Gestione dei picchi di carico KNX: monitoraggio del contatore di potenza e distacco dei carichi

Tariffa di potenza impegnata e costo di un singolo picco

La tariffa di potenza impegnata (chiamata anche tariffa di capacità, tariffa kW o Leistungspreis) è applicata dai gestori di rete alle connessioni commerciali e industriali al di sopra di determinate soglie — tipicamente a partire da dimensioni di connessione di 25-100 kVA. Il costo si applica alla domanda massima su 15 minuti registrata nel mese di fatturazione, e un singolo evento di accensione di carico non controllato può stabilire la domanda per l'intero mese.

Esempio: un edificio con una potenza impegnata di 50 kW e una tariffa di potenza di 8 EUR/kW/mese. La domanda di punta normale è di 38 kW. Un pomeriggio, una wallbox EV (22 kW), una pompa di calore (8 kW) e una caldaia elettrica (12 kW) si avviano simultaneamente, portando la domanda a 58 kW per 20 minuti. Questo singolo evento aggiunge 8 EUR/kW × 58 kW = 464 EUR alla bolletta mensile invece di 304 EUR — un aumento di 160 EUR dovuto a una sola coincidenza non gestita. La gestione dei picchi di carico KNX elimina questo problema con un semplice contatore Modbus e un controller logico.

Contatore di potenza Eastron SDM630: configurazione Modbus TCP

L'Eastron SDM630 è un contatore di energia trifase su guida DIN con uscita RS485 Modbus RTU. Per l'integrazione nella rete KNX, utilizzare la variante SDM630-Modbus-MID con un convertitore RS485-Ethernet (come il convertitore Waveshare RS485 to Ethernet) per esporre il contatore su Modbus TCP, oppure collegarlo direttamente a un gateway MDT Modbus RTU sulla guida DIN.

SDM630 Modbus RTU: 9600 baud, 8N1, unit ID 1 (default)
All registers: float32, 2 registers per value (FC3 read)

Register 0x0034 (52 dec):  Total system power (W), real-time
Register 0x0036 (54 dec):  Total system VA (apparent power)
Register 0x0156 (342 dec): Import Wh since reset (energy total)
Register 0x0158 (344 dec): 15-minute demand: maximum active power (W) — rolling
Register 0x015A (346 dec): 15-minute demand: current period active power (W)

Poll group 1 (real-time power): reg 0x0034 every 10s
  → KNX GA 5/0/1 DPT 9.001 (W)

Poll group 2 (demand): reg 0x015A every 10s
  → KNX GA 5/0/2 DPT 9.001 (15-min demand W)

Poll group 3 (peak demand): reg 0x0158 every 60s
  → KNX GA 5/0/3 DPT 9.001 (recorded peak W)

Tabella di priorità dei carichi e sequenza di distacco

Prima di configurare la logica KNX, definire la tabella di priorità dei carichi: quali carichi vengono distaccati per primi (massima flessibilità, minime conseguenze) fino a quelli essenziali che non vengono mai distaccati. La tabella deve essere concordata con il proprietario dell'edificio e documentata nel file di progetto KNX.

Logica di distacco KNX: soglie, isteresi e reinserzione

Il controller logico MDT SCN-LCRM.01 implementa la sequenza di distacco a due stadi. Una soglia di 45 kW (90 % della potenza impegnata di 50 kW) attiva il distacco di priorità 1. Se la domanda rimane al di sopra della soglia 2 minuti dopo, segue il distacco di priorità 2. La reinserzione utilizza una soglia inferiore (35 kW) con un mantenimento di 5 minuti per prevenire rapide oscillazioni — carichi che si spengono e si accendono ogni minuto causerebbero lamentele degli occupanti e possibili danni agli apparecchi.

Input: KNX GA 5/0/2 (15-min rolling demand, W)

Stage 1 shedding — demand > 45000W:
  IF GA 5/0/2 > 45000 for 0s (immediate):
    → Write EV charger current = 0A (see EVBox section below)
    → Write UFH zones 3-8 GA = OFF (KNX actuator 6 channels)
    → Write pool pump GA = OFF
    → Set flag: "stage1_shed = true"

Stage 2 shedding — demand still high after 2 min:
  IF GA 5/0/2 > 45000 AND stage1_shed = true for 120s:
    → Write dishwasher socket GA = OFF
    → Write washing machine socket GA = OFF
    → Write towel rails GA = OFF
    → Set flag: "stage2_shed = true"

Re-enable — demand below lower threshold for 5 min:
  IF GA 5/0/2 < 35000 for 300s:
    → Write UFH zones 3-8 GA = ON (restore)
    → Write pool pump GA = ON
    → Write dishwasher socket GA = ON
    → Write washing machine socket GA = ON
    → Write towel rails GA = ON
    → Write EV charger current = rated value (restore)
    → Clear all shed flags

Distacco della wallbox EV: riduzione progressiva della corrente via Modbus

Togliere alimentazione al circuito della wallbox EV tramite un relè KNX provoca un'interruzione della sessione OCPP — la wallbox perde alimentazione e il sistema centrale OCPP riceve una disconnessione inaspettata. Interruzioni forzate ripetute possono corrompere lo stato della wallbox e richiedere un reset manuale. Il metodo corretto è scrivere la corrente massima di carica a zero tramite Modbus o OCPP SetChargingProfile, il che mette in pausa la ricarica in modo controllato mantenendo la wallbox in uno stato di sessione attiva.

EVBox BusinessLine Modbus TCP: IP 192.168.1.60, port 502

Write max charge current — register 4128 (unit ID 1):
  Value 0 = pause charging (EV suspends, session active)
  Value 32 = 32A (resume full charging)
  DPT: uint16, in amps

KNX Modbus Gateway write object:
  Write trigger: KNX GA 5/1/1 (DPT 5.010, 0-32A)
  Modbus write: reg 4128, unit 1

Shedding sequence:
  Peak load logic writes GA 5/1/1 = 0 → Modbus writes 0A to reg 4128
  EVBox suspends: charger status = Suspended EV / SuspendedEVSE
  OCPP session remains active (no session abort, no RFID re-auth needed)

Re-enable sequence:
  Logic writes GA 5/1/1 = 32 → Modbus writes 32A to reg 4128
  EVBox resumes: charger status = Charging
  Energy meter GA 5/1/2 (kWh) continues accumulating session energy

Visualizzazione della domanda di punta KNX: indicatore MDT Glastaster II

Il pannello touch MDT Glastaster II (o la visualizzazione Gira X1) mostra la domanda media mobile su 15 minuti come indicatore a barre con una zona rossa sopra la soglia di distacco. La KNX GA 5/0/2 (DPT 9.001, W) alimenta l'oggetto valore dell'indicatore. Una GA binaria separata (5/0/4, DPT 1.001) segnala quando il distacco dello stadio 1 è attivo, modificando lo sfondo del pannello o attivando un'icona di avviso.

La domanda di punta storica (registro 0x0158 da SDM630) è visualizzata come widget di valore separato — utile per verificare che il sistema di gestione dei picchi KNX funzioni e che il picco mensile sia in tendenza al di sotto del livello contrattuale. Un data logger KNX (ARISTO BewO) registra la serie temporale della domanda su 15 minuti per report mensili al fine di verificare l'evitamento della tariffa di potenza e fornire al proprietario dell'edificio prove dell'efficacia del sistema.