Przejście z pojazdów z silnikiem diesla na pojazdy elektryczne w transporcie publicznym nabiera tempa. W tym kontekście sprawdziły się przede wszystkim zintegrowane systemy oprogramowania, które łączą zarządzanie zajezdnią i systemem ładowania. Dwie kwestie mają tu szczególne znaczenie: optymalizacja współdziałania między eksploatacją pojazdów a zarządzaniem ładowaniem oraz stworzenie standardowych interfejsów między różnymi systemami.
Transport publiczny odgrywa rolę pioniera w przechodzeniu na napędy alternatywne. Silnym impulsem jest tu dyrektywa UE w sprawie czystych pojazdów i jej obowiązkowe minimalne kwoty dotyczące zakupu czystych i bezemisyjnych pojazdów. W tym kontekście przedsiębiorstwa znajdują się pod coraz większą presją, aby opracować praktyczną i jednocześnie przyszłościową strategię elektryfikacji.
Duże wyzwanie: tylko nieliczne przedsiębiorstwa i dostawcy mają pełne zrozumienie wymagań związanych z funkcjonowaniem transportu publicznego i zarządzaniem infrastrukturą elektryczną. Jednak właśnie to będzie miało kluczowe znaczenie dla szybkiego stworzenia niezbędnych struktur, ich długoterminowego i efektywnego wykorzystania oraz zachowania niezależności od technologii poszczególnych producentów. Konieczne jest zatem zoptymalizowanie wielopoziomowej interakcji między eksploatacją pojazdów a zarządzaniem ładowaniem oraz stworzenie standardów komunikacji między różnymi systemami.
Kompleksowe zastosowanie parametrów operacyjnych i elektrycznych
Ładowanie autobusów elektrycznych na trasie lub w zajezdni stanowi nowe wyzwanie dla przedsiębiorstw transportowych. Najważniejsze pytanie brzmi: jak zapewnić, aby autobusy były dostępne na czas i zgodnie z zapotrzebowaniem, a jednocześnie były ładowane w sposób jak najbardziej ekonomiczny?
Należy pamiętać, że wpływ na to ma znacznie więcej czynników i zależności niż na przykład ograniczony zasięg akumulatora. Na przykład zasięg każdego pojedynczego pojazdu zależy również od wieku akumulatora, temperatury zewnętrznej lub konkretnego stylu jazdy kierowcy autobusu. Decydujące znaczenie dla ładowania pojazdów ma z kolei:
- infrastruktura ładowania na trasie lub w zajezdni,
- konkretna moc przyłączeniowa oraz,
- ewentualne ograniczenia w dostawach energii elektrycznej spowodowane wahaniami sieci.
Nie bez znaczenia są również takie aspekty, jak ładowanie przydatne dla sieci, oszczędzanie akumulatorów lub ładowanie na korzystnych warunkach, które mogą stać się istotnym czynnikiem ekonomicznym.
W związku z tym należy uwzględnić i zoptymalizować wiele parametrów operacyjnych i elektrycznych oraz ich złożone zależności. Jeśli flota składa się z wielu pojazdów, planowanie takie jest możliwe wyłącznie przy pomocy oprogramowania.
Zautomatyzowana optymalizacja złożonych zależności
Przedsiębiorstwa transportowe korzystają z ścisłej integracji wydajnego systemu zarządzania obciążeniem, ładowaniem i energią z systemem zarządzania zajezdnią (EDMS), który jest specjalnie dostosowany do wymagań zelektryfikowanego transportu publicznego. PSIsmartcharging umożliwia płynną integrację z różnymi rozwiązaniami EDMS dzięki standardowemu interfejsowi VDV-463, zapewniając w ten sposób skoordynowaną i wydajną pracę ładowania.
Przykładem szczególnie udanej współpracy jest integracja z PSITraffic/DMS, która koordynuje planowanie tras i harmonogramów z wymaganiami dotyczącymi ładowania z PSIsmartcharging. Zasadniczo system jest przygotowany do współpracy, dzięki czemu można bez problemu podłączyć do niego również inne systemy EDMS. Decydujące znaczenie ma tutaj zgodny ze standardami interfejs.
