Markus Litzlbauer

Netzintegration und Ladestrategien der Elektromobilität

SummaryIndividual e-mobility will not only change the view of mobility, it will also change the electric energy supply structure as well. A high penetration of electric vehicles leads to simultaneous and overlapping charging processes. If they are uncontrolled, they will in sum result in significant additional load peaks in the grid. This article covers the question of grid-friendly conditions for integration of e-mobility into the energy system. Major topics are an analysis of the user’s behavior and battery demands as well as grid conditions, at locations where charging occurs. Besides uncontrolled charging, the options of charging control and aspects of battery ageing are brought up within this paper.ZusammenfassungDie individuelle Elektromobilität wird nicht nur auf den Straßen zu grundlegenden Veränderungen führen, sondern auch das elektrische Energiesystem mit verändern. Eine hohe Durchdringung von Elektrofahrzeugen führt zu gleichzeitigen bzw. überlappenden Ladeprozessen, die in Summe – sofern sie ungesteuert vor sich gehen – signifikante Zusatzbelastungen und Lastspitzen im Verteilernetz verursachen werden. Dieser Beitrag beschäftigt sich deshalb mit der Fragestellung, wie die Elektromobilität unter netzfreundlichen Bedingungen in das Energiesystem integriert werden kann. Dabei wirken die Rahmenbedingungen des Nutzerverhaltens, der Fahrzeug- und Batterieanforderungen sowie der netztechnischen Voraussetzungen wesentlich zusammen. Neben dem ungesteuerten Laden werden die Optionen der Ladesteuerung dargestellt. Des Weiteren erfolgt ein Einblick in das, für die Ladestrategie zu berücksichtigende, Batterieverhalten.

Utilizing mobility data to facilitate the introduction of E-Taxis in Vienna: Feasibility study of a decision support system for the introduction of battery electric vehicles as Taxis

Introducing E-Taxi fleets in urban areas poses a number of economic, organizational and technical challenges related to the nature of Battery Electric Vehicles (BEV). This paper discusses these challenges and demonstrates how existing mobility data can aid the underlying decision process to overcome them. We present an integrated approach developed for the introduction of an E-Taxi system in the city of Vienna, where mobility data based on taxi floating car data (FCD) was used as decision support.

The RASSA Initiative --- Defining a Reference Architecture for Secure Smart Grids in Austria

The goal of the Reference Architecture for Secure Smart Grids in Austria RASSA initiative is to design and establish a technical reference architecture specification in coordination with all relevant stakeholders. This goal is realized across multiple projects. This paper first motivates the need for developing a coordinated smart grids reference architecture for Austria involving all relevant actors, such as infrastructure operators, manufacturers, and public agencies. After a description of most prominent international reference architecture efforts, first results on how to develop a reference architecture serving as a blueprint for further smart grids solutions is described. Necessary coordination and communication efforts to achieve a nationally accepted and internationally aligned process are described. The paper closes with an outlook on a practical application of the principles defined in order to meet stakeholder requirements through target-group-specific involvement.

Entwicklung von Regel- und Betriebsführungsstrategien für Microgrids im Zuge des SORGLOS-Projekts

ZusammenfassungDie Erweiterung der Verteilnetze um Smart-Grid-Technologien bietet die Chance, mithilfe von innovativen Regelstrategien für dezentrale Erzeugungsanlagen die Versorgungssicherheit zu erhalten und zu erhöhen. Im Forschungsprojekt SORGLOS werden daher Methoden und Algorithmen entwickelt, um in einzelnen Netzabschnitten (Microgrids) mittels vorhandener dezentraler Erzeuger und Speicher sowie installierter Smart-Grid-Technologien Blackout-Festigkeit zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit werden anhand des Modells eines Niederspannungsnetzes in der Simulationsumgebung DIgSILENT PowerFactory zwei Szenarien für den Inselbetrieb implementiert. Dabei wird auf mögliche Regelstrategien eingegangen, welche kommunikationsloses Speicher-, dezentrales Erzeuger- sowie Lastmanagement und zentrale Steuerung von Erzeugungseinheiten ermöglichen. Die Verwendung von gemessenen, realen Lastdaten aus dem betreffenden Netz untermauern die Ergebnisse der Simulationen.

