Ein Lastmanagement-Algorithmus priorisiert Verbraucher anhand vorab definierter Regeln, gemessener Echtzeit-Leistungswerte und prozessbezogener Einschränkungen. Ziel ist es, die gemessene Leistung innerhalb eines Abrechnungsintervalls unterhalb eines festgelegten Sollwerts zu halten, ohne kritische Produktionsprozesse zu unterbrechen. Die folgenden Abschnitte erklären, wie dieser Algorithmus im Detail funktioniert, welche Eingangsdaten er verarbeitet und für welche Unternehmen er sich besonders lohnt.
Wie priorisiert ein Lastmanagement-Algorithmus einzelne Verbraucher?
Ein Lastmanagement-Algorithmus priorisiert Verbraucher, indem er jedem Aggregat eine Rangfolge zuweist. Diese Rangfolge basiert auf Prozessrelevanz, konfigurierten Mindest- und Maximalschaltzeiten sowie dem aktuellen Betriebszustand. Verbraucher mit niedriger Priorität werden zuerst abgeschaltet oder gesperrt, während produktionskritische Anlagen dauerhaft geschützt bleiben.
In der Praxis bedeutet das: Für jede angebundene Anlage werden in der Systemparametrierung Eigenschaften hinterlegt, zum Beispiel minimale Einschalt- und Ausschaltzeiten, aktuelle Laufmeldungen und, sofern vorhanden, live gemessene Leistungswerte über Impulszähler. Je genauer diese Messwerte sind, desto präziser kann der Algorithmus eingreifen. Ein theoretischer Anschlusswert ist dabei deutlich ungenauer als eine direkte Echtzeiterfassung am Verbraucher selbst.
Wichtig ist außerdem, dass Lastmanagement nicht ausschließlich bedeutet, Verbraucher abzuschalten. Oft geht es vielmehr darum, Verbraucher zu sperren, also zu verhindern, dass sie in einem ungünstigen Moment zusätzlich zugeschaltet werden. Wenn eine Viertelstunde mit einer bereits hohen Leistung begonnen hat, prüft der Algorithmus, welche weiteren Lasten nicht mehr hinzukommen dürfen, um den Sollwert nicht zu überschreiten.
Welche Eingangsgrößen verarbeitet der Algorithmus in Echtzeit?
Der Algorithmus verarbeitet in Echtzeit vor allem den aktuellen Leistungsbezug, den Viertelstundensynchronimpuls des Netzbetreibers sowie die Lauf- und Messmeldungen der einzelnen Verbraucher. Aus diesen Werten berechnet er kontinuierlich eine sogenannte Trendleistung, die anzeigt, wo der Leistungsbezug am Ende der laufenden Messperiode landen wird.
Das zugrunde liegende Verfahren ist das Trendrechnungsverfahren: Das System misst parallel zum Energieversorger, der 96-mal täglich eine Viertelstunde erfasst. Innerhalb jeder Viertelstunde berechnet der Algorithmus fortlaufend den Mittelwert des Leistungsbezugs und projiziert ihn auf das Periodenende. Liegt die Trendleistung oberhalb des Sollwerts, ergibt sich eine negative Korrekturleistung, also die Leistungsmenge, die reduziert werden muss, damit die Periode innerhalb des Limits endet.
Liegt die Trendleistung hingegen unterhalb des Sollwerts, ergibt sich eine positive Korrekturleistung. Diese zeigt die verbleibende Reserve an und gibt dem System den Spielraum, aktuell gesperrte Verbraucher wieder freizugeben. Das Verfahren gilt übrigens nicht nur für Strom: Bei Gas arbeitet der Algorithmus mit 60-Minuten-Perioden statt 15-Minuten-Perioden, was eine entsprechend angepasste Trendrechnung erfordert.
Was passiert, wenn mehrere Verbraucher gleichzeitig die Grenzlast überschreiten?
Wenn die Trendleistung zeigt, dass mehrere Verbraucher gemeinsam den Sollwert überschreiten würden, greift der Algorithmus nach der hinterlegten Prioritätsreihenfolge ein. Er schaltet oder sperrt zuerst die Verbraucher mit der niedrigsten Priorität, bis die berechnete Korrekturleistung wieder im zulässigen Bereich liegt.