Dane dotyczące pojazdów i eksploatacji są łączone z prognozami pogody oraz informacjami o punktach przyłączenia do sieci, transformatorach i infrastrukturze ładowania. Na tej podstawie PSIsmartcharging planuje procesy ładowania, które oszczędzają zasoby i są dostosowane do potrzeb. W przypadku zagrożenia przeciążeniem lub ograniczeniami w dostawach energii moc ładowania jest automatycznie i dynamicznie rozdzielana na nowo – stabilizuje to sieć, zapewniając jednocześnie wysokie bezpieczeństwo eksploatacji i dostępność pojazdów.
Standaryzowane procesy komunikacyjne między zarządzaniem magazynem a zarządzaniem ładowaniem
Współpracujące systemy, takie jak DMS (PSItraffic/DMS) lub ITCS (PSItraffic/ITCS), będą musiały w przyszłości być ściśle powiązane z systemami zarządzania ładowaniem lub obciążeniem, a te z kolei z kolumnami ładowania. W związku z tym konieczne jest również ujednolicenie standardów interfejsów. Tylko tak zdefiniowane i ujednolicone procesy wraz z zakresami odpowiedzialności gwarantują bezpieczeństwo inwestycji i umożliwiają przedsiębiorstwom transportowym swobodny wybór dostawców, również w przyszłości.
Obecnie standard VDV 463 jest tuż przed publikacją. Interfejs ma swoje źródło w udanym projekcie pilotażowym Hamburger Hochbahn, który jest obecnie w fazie eksploatacji. Standard opisuje przede wszystkim dwustronną wymianę informacji między systemem zarządzania zajezdnią a systemem zarządzania ładowaniem i określa w tym celu zarówno format danych, jak i protokół transportowy. Określa na przykład które parametry eksploatacyjne są przekazywane przez system zarządzania eksploatacją lub zajezdnią do systemu zarządzania ładowaniem (LMS) za pomocą tzw. żądania ładowania (Charging Request) oraz sposób, w jaki LMS zwraca szczegółowy plan ładowania w postaci informacji o ładowaniu.
Konkretyzacja interfejsów między systemem zarządzania ładowaniem a stacjami ładowania
Do połączenia systemów zarządzania ładowaniem i stacji ładowania służy już otwarta i certyfikowana interfejs OCPP 1.6 (Open Charge Point Control). Opisuje on z jednej strony sposób wykorzystania komunikatów między tymi dwoma komponentami do monitorowania i sterowania ładowaniem, a z drugiej strony oczekiwane zachowanie infrastruktury ładowania i częściowo autobusów, w tym powiązane dane.
Problem polega na tym, że konkretny sposób wykorzystania komunikatów w tym kontekście pozostaje otwarty. Protokół nie określa na przykład wystarczająco konkretnie, jakie profile ładowania są wykorzystywane do centralnego sterowania ładowaniem i jakie dane musi dostarczyć stacja ładowania, aby możliwe było centralne monitorowanie i sterowanie ładowaniem. To samo dotyczy opisu wykorzystania profili ładowania w przypadku awarii komunikacji lub zakłóceń w dostawie energii.
W rezultacie różnorodne lub niekompletne wdrożenie profili inteligentnego ładowania powoduje wysokie koszty podłączenia stacji ładowania do systemu zarządzania obciążeniem i ładowaniem. Z tego powodu firma PSI sprecyzowała komunikaty OCPP 1.6 w dokumencie „PSIready”. Obejmuje to przede wszystkim uwzględnienie ograniczeń w dostawach energii oraz precyzyjne zdefiniowanie trybu awaryjnego, czego brakuje w większości opisów interfejsów.
Długoterminowy sukces dzięki standardom i systemowi „wszystko w jednym”
Przejście na elektromobilność ma znaczący wpływ na procesy operacyjne w przedsiębiorstwach transportowych. Ważne jest, aby połączyć procesy zajezdni z procesami zarządzania ładowaniem i zoptymalizować wielopoziomowe zależności. Wysiłki na rzecz standaryzacji, takie jak w przypadku normy VDV 463, ale także w kontekście współdziałania systemów zarządzania ładowaniem i stacji ładowania, są również absolutnie niezbędne, aby zapewnić przedsiębiorstwom bezpieczne i wydajne działanie oraz niezależność od producentów w perspektywie długoterminowej.