zwischen Abschaltungen Gibt das Zeitintervall zwischen zwei Abschaltungen ein. Der Verbraucher darf erst nach Ablauf der Zeitspanne wieder deaktiviert werden.
Frühestmögliche Abschaltung Gibt die Anzahl der Minuten an, nach der der Energieerzeuger seit Beginn des Viertelstundenintervalls abgeschaltet werden darf.
Trigger-Tag Der Schalter (Datenpunkt), der durch die Echtzeitüberwachung beschrieben wird (0=AUS oder 1=AN).
Prognostizierte Leistung und Eingreifgrenze

Prognostizierte Leistung und Eingreifgrenze

Der Bediener erhält in einer Übersichtsdarstellung eine detaillierte Statusinformation der konfigurierten Schaltlogik. Dazu zählt die Ausweisung des aktuellen Verbrauchs sowie einer Verbrauchsprognose.

Leistungsaufnahme und Lastgrenze

Leistungsaufnahme und Lastgrenze

Dynamisches Lastmanagement im Energiemanagement à la werusys Industrieinformatik: transparent und sicher.