Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

6. Chancen und Risiken der Netzintegration von Elektrofahrzeugen auf verschiedenen Spannungsebenen
zu einer Grenzwertverletzung kam, als auch eine Gleichverteilung der EVs an den Knoten
mit Haushaltsanschlüssen im Netz angenommen. Letzteres bedeutet beispielsweise, dass
zuerst die Ladung eines xEV an Knoten 11 angenommen wurde. Führte dies zu keinen
Grenzwertverletzungen, wurde die Ladung eines zweiten xEV an Knoten 15 angenommen
usw. Konnten in der Simulation allen Haushaltslastknoten ein ladendes xEV zugewiesen
werden, ohne dass es zu Grenzwertverletzungen kam, wurde bei der Analyse der Gleichverteilung
der ladenden EVs ein zweites Fahrzeug zum Laden an Knoten 11 angeschlossen.
Dieser Algorithmus wurde so lange fortgesetzt, bis es zu einer Grenzwertverletzung aufgrund
der ladenden xEV kam. Vergleicht man die Analysen für Häufung der xEV an einem Lastknoten
und Gleichverteilung der xEV auf alle Lastknoten, so steht die größte ermittelte xEV-
Anzahl, bei der es zu keiner Grenzwertverletzung kam, für die maximale xEV-Durchdringung
bei optimalem Anschluss der xEV, während die kleinste ermittelte xEV-Anzahl die maximale
xEV-Durchdringung im schlimmsten Fall anzeigt. Die xEV-Durchdringung ermittelt sich hierbei
aus dem Quotienten aus integrierbarer xEV-Anzahl und angenommener KFZ-Anzahl im
untersuchten Verteilnetz. Letztere beläuft sich, wie in 6.4.2.6 aufgeführt, auf 60 Fahrzeuge.
Definiert man den Grenzwert der Leitungsauslastung bei 70% ihrer maximalen Auslastung,
so zeigt die Grenzkurvenanalyse für das Szenario ungesteuertes Laden zur Spitzenlastzeit,
dass bereits bei einer Ladeleistung von 3,7kW zwei ladende EVs zu einer Grenzwertverletzung
führen. Dies entspricht einer xEV-Durchdringung von 3%. Betroffen ist der Leitungsabschnitt
zwischen Knoten 1 und 2, der mit 70% seiner Übertragungskapazität belastet ist.
Dabei ist der Anschlussknoten der Fahrzeuge nicht relevant. Es kam sowohl zur Verletzung
der Leitungsgrenzwerte, wenn beide xEV an einem Knoten geladen werden, als auch im
Falle einer Gleichverteilung der xEV. Abbildung 100 und Abbildung 101 zeigen Spannungsfall
und Leitungsauslastung für den Fall, dass jeweils ein xEV an Knoten 11 und ein xEV an
Knoten 15 mit 3,7kW geladen wird. Auf Abbildung 100 erkennt man, dass dies zu einem
zusätzlichen Spannungsfall auf Strahl II und Strahl VI führt. Allerdings wird die zulässige
Spannungsuntergrenze von 0,92 p.u. nicht verletzt. Im Gegensatz dazu zeigt Abbildung 101,
dass es durch die höhere Leitungsauslastung in Strahl II und Strahl VI zu einer Grenzwertverletzung
zwischen Knoten 1 und 2 auf dem Hauptstrahl kommt.
Während bei einer Ladeleistung von 3,7 kW nur eine sehr geringe xEV-Durchdringung von
3% zulässig ist, führt die Erhöhung der Ladeleistung logischerweise dazu, dass zum Zeitpunkt
der Spitzenlast kein xEV geladen werden kann, ohne dass der zulässige Grenzwert
der Leitungsauslastung von 70% der Übertragungskapazität verletzt wird. Möchte man höhere
Ladeleistungen im Referenznetz untersuchen, muss man folglich eine höhere Leitungsauslastung
zulassen.
Erhöht man den zulässigen Grenzwert der Leitungsauslastung auf 100% der maximalen
Übertragungskapazität, variieren die Ergebnisse der xEV-Integration stark in Abhängigkeit
des Knotens an welchem die xEV geladen werden. Kumuliert man die ladenden xEV an einem
Knoten, so liegt die maximal mögliche xEV-Integration im schlechtesten Fall bei ebenfalls
2 Fahrzeugen, wenn beide EVs an Knoten 17 angeschlossen werden. Ausschlaggebend
ist hierbei die Verletzung des Spannungsbandes bei einer weiteren Erhöhung der xEV-
Anzahl. Die maximal mögliche Anzahl ladender xEV an einem Knoten liegt bei 8 xEV. Dies
erfordert, dass alle xEV an Knoten 16 geladen werden. Eine weitere Erhöhung führt auch
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