Динамическое управление нагрузкой для нескольких зарядных станций EV с KNX: мониторинг спроса и распределение тока
Установка нескольких зарядных станций EV в здании без динамического управления нагрузкой рискует отключением главного автоматического выключателя при одновременных пиках зарядки. KNX с счетчиком энергии ABB B24 Modbus непрерывно контролирует общий спрос здания и пропорционально распределяет доступный ток между зарядными устройствами — предотвращая перегрузку и максимизируя пропускную способность зарядки в рамках договорного лимита подключения к сети.
Проблема перегрузки при нескольких зарядных устройствах
Типичное жилое или небольшое коммерческое здание с трехфазным вводом 80A и базовой нагрузкой 20 кВт оставляет примерно 35 кВт (50A 3-фазных) для зарядки EV. Три зарядных устройства мощностью 22 кВт, работающие одновременно на максимальном токе, потребуют 66 кВт — почти вдвое больше доступной мощности. Без динамического управления нагрузкой одновременная зарядка приводит к срабатыванию главного автоматического выключателя, что может вызвать отключение электроснабжения всего здания.
| Сценарий | Нагрузка здания | Доступно для EV | На зарядное (3 активных) |
|---|---|---|---|
| Лимит ввода: 80A (55 кВт) | Базовая нагрузка 20 кВт (29A) | 35 кВт (50A 3-фазных) | ~16A на зарядное |
| Лимит ввода: 80A (55 кВт) | Базовая нагрузка 30 кВт (43A) | 25 кВт (36A 3-фазных) | ~12A на зарядное |
| Лимит ввода: 80A (55 кВт) | Базовая нагрузка 40 кВт (58A) | 15 кВт (22A 3-фазный) | ~7A на зарядное устройство |
| Лимит ввода: 80A (55 кВт) | Базовая нагрузка 50 кВт (72A) | 5 кВт (7A 3-фазный) | Ниже 6A минимум → отключить зарядное устройство 3 |
ABB B24 Modbus TCP счетчик энергии как датчик нагрузки
ABB B24 — это компактный трехфазный счетчик энергии на DIN-рейку с Modbus TCP (через модуль связи ABB B24 Ethernet), предоставляющий данные пофазного тока, общей мощности и энергии в реальном времени. Он устанавливается на главном вводе в распределительном щите и передает KNX общее потребление тока здания по всем трем фазам через регистры Modbus, опрашиваемые шлюзом Intesis IN701KNX.
Карта регистров Modbus TCP ABB B24 для DLM
ABB B24 Modbus TCP (port 502, unit ID 1): Register 0x0009 → Total active power (int32, 0.01W resolution) Register 0x000B → L1 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x000C → L2 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x000D → L3 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x0003 → L1 voltage (uint16, 0.1V) Register 0x0005 → L2 voltage (uint16, 0.1V) Register 0x0007 → L3 voltage (uint16, 0.1V) Key DLM registers: Total power → GA 11/0/0 DPT 13.010 (W, signed) L1 current → GA 11/0/1 DPT 9.024 (A, 2-byte float) L2 current → GA 11/0/2 DPT 9.024 L3 current → GA 11/0/3 DPT 9.024 Intesis IN701KNX MAPS setup: Protocol: Modbus TCP Master Remote IP: <ABB B24 Ethernet module static IP> Remote port: 502 Poll interval: 5 seconds (faster poll for DLM responsiveness) Byte order: Big-endian
Алгоритм распределения тока KNX
The current allocation algorithm calculates available amperes for EV charging by subtracting total building current from the contractual grid limit, then divides the remainder across the number of actively charging vehicles. The result is written to each charger's OCPP current setpoint via the KNX-to-OCPP bridge.
