Laden im Lkw-Depot: Netz, Batteriepuffer und Ladeplan

Jeder Lkw und das BESS erhalten konstante Leistungssollwerte für jedes Planungsintervall, standardmäßig für 15 Minuten. Der SOC ändert sich dann linear, solange der Sollwert realisierbar ist. Für die eingegebene, monoton nicht steigende Ladeleistungskurve gilt:

Für die Lkw-Ladeenergie $x_j$ in einem Intervall der Dauer $Delta t$ fordert das LP beide Bedingungen:

Dabei ist $S_{end,j}=S_{arrival}+sum_{ellle j}x_ell/C$. Die zweite Nebenbedingung ist linear in der kumulierten Ladeenergie. Da die aufnehmbare Ladeleistung mit dem SOC abnimmt, weist ihre Einhaltung am Intervallende nach, dass der konstante Sollwert während des gesamten Intervalls aufgenommen werden kann. Dadurch wird vermieden, ein Ladeintegral bei voller Leistung mit einer geringeren verfügbaren Netzleistung zu kombinieren.

Das LP über den gesamten Planungshorizont berücksichtigt gleichzeitig Lkw-Verfügbarkeit und Ziel-SOC, gemeinsame DC-Ladeschrankleistung, AC-Netzbezugsgrenze und absolute Bezugsspitze, das Einspeiseverbot, die Lade-/Entladeleistung des BESS-Umrichters sowie die kumulierten Speicherenergiegrenzen. Da alle Leistungssollwerte konstant sind und sich die BESS-Energie innerhalb eines Intervalls linear ändert, gelten die Nebenbedingungen während des gesamten Intervalls. Ein erster Simplex-Lauf maximiert die gesamte Lkw-Ladeenergie. Ein zweiter hält diese Summe fest und minimiert die monatlichen Energie- und Leistungskosten mit einem Regularisierungsterm von 0,001 USD/kWh für den AC-seitigen Speicherdurchsatz. Ist die Flotte nicht vollständig versorgbar, wird damit das gesamte Energiedefizit minimiert, ohne eine gleichmäßige oder prioritätsgewichtete Versorgung zu garantieren.

Die AC-Leistungsbilanz lautet $P_g=P_{base}+sum P_{truck}/eta_c+P_{B,c}-P_{B,d}$; die Speicherenergie entwickelt sich gemäß $dE/dt=eta_B P_{B,c}-P_{B,d}/eta_B$. Im zyklischen Betrieb wird mindestens die anfangs gespeicherte Energie wiederhergestellt. Im einmaligen Betrieb kann das BESS eine Grundlast oberhalb der Netzbezugsgrenze versorgen, sofern Umrichterleistung und anfangs nutzbare Energie das gesamte Grundlastdefizit decken können. Die anfängliche LP-Basis enthält diese stützende Entladung ausdrücklich.

Eine unabhängige RK4-Nachsimulation integriert $dS/dt=min(P_{command},P_a(S))/C$ und prüft dabei an ihren Stufen die tatsächliche Lkw-Ladeenergie sowie Netz-, Ladeschrank-, Umrichter- und Speichergrenzen. Eine fehlgeschlagene Nachsimulation sperrt die Ergebnisse. Der separate EDF-Regler verwendet dieselbe realisierbare Ladeleistungsgrenze für konstante Sollwerte und reserviert Speicherenergie für künftige Grundlastdefizite.

Die 3 × 3-Parametervariation verwendet dasselbe LP mit Warmstart. Für jede Variante wird zunächst die Grundlastversorgung geprüft; eine unzulässige Variante wird einzeln gekennzeichnet. Die Kapazitätssuche nutzt die LP-Sensitivität, um die kleinste BESS-Nennenergie für das eingegebene Sollwertintervall, die Leistung und die Endzustandsvorgabe einzugrenzen. Das ausgegebene Intervall beschreibt die Optimierungsgenauigkeit, keinen physikalischen Unsicherheitszuschlag.

Alle Solvermatrizen werden ausdrücklich mit 1 h, 1 kW und 1 kWh normiert. Der unabhängige SciPy 1.15.3/HiGHS-Datensatz s7 ersetzt den früheren Datensatz s6 mit Integralhüllkurve und enthält eine unabhängige Integration des Gegenbeispiels aus der Prüfung. Die zur Einordnung genannten Leistungsangaben von bp pulse, ASKO und Alfredsson beschreiben unterschiedliche Netz-, DC-Ladegeräte- und BESS-Leistungsgrenzen; sie bestimmen nicht die Speicherenergie.

Der Zeitplan ist synthetisch und bearbeitbar; er ist keine gemessene Betriebsaufzeichnung von ASKO oder bp pulse. Jeder aktive Lkw hat einen eigenen verfügbaren Ladeanschluss. Ein gemeinsamer Ladeschrank begrenzt die gesamte DC-Ausgangsleistung. Die nutzbare Batteriekapazität der Lkw ist konstant. Die DC-Ausgangsenergie des Ladegeräts wird als Energiezufuhr zur nutzbaren Batterie behandelt. Zusätzliche Batteriepackverluste, Temperaturgrenzen und Nebenverbraucher erfordern angepasste Ladeleistungskurven oder Standortlasten.

Die sonstige Standortlast und die Umwandlungswirkungsgrade sind konstant. Für Laden und Entladen des BESS gilt dieselbe angegebene Umrichter-Bemessungsleistung. Der BESS-Wirkungsgrad je Richtung wird beim Laden und Entladen getrennt angewendet. Nicht berücksichtigt werden PV, Netzeinspeisung, Vehicle-to-Grid, eine über den Mindest-SOC hinausgehende Reserve für Netzausfälle oder eine ganzzahlige Zuordnung der Ladeanschlüsse.

