Zarządzanie szczytowym obciążeniem KNX: monitorowanie licznika mocy i zrzut obciążeń

Opłata za moc i koszt pojedynczego skoku

Opłata za moc (zwana też opłatą za zdolność przesyłową, opłatą kW lub Leistungspreis) jest pobierana przez operatorów sieci od przyłączy komercyjnych i przemysłowych powyżej określonych progów — zazwyczaj od wielkości przyłączy 25–100 kVA. Opłata dotyczy najwyższego 15-minutowego zapotrzebowania zarejestrowanego w miesiącu rozliczeniowym, a jedno niekontrolowane zdarzenie włączenia obciążenia może ustalić zapotrzebowanie na cały miesiąc.

Przykład: budynek z zakontraktowanym szczytem 50 kW i taryfą za moc 8 EUR/kW/miesiąc. Normalne szczytowe zapotrzebowanie wynosi 38 kW. Pewnego popołudnia jednocześnie uruchamiają się ładowarka EV (22 kW), pompa ciepła (8 kW) i elektryczny kocioł (12 kW), zwiększając zapotrzebowanie do 58 kW na 20 minut. To jedno zdarzenie dodaje 8 EUR/kW × 58 kW = 464 EUR do miesięcznego rachunku zamiast 304 EUR — wzrost o 160 EUR z powodu jednej niezarządzanej zbieżności. Zarządzanie szczytowym obciążeniem KNX eliminuje to za pomocą prostego licznika Modbus i sterownika logicznego.

Licznik mocy Eastron SDM630: konfiguracja Modbus TCP

Eastron SDM630 to trójfazowy licznik energii na szynę DIN z wyjściem RS485 Modbus RTU. Do integracji z siecią KNX należy użyć wariantu SDM630-Modbus-MID z konwerterem RS485 do Ethernet (np. konwerter Waveshare RS485 to Ethernet), aby udostępnić licznik przez Modbus TCP, lub podłączyć bezpośrednio do bramki MDT Modbus RTU na szynie 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)

Tabela priorytetów obciążeń i kolejność zrzutu

Przed skonfigurowaniem logiki KNX należy zdefiniować tabelę priorytetów obciążeń: które obciążenia są zrzucane jako pierwsze (największa elastyczność, najmniejsze konsekwencje) aż do tych, które są niezbędne i nigdy nie są zrzucane. Tabela musi być uzgodniona z właścicielem budynku i udokumentowana w pliku projektu KNX.

Logika zrzutu KNX: progi, histereza i ponowne załączenie

Sterownik logiczny MDT SCN-LCRM.01 implementuje dwustopniową sekwencję zrzutu. Próg 45 kW (90 % zakontraktowanego zapotrzebowania 50 kW) wyzwala zrzut priorytetu 1. Jeśli zapotrzebowanie pozostaje powyżej progu po 2 minutach, następuje zrzut priorytetu 2. Ponowne załączenie używa niższego progu (35 kW) z 5-minutowym utrzymaniem, aby zapobiec szybkim oscylacjom — co minutowe włączanie i wyłączanie obciążeń powodowałoby skargi użytkowników i ewentualne uszkodzenia urządzeń.

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

Zrzut ładowarki EV: płynna redukcja prądu przez Modbus

Wyłączenie obwodu zasilania ładowarki EV przez przekaźnik KNX powoduje przerwanie sesji OCPP — ładowarka traci zasilanie, a centralny system OCPP odbiera nieoczekiwane rozłączenie. Powtarzające się wymuszone wyłączenia mogą uszkodzić stan ładowarki i wymagać ręcznego resetowania. Prawidłową metodą jest zapisanie maksymalnego prądu ładowania jako zero przez Modbus lub OCPP SetChargingProfile, co płynnie wstrzymuje ładowanie przy zachowaniu ładowarki w stanie aktywnej sesji.

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

Wizualizacja szczytowego zapotrzebowania KNX: wskaźnik MDT Glastaster II

Panel dotykowy MDT Glastaster II (lub wizualizacja Gira X1) wyświetla bieżące 15-minutowe kroczące zapotrzebowanie jako wskaźnik słupkowy z czerwoną strefą powyżej progu zrzutu. KNX GA 5/0/2 (DPT 9.001, W) zasila obiekt wartości wskaźnika. Oddzielna binarna GA (5/0/4, DPT 1.001) sygnalizuje, gdy zrzut stopnia 1 jest aktywny, zmieniając tło panelu lub aktywując ikonę ostrzeżenia.

Historyczne szczytowe zapotrzebowanie (rejestr 0x0158 ze SDM630) jest wyświetlane jako osobny widget wartości — przydatny do weryfikacji, że system zarządzania szczytami KNX działa, a miesięczny szczyt ma tendencję poniżej zakontraktowanego poziomu. Rejestrator danych KNX (ARISTO BewO) rejestruje 15-minutowy szereg czasowy zapotrzebowania do miesięcznych raportów w celu weryfikacji unikania opłaty za moc i dostarczenia właścicielowi budynku dowodów skuteczności systemu.