Алгоритм распределения тока (модуль логики KNX или скрипт HA)
Variables:
main_limit_A = 80 # Contractual grid limit (3-phase A)
building_current_A = GA 11/0/0 (total power) ÷ (3 × 230V)
num_charging_vehicles = count of GA 10/x/2 (plug connected = 1)
safety_margin_A = 5 # Buffer below hard limit
Algorithm (runs every 10 seconds):
available_A = main_limit_A − building_current_A − safety_margin_A
IF available_A > 0 AND num_charging_vehicles > 0:
per_charger_A = available_A ÷ num_charging_vehicles
per_charger_A = max(6, min(32, round(per_charger_A))
→ Write per_charger_A to each active charger GA (10/0/0, 10/2/0, 10/3/0)
IF available_A ≤ 0:
→ All charger current → 6A (minimum: keep session alive)
IF building_current_A > (main_limit_A − safety_margin_A − 6A × num_vehicles):
→ Priority shedding (see priority table below)Схема приоритетов для трех зарядных устройств
В установке с тремя зарядными устройствами и смешанными приоритетами пользователей (резидент, гость, посетитель) логика KNX назначает приоритет тока перед пропорциональным распределением, гарантируя, что зарядное устройство с наивысшим приоритетом всегда получает как минимум минимальный ток, прежде чем оставшаяся мощность распределяется между зарядными устройствами с более низким приоритетом.
Распределение тока по приоритетам для трех зарядных устройств
Charger priority assignment: Charger 1 (GA 10/0/0): Resident 1 — Priority HIGH (always gets min 6A) Charger 2 (GA 10/2/0): Resident 2 — Priority MEDIUM Charger 3 (GA 10/3/0): Visitor — Priority LOW (shed first) Available capacity: 50A total (main 80A − 30A building base) Scenario A — All 3 charging, 50A available: Charger 1: 50A ÷ 3 = 16A (capped to Easee Home max 16A) Charger 2: 16A Charger 3: 50A − 16A − 16A = 18A (capped to charger max) Scenario B — 30A available (building load increased to 50A): Charger 1: 30A ÷ 3 = 10A Charger 2: 10A Charger 3: 10A Scenario C — 15A available (high building load): Charger 1: 6A (guaranteed minimum for priority HIGH) Charger 2: 6A (minimum for priority MEDIUM) Charger 3: 15A − 12A = 3A → below minimum → suspend Charger 3 Charger 3 GA 10/3/1 (charger enable) → write 0 (suspend) Scenario D — 10A available (overload approaching): Charger 1: 6A (guaranteed minimum) Charger 2: 4A → below minimum → suspend Charger 2 Charger 3: already suspended Alert: KNX GA 11/0/10 (overload warning) → write 1 → alarm
Предотвращение перегрузки: отключение тока ЭМ перед ОВиК
Зарядка электромобиля — первая нагрузка, отключаемая при скачке потребления, потому что снижение мощности ОВиК немедленно ухудшает комфорт, в то время как пауза сеанса зарядки ЭМ незаметна для водителя (сеанс автоматически возобновляется при снижении нагрузки). Последовательность отключения определяет точный порядок и пороги.
| Ток здания | Действие | Гистерезис |
|---|---|---|
| > 65A (81%) | Пропорционально уменьшить ток всех зарядных устройств до минимума | 30 с |
| > 72A (90%) | Приостановить зарядное устройство 3 (зарядное устройство с самым низким приоритетом для посетителей) | 60 с |
| > 76A (95%) | Снизить ток зарядного устройства 2 до минимума 6 А | 60 с |
| > 79A (99%) | Приостановить зарядное устройство 2 — только зарядное устройство 1 на минимуме 6 А | 30 с |
| > 80A (100%) | Аварийный режим: снижение температуры HVAC на −2°C + отключение всех зарядных устройств для электромобилей | Немедленно |
Снижение температуры HVAC как крайняя мера: снижение температуры HVAC при 100% подаче — это аварийная мера. При нормальной работе DLM снижение тока зарядки электромобилей должно предотвращать достижение током здания 80 А. Если порог 80 А постоянно достигается, несмотря на DLM, следует пересмотреть договорной лимит подачи с DNO — обычно более высокий тарифный уровень подключения экономически выгоднее, чем постоянное ухудшение комфорта HVAC.
Easee Equalizer: аппаратный DLM как дополнение
Easee Equalizer — это модуль измерения тока на DIN-рейку, который закрепляется на основных кабелях подачи внутри распределительного щита. Он напрямую связывается с зарядными устройствами Easee по сети Easee (Wi-Fi или Zigbee) и автоматически ограничивает суммарный ток зарядных устройств, предотвращая перегрузку подачи — без необходимости интеграции с KNX.