Die voreingestellten Tarifannahmen betragen 0,15 USD/kWh und 12 USD/kW/Monat. Sie bilden ein bearbeitbares Szenario vom 2. November 2026 und keinen angebotenen Versorgertarif ab. Die monatlichen Leistungskosten werden einmal auf die modellierte Bezugsspitze angewendet. Die Referenzfälle bilden die ICCT-Ladevorgänge mit Nennleistungen von 350/750 kW und einer Dauer von 45 Minuten nach; Verluste und Leistungsabsenkung sind dabei deaktiviert. Sie dienen als ideale Energievergleichswerte und sind keine Messungen der MCS-Leistungsfähigkeit.

Sowohl die Optimierung als auch der EDF-Vergleich halten jeden DC-Sollwert über das gesamte Intervall konstant. Innerhalb eines Intervalls wird keine Leistung neu verteilt. Die eingegebene Ladeleistungskurve bildet eine statische Obergrenze der aufnehmbaren Fahrzeugladeleistung; konstante Sollwerte werden anhand des SOC am Intervallende begrenzt.

Das Ergebnis ist optimal für die ausdrücklich modellierte Regelstrategie mit abschnittsweise konstanten DC-Sollwerten. Eine kontinuierlich veränderliche Regelung, die der aufnehmbaren Ladeleistung folgt, kann mehr Energie liefern und weniger Speicher benötigen. Verkürzen Sie das Planungsintervall, um diesen Unterschied vor der Beschaffung zu bewerten. Im Prüffall mit 600 kWh, SOC 0,65→0,94, 15 Minuten und einer Netzbezugsgrenze von 700 kW beträgt die Obergrenze bei kontinuierlicher Regelung 162,748 kWh; ein konstant gehaltener Sollwert kann nur 140 kWh liefern. Der Rechner weist das daraus resultierende Energiedefizit von 34 kWh aus und keine erfüllte Abfahrtsanforderung.

Die Anschlusszeitfenster werden nach innen auf vollständige Intervalle gerundet. Dadurch können fast zwei Intervalle Aufenthaltsdauer verloren gehen. Die Nebenbedingung zur aufnehmbaren Ladeleistung verwendet den End-SOC und die vollständige eingegebene Absenkkurve. Sie bildet keinen nicht realisierbaren Ladeverlauf bei voller Leistung durch eine mittlere Leistung ab. Umrichterrampen, Kommunikationsverzögerungen, Kühlung und temperaturabhängige Leistungsreduzierung werden nicht modelliert. Die Standortsteuerung muss die angegebenen Sollwerte unter Einhaltung der tatsächlichen Betriebsmittelgrenzen umsetzen.

Die voreingestellte Nachsimulation verwendet vier RK4-Teilschritte je Ladeintervall und ein exakt lineares Intervall für Intervalle ohne Ladevorgang. Zulässige konstante Sollwerte ergeben eine konstante SOC-Ableitung des Fahrzeugs. Eine Verfeinerung der Nachsimulation sollte daher nur Rundungsfehler verändern. Erhöhen Sie die Zahl der Nachsimulationsteilschritte, um eine fehlgeschlagene oder grenznahe Nachsimulation zu untersuchen. Verkürzen Sie das Planungsintervall, um die Regelstrategie selbst zu verändern. Die Standardkonfiguration zielt auf eine Rechenzeit von etwa drei Sekunden ab; feinere Ladepläne benötigen mehr Zeit.

Das BESS-Kapazitätsintervall gilt für das eingegebene SOC-Fenster, den Anfangs-SOC, die Umrichterleistung, die Netzbezugsgrenze und die Endzustandsvorgabe. Alterung, Prognoseunsicherheit, temperaturabhängige Leistungsreduzierung und Beschaffungszuschläge bleiben unberücksichtigt. Können an der Suchobergrenze nicht alle Abfahrtsanforderungen erfüllt werden, bleibt das Ergebnis für die Mindestkapazität leer. Bei Varianten mit nicht deckbarer Grundlast bleibt das Lkw-Energiedefizit in der Tabelle leer; diese Varianten werden ausdrücklich mit Grundlast ungedeckt gekennzeichnet. Andere Varianten werden dadurch nicht gesperrt.

Große dimensionslose LP-Tableaus überschreiten die Möglichkeiten der elementweisen Einheitenprüfung der Rechenengine. Physikalische Eingaben und zusammengefasste Energiebilanzen behalten ihre Einheiten. Die unabhängige DGL-Nachsimulation und die Prüfung der AC-Energiebilanz überprüfen den rekonstruierten Leistungseinsatz. Der Kostenvergleich enthält keine Lasten oder Bezugsspitzen außerhalb des Planungshorizonts, tariflichen Mindestabrechnungsleistungen auf Basis früherer Bezugsspitzen, Grundgebühren, Steuern sowie BESS-Investitions- und Alterungskosten. Benötigt die EDF-Endzustandswiederherstellung zusätzliche Nachladezeit, wird dies separat ausgewiesen.

IEC TS 63379:2026, Ausgabe 1.0, ersetzt Hinweise auf den Entwurfsstatus in älteren Zusammenfassungen. Gegenstand ist die Energieeinsatzplanung. Die Konformität der Steckverbinder ist anhand der jeweils geltenden Norm zu prüfen.