Dabei ist entscheidend, dass das System nicht einfach alle niedrig priorisierten Verbraucher gleichzeitig abschaltet. Es berechnet, wie viel Leistung tatsächlich reduziert werden muss, und greift nur so weit ein, wie es die aktuelle Korrekturleistung erfordert. Dieses gezielte Vorgehen minimiert Eingriffe in den Betrieb und schützt gleichzeitig die Jahreshöchstleistung, die die Grundlage für den Leistungspreis im Netzentgelt bildet.
Bei Prozessen, die einmal gestartet nicht unterbrochen werden dürfen, etwa in Tiefkühlbereichen oder laufenden Fertigungslinien, ist ein nachträgliches Abschalten oft zu spät. Deshalb setzt ein gut parametrierter Algorithmus präventiv an: Er verhindert, dass solche Prozesse in einem ohnehin schon kritischen Moment starten, anstatt sie im Nachhinein zu unterbrechen.
Welche Verbraucher eignen sich für automatische Lastabwürfe?
Für automatische Lastabwürfe eignen sich vor allem Verbraucher, die zeitlich flexibel betrieben werden können und deren kurzzeitige Abschaltung keine unmittelbaren Prozessfolgen hat. Dazu gehören typischerweise Lüftungsanlagen, Pumpen, Klimatisierungssysteme, Druckluftkompressoren und Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen.
Weniger geeignet oder gar nicht geeignet sind Verbraucher mit laufenden, nicht unterbrechbaren Prozessen. In Gießereien und Stahlwerken beispielsweise müssen große Öfen im Algorithmus besonders berücksichtigt werden, weil sie nicht einfach abgeschaltet werden können. Hier kommt statt einer digitalen Schaltsteuerung häufig eine analoge Regelung zum Einsatz: Die Leistungsaufnahme des Ofens wird stufenlos reduziert, anstatt ihn vollständig abzuschalten.
Für jede Anlage können im System individuelle Mindest-Einschalt- und Ausschaltzeiten hinterlegt werden. Diese sorgen dafür, dass ein Verbraucher nach einem Abwurf nicht sofort wieder zugeschaltet wird, bevor er betriebssicher ist. Idealerweise liefert jeder Verbraucher außerdem live gemessene Leistungswerte über Impulszähler, damit der Algorithmus mit realen statt theoretischen Anschlusswerten rechnet.
Wie unterscheidet sich regelbasiertes von lernbasiertem Lastmanagement?
Regelbasiertes Lastmanagement arbeitet auf Basis fest hinterlegter Parameter: Prioritäten, Schaltzeiten, Sollwerte und Korrekturlogiken werden vom Betreiber vorab definiert und vom System deterministisch ausgeführt. Lernbasiertes Lastmanagement nutzt hingegen Verfahren der Datenanalyse, um Muster im Lastverhalten zu erkennen und Eingriffe adaptiv anzupassen.
In der industriellen Praxis dominiert heute das regelbasierte Verfahren, weil es vorhersehbar, transparent und auditierbar ist. Betreiber wissen genau, warum das System einen bestimmten Verbraucher zu einem bestimmten Zeitpunkt geschaltet hat. Das ist gerade in produktionskritischen Umgebungen ein entscheidender Vorteil, weil Eingriffe in Prozesse nachvollziehbar bleiben müssen.
Lernbasierte Ansätze können dort sinnvoll ergänzen, wo Lastmuster komplex und schwer vorherzusagen sind, etwa bei stark schwankenden Produktionszyklen oder einer Kombination aus Eigenerzeugung, Speicher und variablem Verbrauch. In der Praxis werden beide Ansätze zunehmend kombiniert: Ein regelbasierter Kern stellt die Prozesssicherheit sicher, während datengetriebene Analysen die Parametrierung verbessern und Optimierungspotenziale aufzeigen.