Преимущества Easee Equalizer
- Автономный аппаратный DLM — не требуется KNX или сервер
- Измеряет все 3 фазы с помощью встроенных трансформаторов тока (клипсы, без проводки)
- Response time: <1 second (faster than KNX logic polling)
- Автоматическое обнаружение зарядных устройств Easee и распределение тока
- Приложение Easee показывает текущее распределение тока по каждому зарядному устройству
Ограничения Easee Equalizer
- Работает только с зарядными устройствами Easee (не Wallbox, ABB)
- Нет учета избытка солнечной энергии — только защита от перегрузки
- Нет группового адреса KNX для мониторинга состояния DLM
- Зависимость от облака для конфигурации (только локальная работа по LAN)
- Невозможность приоритетного отключения между пользователями
Совместное развертывание KNX DLM + Easee Equalizer
Recommended architecture for Easee-only installations: Layer 1 — Easee Equalizer (hardware, <1s response): Prevents hard overload at main breaker in real-time Automatic current sharing between all Easee chargers No configuration required beyond Easee app setup Layer 2 — KNX DLM via ABB B24 + EVCC (software, 10s poll): Reads ABB B24 total building power GA 11/0/0 Prioritises PV surplus allocation to EV chargers Implements user priority scheme (resident vs visitor) Provides KNX monitoring GAs for building management Interaction: Equalizer handles fast hardware overload protection KNX DLM handles slower strategic current optimisation If KNX server goes offline, Equalizer continues protecting supply If Equalizer cable falls off, KNX DLM still limits via OCPP
Ввод в эксплуатацию и тестирование с имитацией перегрузки
Ввод DLM в эксплуатацию требует проверки того, что логика KNX корректно снижает ток зарядного устройства при увеличении нагрузки здания, не дожидаясь реального пикового события. Имитационное тестирование перегрузки использует большие резистивные нагрузки (электронагреватели) для подведения тока здания к основному пределу и проверки реакции логики KNX на каждом пороге.
Имитационный тест перегрузки при вводе в эксплуатацию
Prerequisites: All 3 EV chargers connected with test EVs or resistive load plugs All chargers at maximum current (16A or 32A per charger) ETS6 Group Monitor open, monitoring GA 11/0/0–11/0/3 Test sequence: Step 1 — Baseline recording: Record GA 11/0/0 (total power) with only EV chargers active Confirm per-charger GA values match expected current allocation Step 2 — Simulate 65A total current: Switch on portable electric heaters (3kW each) across all phases until GA 11/0/0 indicates ~65A total building current Expected: KNX DLM reduces all charger GAs proportionally Record new charger current values from KNX GAs Step 3 — Simulate 72A total current: Add additional heaters until 72A reached Expected: Charger 3 (visitor, lowest priority) suspended GA 10/3/1 (charger 3 enable) → KNX writes 0 Verify Charger 3 app shows "Suspended by DLM" Step 4 — Simulate 76A total current: Add more load until 76A reached Expected: Charger 2 reduced to 6A minimum GA 10/2/0 (charger 2 current) → KNX writes 6A Step 5 — Recover test: Remove heaters one by one Verify: as building current drops below each threshold, suspended chargers resume and current increases back to proportional allocation within 30–60s (hysteresis) Step 6 — Easee Equalizer parallel verification: With KNX DLM active, add load until 80A threshold Verify Equalizer also responds (Easee app shows equalizer active) Confirm both layers protect independently
Документация для сдачи: запишите все моменты пересечения порогов, значения тока здания и реакции тока зарядного устройства во время имитационного теста перегрузки. Эта запись теста служит сертификатом ввода DLM в эксплуатацию и является обязательным доказательством соответствия PAS 1899:2022 и получения кредита BREEAM Tra 03 за активное DLM.
Нужен многозарядный электрощит для EV с динамическим управлением нагрузкой KNX?
Мы проектируем распределительные щиты для нескольких зарядных устройств с мониторингом нагрузки ABB B24, логикой распределения тока на основе приоритетов KNX, аппаратным DLM Easee Equalizer и полной документацией ввода в эксплуатацию PAS 1899.
Запросить цену →