In het begin van 2023 is aan Infiniot gevraagd of een prototype van een Gridshield module doorontwikkeld kon worden naar een versie die breder getest zou kunnen worden. Hier is ook een opdracht uitgekomen waarbij we vanuit Infiniot een technologisch partnerschap zijn aangegaan met ElaadNL om hierin samen te ontwikkelen.
Wat is Gridshield?
Gridshield is een vangnet met als doel voorkomen dat het elektriciteitsnet overbelast raakt, inzettend op het laden van elektrisch vervoer. Dit wordt gedaan door de capaciteit van laadpalen geforceerd af te schalen wanneer er onbalans is op het net, waarbij de slimmigheden binnen IT en OT niet het gewenste effect hebben. Het is dus een laatste noodmiddel om stapsgewijs de capaciteit van de laadpaal op afstand af te schalen met als doel dat de vraag vermindert en de balans herstelt. Zie het als het afdwingen van een virtuele zekeringswaarde die verlaagd kan worden om balansproblemen op te lossen en verhoogd kan worden indien de problemen weg zijn. Het nadelige effect op de individuele gebruiker is dat de auto minder snel geladen wordt, het grote voordeel is dat een energieonderbreking voorkomen kan worden, waardoor er überhaupt wel geladen kan worden ten opzichte van dat iederéén in het donker zit. Hier meer info en nieuws over Gridshield: https://elaad.nl/projecten/smoothems-met-gridshield/
Projectvoorstel
Na een kennismaking tussen de betrokkenen bij ElaadNL en oude en nieuwe bekenden vanuit Infiniot, hebben we een plan gemaakt om tot nieuwe modules te komen met inzet van onze consultants. De actualiteit op dat moment bepaalde dat er op dat moment onvoldoende consultants met domein- en technische kennis beschikbaar waren wegens verplichtingen naar andere opdrachtgevers. Ik ben zelf in januari bij Infiniot begonnen en Stefan was al bij dit project betrokken bij de totstandkoming van het prototype, daarnaast was Thomas als startende software engineer beschikbaar. Ons plan hield in dat we nieuwe hardware zouden gaan onderzoeken voor de middenspanningsruimte en de laadpalen en daar een nieuwe softwarestack op zouden bouwen. Hierin zouden verschillende hardware opties getest en -evalueerd moeten worden om tot een betrouwbare keuze te komen voor (grootschalige) veldtesten.
Om de beperkte kennis en ervaring geen beperkende factor te laten zijn, is een constructie voorgesteld waarbij Stefan en Thomas (nagenoeg) fulltime aan de slag zouden gaan als ontwikkelaars en ik parttime als technisch coördinator om enerzijds de totstandkoming van het nieuwe product en de kwaliteit te borgen en anderzijds de schakel te zijn tussen ElaadNL en onze kennis en kunde binnen Infiniot. Voor dit laatste is het ‘Infiniot Expert Team’ ontstaan om op afroep en waar nodig kennis in te brengen op het gebied van software, hardware, draadloze communicatie, elektrisch vervoer en dergelijke.
Aan de slag!
Zo gezegd, zo gedaan! In 9 maanden hebben we een systeem ontwikkeld waar hardware modules, ook wel Gridshield modules genoemd, ingezet kunnen worden om Gridshield uit te voeren. De zender-module in een middenspanningsruimte meet de huidige netbelasting en als er overbelasting wordt waargenomen, communiceert deze via lange-afstandscommunicatie (LoRa) naar ontvanger-modules in de laadpalen. Deze ontvanger-modules sturen dan de capaciteit van de laadpaal omlaag om de druk van elektrisch laden te verlagen.
We hebben verschillende hardware oplossingen getest op basis van onze requirements en hebben voor de zender en ontvanger een industriële variant van de Raspberry Pi. Hierop is een nieuwe softwarestack in Python gebouwd waarin alle functionaliteiten terugkomen. Met hulp van het Infiniot Expert Team is een architectuur opgesteld voor het systeem met zijn componenten en de software. Dit is verder uitgediept met dataflow-diagrammen om het gedrag van het gehele systeem te visualiseren. Dit ter verduidelijking voor het ontwikkelproces, en vooral ook ter documentatie. Ook noodzakelijke aspecten als logging en remote access zijn geïmplementeerd om in een pilotfase wel goed te kunnen beheren.
Oplevering
Het project is afgerond door een 1.0 versie van Gridshield op te leveren. Dit betekent dat we een volledig systeem van hardware en werkende software af hebben. Ook hebben we uitgebreide documentatie opgeleverd ten behoeve van het vervolg van dit traject. De feedback van de collega’s van het Infiniot Expert Team was dat de documentatie ‘veel uitgebreider dan nodig’ was. Gezien de context van het project, werd het echter ook als begrijpelijk gezien. En niet onbelangrijk, met de grondige documentatie is ook een zorg van ElaadNL weggenomen dat met ons ook de kennis zou vertrekken. In de laatste fase hebben we ook nog een security assessment laten doen door één van onze security experts. Het doel hiervan was een nulmeting te doen en aandachtspunten te benoemen waar op gelet moet worden bij grootschalige implementatie. Hier zijn een aantal quick wins al uit opgepakt en de rest is als aanbeveling opgeleverd.
Tot slot
Per oktober zijn Stefan en ik uitgestroomd en is Thomas nog 1 dag in de week voor Gridshield beschikbaar, naast een mooie opdracht bij de afdeling Marktontwikkeling. Het idee is om een eerste grote batch apparaten te bestellen en te onboarden om op een handvol locaties het systeem in de echte wereld te gaan testen. Op het moment dat dit zo ver is, zal dit nog aardig wat voeten in de aarde hebben om dit te coördineren. Zowel het (kleinschalige) logistieke proces als het afstemmen met de netbeheerders en beheerders van de laadpalen waar dit getest zal worden. En daarna uiteraard de data oogsten om te interpreteren en analyseren. Vanuit Infiniot helpen we uiteraard ook graag met het opschalen.