Technische Machbarkeitsanalyse einer rein elektrisch betriebenen Taxiflotte

ZusammenfassungIm Forschungsprojekt ZENEM wurden die Auswirkungen von zukünftigen E-Taxis für unterschiedliche Szenarien auf das Verteilnetz in Wien umfassend untersucht. Als Grundlage dienten einerseits erhobene Vorbelastungen von unterschiedlichen Wiener Niederspannungsnetzen und andererseits GPS-basierende, historische Mobilitätsdaten einer Wiener Funktaxiflotte. Diese charakterisieren gemeinsam mit den gewählten E-Fahrzeugeigenschaften und Ladeinfrastrukturvarianten die berücksichtigten Szenarien. In diesem Artikel wird dargelegt, unter welchen Bedingungen bzw. mit welchen Einschränkungen elektrischer Taxiverkehr möglich ist („Erfüllbarkeitsanalyse“) und mit welchen Auswirkungen auf das Verteilnetz zu rechnen ist. Darüber hinaus wird ein Ausblick auf die angestrebte Umsetzung gegeben.AbstractThe research project ZENEM was designed to investigate the effects of future electric taxis on the distribution grid of Vienna for different feasibility scenarios. The analysis is based on measured preloading of different low voltage grids as well as on GPS-based, historical mobility data of a whole Viennese radio taxi fleet. These data characterize together with the selected charging infrastructure and electric vehicle characteristics the considered scenarios. This article describes the development of the individual scenarios and the impact on the distribution grid and further gives an outlook on the planned implementation.

Systemtechnische Einbindung von Elektromobilität unter Berücksichtigung des Nutzerverhaltens

SummaryThe new and in future rapidly growing consumer segment of electric mobility requires reliable data on user behavior for a precise determination of the energy and power demands. This paper therefore focuses on the determination of trip length and parking location distributions of empirical sources and their applicability to electric vehicles. Furthermore, the feasibility analysis of the mobility behavior is shown and the generation of uncontrolled load profiles for electric vehicles is described. The developed methods improve the provision of necessary charging infrastructure and the expected grid loads and can be adapted to local framework requirements.ZusammenfassungDas neue und zukünftig stark wachsende Verbrauchssegment der Elektromobilität erfordert für eine exakte Bestimmung des Energie- und Leistungsbedarfs belastbare Daten des Nutzerverhaltens. Dieser Beitrag widmet sich deshalb einerseits der Bestimmung von Fahrtlängen- und Standortverteilungen empirischer Quellen und ihrer Übertragbarkeit auf die Elektromobilität. Andererseits werden darauf aufbauend die ungesteuerte Lastprofilbildung sowie die Erfüllbarkeitsanalysen des Mobilitätsverhaltens von Elektrofahrzeugen dargelegt. Die entwickelten Verfahren verbessern die Bestimmung der erforderlichen Ladeinfrastruktur und der zu erwartenden Netzbelastungen und können situativ auf lokale Rahmenbedingungen angepasst werden.

Netzintegration von solar-elektrischer Mobilität

SummaryThe increase of distributed electric generation in private sector establishes also a high share of direct and local use of this produced energy for home requirements. From ecological and energy system point of view, also the consumption for e-mobility should be provided from renewable and local sources. This article therefore devotes to the interaction of renewable energy from photovoltaics and the charging demand of electric cars in private sector. Several methods of interaction are deployed for calculation of characteristic values like self coverage and direct use. Furthermore, sensitivity analyses show relevant parameter ranges and borders for practical orientation of the cooperation of PV-generation and e-mobility.ZusammenfassungDer zunehmende Anteil dezentraler elektrischer Erzeugung durch Privatkunden ist vielfach auch damit verbunden, dass eine möglichst hohe lokale Nutzung des erzeugten Stroms, zur Deckung des Eigenbedarfs, angestrebt wird. Aus ökologischer und energietechnischer Sicht ist es auch im Bereich der Elektromobilität sinnvoll, den Energiebedarf aus regenerativen und lokalen Quellen bereitzustellen. Dieser Beitrag widmet sich deshalb im Besonderen dem Zusammenspiel von erzeugter Photovoltaikenergie und dem Ladebedarf von Elektrofahrzeugen im Privatsektor, welches in mehreren Verfahren Betrachtung findet. Neben den ermittelten Kennwerten des Deckungs- und Integrationsgrades werden mögliche praxisnahe Parameterbereiche für einen kombinierten Einsatz von Photovoltaik und Elektromobilität vorgestellt.