Unabhängig vom Ansatz gilt: Ein Lastmanagement-System ist kein System, das unbeobachtet über Monate im Hintergrund läuft. Wenn sich betriebliche Rahmenbedingungen ändern, müssen Parameter geprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Das erfordert eine aktive Begleitung durch den Betreiber oder einen erfahrenen Dienstleister.
Wann lohnt sich ein automatisierter Lastmanagement-Algorithmus für Unternehmen?
Ein automatisierter Lastmanagement-Algorithmus lohnt sich für Unternehmen, die über einen registrierenden Leistungsmesser abgerechnet werden und deren Netzentgelt einen Leistungspreisanteil enthält. Je höher die Jahreshöchstleistung und je teurer der Leistungspreis pro Kilowatt, desto größer ist das Einsparpotenzial durch die gezielte Reduzierung von Lastspitzen.
Das Prinzip: Netznutzungsgebühren orientieren sich maßgeblich an der höchsten gemessenen Leistungsspitze eines Jahres. Bereits einzelne kurze Spitzen können die Jahresabrechnung spürbar erhöhen. Ein Leistungspreis von 140 Euro pro Kilowatt und eine Spitzenreduktion von mehreren hundert Kilowatt führen schnell zu einer deutlich veränderten Kostenbilanz, ohne dass der Energieverbrauch insgesamt sinken muss.
Besonders geeignet sind Unternehmen mit:
- Produktionsprozessen mit zeitlich flexiblen Lasten wie Lüftung, Kühlung oder Kompressoren
- Leistungsbezügen ab ca. 300 kW aufwärts, bei denen Leistungspreise einen relevanten Kostenblock darstellen
- Eigenerzeugungsanlagen wie Photovoltaik oder BHKW, deren Einspeisung koordiniert werden muss
- wachsender Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, die den Netzanschluss belasten kann
- mehreren Standorten oder dezentralen Anlagen, die zentral gesteuert werden sollen
Auch Unternehmen, die ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001 aufbauen, profitieren von einem Lastmanagementsystem, da es die Transparenz über Leistungswerte und Lastgänge deutlich erhöht.
Wie Optimo von Berg den Lastmanagement-Algorithmus in der Praxis umsetzt
Optimo ist das automatisierte Lastmanagementsystem der Berg GmbH und setzt genau die beschriebenen algorithmischen Prinzipien in einer praxiserprobten Plattform um. Das System ist seit 1996 im Einsatz, befindet sich heute in der fünften Generation und regelt mit installierten Systemen einen erheblichen Anteil industrieller Lasten in Deutschland. Es skaliert von kleinen Betrieben ab 300 kW bis hin zu Großverbrauchern mit über 200 Megawatt.
Optimo bietet unter anderem:
- Echtzeit-Trendrechnung auf Basis des Trendrechnungsverfahrens, synchron zum Netzbetreiber
- Flexible Verbraucherpriorisierung mit konfigurierbaren Schaltzeiten und Sperrbedingungen
- Analoge Regelung für kontinuierliche Prozesse wie Öfen in Gießereien oder Stahlwerken
- Unterstützung für Strom und Gas sowie Integration von Photovoltaik, Batteriespeichern, BHKW und Ladeinfrastruktur
- Kombinierbarkeit mit dem Energiemanagementsystem Efficio® für eine einheitliche Bedienoberfläche
- Hohe Schnittstellenoffenheit über OPC-UA, Modbus und industrielle Steuerungen
- Aktiver technischer Support, regelmäßige Software-Updates und Schulungen durch erfahrenes Fachpersonal
Für Unternehmen, die eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge aufbauen, lässt sich Optimo außerdem mit Berg.Charge kombinieren, um Ladelasten intelligent in das Gesamtlastmanagement zu integrieren.
Möchten Sie wissen, ob und wie stark sich ein Lastmanagementsystem für Ihr Unternehmen rechnet? Sprechen Sie jetzt mit den Experten der Berg GmbH und erhalten Sie eine individuelle Analyse Ihrer Lastgänge und Einsparpotenziale.
Dieser Artikel wurde mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) erstellt oder unterstützt und anschließend von unserer Redaktion geprüft.
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