Smart charging met OCPP: laadprofielen en load balancing uitgelegd

Wat een laadprofiel is

Een laadprofiel bestaat uit één of meer perioden, elk met een startmoment en een limiet. Die limiet wordt uitgedrukt in ampère of watt, afhankelijk van wat de laadpaal ondersteunt. Alles wat na een periode komt geldt tot de volgende periode begint.

[2,"p1","SetChargingProfile",{
  "connectorId": 0,
  "csChargingProfiles": {
    "chargingProfileId": 100,
    "stackLevel": 0,
    "chargingProfilePurpose": "ChargePointMaxProfile",
    "chargingProfileKind": "Recurring",
    "recurrencyKind": "Daily",
    "chargingSchedule": {
      "chargingRateUnit": "A",
      "chargingSchedulePeriod": [
        { "startPeriod": 0,     "limit": 96 },
        { "startPeriod": 25200, "limit": 32 },
        { "startPeriod": 68400, "limit": 96 }
      ]
    }
  }
}]

In dit voorbeeld geldt vanaf middernacht 96 ampère, vanaf 07:00 uur (25200 seconden) nog maar 32 ampère, en vanaf 19:00 uur (68400 seconden) weer 96 ampère. Doordat het profiel Recurring en Daily is, herhaalt dit schema zich elke dag zonder dat het beheersysteem iets hoeft te sturen.

Profielen stapelen: het principe achter load balancing

OCPP kent drie soorten profielen die tegelijk actief kunnen zijn. Ze werken als lagen: de strengste limiet wint altijd, en binnen hetzelfde soort wint het profiel met het hoogste stackLevel.

Deze stapeling maakt dynamische load balancing mogelijk. Het beheersysteem meet hoeveel er op de aansluiting wordt afgenomen en past de TxDefaultProfiles aan naarmate er auto's bijkomen of vertrekken. De ChargePointMaxProfile blijft daarbij als vangnet staan, zodat een fout in de aansturing nooit tot overbelasting leidt.

Statisch of dynamisch verdelen

Statische verdeling

Statische verdeling deelt de beschikbare capaciteit vast op over het aantal laadpunten. Tien punten op 80 kW betekent 8 kW per punt, altijd. Dit is eenvoudig, vergt geen meting en werkt zonder verbinding — maar verspilt capaciteit zodra er maar drie auto's staan.

Dynamische verdeling

Dynamische verdeling past de limieten aan op basis van wat er werkelijk gebeurt. Staan er drie auto's, dan krijgen ze elk ruim 26 kW; komt de vierde erbij, dan wordt er herverdeeld. Dit haalt aanzienlijk meer uit dezelfde aansluiting, maar vraagt een meting op de hoofdaansluiting en een systeem dat continu bijstuurt.

De grootste winst zit meestal in het meenemen van het overige verbruik van het pand. Een productielocatie die overdag 60 kW aan machines gebruikt, heeft 's nachts diezelfde 60 kW beschikbaar voor laden. Wie alleen de laadpalen onderling verdeelt, laat die ruimte onbenut.

Waar het in de praktijk op stukloopt

• Niet elke laadpaal ondersteunt het Smart Charging-profiel. Het is in OCPP 1.6 optioneel, dus controleer dit vóór aanschaf — niet erna.
• Auto's laden niet altijd wat je toestaat. Sommige voertuigen stoppen helemaal onder een bepaalde stroomdrempel in plaats van langzamer te laden; onder ongeveer 6 ampère per fase gaat het vrijwel altijd mis.
• Aantal fasen telt mee. Een profiel in ampère zegt niets over het vermogen als je niet weet of er over één of drie fasen geladen wordt. Het veld numberPhases is niet optioneel als je een aansluitgrens bewaakt.
• Profielen stapelen zich op. Zonder opruimen via ClearChargingProfile blijven oude profielen actief en wordt het gedrag onvoorspelbaar.
• Het resultaat is niet vanzelf zichtbaar. Gebruik GetCompositeSchedule om aan de paal te vragen welk schema er ná het stapelen daadwerkelijk geldt.

Dat laatste punt is de belangrijkste diagnosetool bij smart charging. GetCompositeSchedule geeft terug wat de laadpaal zelf denkt te mogen leveren, na alle profielen te hebben gecombineerd. Wijkt dat af van je verwachting, dan zit de fout in de stapeling en niet in de hardware.

Als OCPP alleen niet genoeg is

OCPP verdeelt wat er is, maar weet niet hoeveel dat morgen is. Voor bedrijven met een flexibel capaciteitscontract komt daar OSCP bij: de netbeheerder geeft vooruit door hoeveel ruimte er per tijdsblok beschikbaar is, waarna jouw systeem die prognose vertaalt naar laadprofielen.

Een tweede uitbreiding is sturen op prijs. Wie een dynamisch energiecontract heeft, kan laadprofielen laten meebewegen met de uurtarieven, zodat er vooral geladen wordt wanneer stroom goedkoop is. Dat vraagt geen aanpassing aan OCPP zelf — het beheersysteem berekent simpelweg andere schema's.

OCPP 2.1 brengt hier de volgende stap: bidirectioneel laden, waarbij auto's op piekmomenten energie terugleveren aan het gebouw of het net. Voor de meeste Nederlandse bedrijven is dat nu nog toekomstmuziek, omdat zowel de laadpaal als de auto het moet ondersteunen.