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E-Mobilität Echsenbach

Auswirkungen von E-Mobilität und Wärmepumpen auf den Netzzustand

E-Mobility Echsenbach: impact of e-mobility and heat pumps on the condition of an electrical grid

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e & i Elektrotechnik und Informationstechnik Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Im Rahmen des Feldversuchs E-Mobilität Echsenbach wurde ein innovatives Verfahren (\(P(U,Z)\)-Regelung) zur Ladeleistungsreduktion ausprobiert und analysiert. Weiters wurden Gleichzeitigkeitsfaktoren in Bezug auf E-Mobilität und im Speziellen für unterschiedliche Ladeleistungen ermittelt. Für a priori vorgegebene Durchdringungsraten an Ladestationen wurden Analysen und Simulationen erarbeitet, um die Auswirkungen von E-Mobilität und Wärmepumpen auf den Netzzustand (i.e. Spannungsniveaus bzw. thermische Beanspruchung von Betriebsmitteln) abschätzen zu können. Die Anfangszeiten der Ladevorgänge wurden aufgezeichnet, womit alle Ladevorgänge derart umgerechnet werden konnten, dass diese mit einer beliebig vorgegebenen, aber konstanten, Ladeleistung erfolgten. Für die vorgegebenen Ladeleistungen von 3,7 kW bzw. 11 kW sind Gleichzeitigkeitskurven ausgewertet und Lastflussanalysen durchgeführt worden. Anhand der im Feldversuch E-Mobilität Echsenbach aufgezeichneten Messdaten wurden die Simulationsmodelle geprüft und verifiziert.

Abstract

As part of the e-mobility Echsenbach field test an innovative method (\(P(U,Z)\) control) concerning the reduction of charging power was tested and analyzed. In addition, simultaneity factors with reference to e-mobility and in particular to various charging power levels were derived. For a priori given penetration rates of charging stations, analyses and simulations were developed in order to estimate the impact of e-mobility and heat pumps on the condition (i.e., voltage levels and thermal stresses of electrical equipment) of an electrical grid. The starting points of the charging processes were logged. This made it possible to transform the charging processes into such with a freely chosen but constant charging power. For the chosen charging powers of 3,7 kW and 11 kW, simultaneity graphs were evaluated and load flow analyses were carried out. On the basis of the measurements recorded during the e-mobility Echsenbach field test, the simulation models were proved and verified.

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Abb. 1.
Abb. 2.
Abb. 3.
Abb. 4.
Abb. 5.

Notes

  1. BMW i3, Kia Soul, Renault ZOE, VW e-Golf, NISSAN LEAF

  2. Die einzustellende Kennlinie wurde den Ladestationsherstellern von Netz Niederösterreich vorgegeben.

  3. Wir betrachten im Speziellen einelementige Mengen als Ereignisse.

  4. 100 % Durchdringung entspricht einer Ladestation und einem E-Auto pro Haushalt.

  5. Unabhängig davon, dass die Wochentage bei diesem Vergleich um einen Tag verschoben sind.

  6. DC-Ladung (CCS und CHAdeMO) mit max. \(50~\text{kW}\) bzw. AC-Ladung (Typ 2) mit max. \(43~\text{kW}\)

Literatur

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Danksagung

Wir bedanken uns bei Herrn Dipl.-Ing. (FH) Werner Hengst, Geschäftsführer der Netz Niederösterreich, der den Feldversuch E-Mobilität Echsenbach mit regem Interesse mitverfolgt und uns in allen Belangen unterstützt hat.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Gawlik sowie Herrn Dipl.-Ing. Dr.techn. Dominik Fasthuber vom Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe der Technischen Universität Wien danken wir für wertvolle Anregungen und das Verfassen des Berichts [3].

Ein herzliches Dankeschön für die Bereitschaft, beim Feldversuch teilzunehmen, ergeht an die Teilnehmer vor Ort in Echsenbach.

Abschließend bedanken wir uns bei den folgenden neben der Netz Niederösterreich alphabetisch gelisteten Projektteilnehmern. Ihre Unterstützung hat wesentlich zum erfolgreichen Gelingen des Feldversuchs beigetragen.

AIT Austrian Institute of Technology (Kundenzufriedenheitsanalyse).

Amt der NÖ Landesregierung, Abteilung Umwelt- und Energiewirtschaft.

ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur.

NÖ Energie- und Umweltagentur.

EVN (Einsatz joulie Optimierungs-Assistent).

KEBA (Hersteller Ladestationen).

LineMetrics (Hersteller Messequipment).

Schrack Technik (Hersteller Ladestationen).

Technische Universität Wien (Datenanalyse).

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Wir widmen den vorliegenden Artikel unserem Kollegen Dipl.-Ing. Dr.techn. Manfred Wurm, dessen plötzlicher Tod uns zutiefst erschüttert hat.

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Hahn, M., Simetzberger, C. E-Mobilität Echsenbach. Elektrotech. Inftech. 137, 161–168 (2020). https://doi.org/10.1007/s00502-020-00810-z

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