HLZ-Controller: Automatisierte Hochlastzeit-Steuerung am Mittelspannungsnetz

Energiesteuerung Shelly Pro Automation Mittelspannung IoT KVS

In Mittelspannungsnetzen (z. B. 20 kV) veröffentlichen Energieversorger wie EWE Netz GmbH jährlich Hochlastzeitfenster (HLZ). Während dieser Zeiten gelten besondere Netzentgelte. Der HLZ-Controller automatisiert diese Steuerung vollständig – autark, Git-basiert und wartungsarm.

Die Herausforderung

Energieversorger veröffentlichen jährlich Hochlastzeitfenster (HLZ) für Mittelspannungsnetze. Für Betreiber von Anlagen, Pumpwerken oder Wärmeerzeugern bedeutet die Einhaltung dieser Zeitfenster:

  • Netzentgelte optimieren – durch Vermeidung von Hochlastzeiten
  • Betriebskosten senken – Einsparungen im mittleren fünfstelligen Bereich pro Jahr
  • Manuelle Steuerung vermeiden – keine fehleranfällige händische Schaltung

Das Problem: Herkömmliche Lösungen sind oft Cloud-abhängig, teuer oder wartungsintensiv.

Die Lösung: HLZ-Controller mit Shelly Pro

Der HLZ-Controller ist eine vollständig autarke Hochlastzeit-Verwaltung auf Basis von Shelly Pro, gespeist aus offenen Datenquellen und Git-basierten Zeitplänen.

Das Konzept in drei Bausteinen

1. KVSLoaderMerge.js – Automatischer Feiertags-Import

Lädt alle Feiertage des aktuellen und kommenden Jahres automatisch von nager.date und legt sie im Key-Value-Store (KVS) des Shelly ab. Bereits vorhandene Werte werden gemergt, nicht überschrieben.

2. MergeBridgeDays.js – Brückentage-Integration

Ergänzt zusätzlich Brückentage aus einer leicht pflegbaren JSON-Datei, die in einem Git-Repository gepflegt und automatisch vom Gerät heruntergeladen wird:

{
  "2025": { "05": ["02","30"] },
  "2026": { "05": ["15"], "10": ["02"] }
}

So kann das System auch Tage berücksichtigen, die von Energieversorgern als Nebenzeit deklariert werden. Die Zeitpläne werden zentral im Repository gepflegt und automatisch synchronisiert.

3. CheckBankHoliday.js – Intelligente Tagesprüfung

Prüft täglich, ob Feiertag, Brückentag oder Weihnachts-Nebenzeit ist:

  • Wenn ja → alle HLZ-Schedules werden automatisch deaktiviert
  • Wenn nein → reaktiviert

Damit läuft die Steuerung immer korrekt – ganz ohne manuelles Eingreifen.

So bleibt der Shelly immer aktuell

Uhrzeit Aktion Script
00:05 Uhr Tagesprüfung / Schaltung CheckBankHoliday.js
00:10 Uhr Feiertage laden KVSLoaderMerge.js
00:11 Uhr Brückentage hinzufügen MergeBridgeDays.js

Selbst bei Internetausfall arbeitet der Shelly weiter, da alle Daten lokal im KVS abgelegt sind.

Datenstruktur im Shelly-KVS

hlz/holidays/YYYY/MM  → ["01","02","08","29","30"]
hlz/years             → {"2025":"ok","2026":"ok"}
hlz/meta              → Quelle, Zeitstempel, Schema

Diese Werte werden automatisch gepflegt, erweitert und synchronisiert. Einmal eingerichtet, läuft das System vollkommen selbständig.

Eingesetzte Technologien

Hardware & Steuerung:
  • Shelly Pro 3 (Mittelspannungs-Schaltung)
  • Key-Value-Store (KVS) für lokale Datenhaltung
Datenquellen:
  • nager.date (Feiertage, Open Data)
  • Git-Repository (Brückentage, JSON-Zeitpläne)
Automatisierung:
  • JavaScript-basierte Shelly Scripts
  • Zeitgesteuerte Cron-Jobs (00:05 - 00:11 Uhr)
  • Automatisches Merging von Datensätzen
Versionskontrolle:
  • Git-Repository für Zeitplan-Verwaltung
  • Automatischer Download durch Shelly Pro
  • Vollständig offline-fähig (lokaler KVS)

Praxisbeispiel: Mittelspannungs-Schöpfwerk

Ausgangssituation: Schöpfwerk mit Mittelspannungsanschluss (20 kV), händische HLZ-Verwaltung, hohes Fehlerpotenzial.

Lösung:

  • Shelly Pro 3 übernimmt Schaltung von drei Leistungspfaden
  • Integrierte Zeitpläne halten HLZ-Zeiten exakt ein
  • Automatische Deaktivierung an Feiertagen und Brückentagen

Ergebnis:

  • Einsparung im mittleren fünfstelligen Bereich pro Jahr
  • Kein zusätzlicher Betriebsaufwand
  • Revisionssichere Datenhaltung
  • Vollständige Offline-Fähigkeit

Vorteile dieser Lösung

100% autonom Keine Cloud, kein externer Server – alle Daten lokal im Shelly KVS.

Offline-fähig Feiertage & Brückentage im lokalen Speicher, funktioniert auch bei Internetausfall.

Revisionssicher Klar strukturierte KVS-Daten mit Zeitstempel und Quellenangabe.

Wartungsarm Automatische Aktualisierung durch zeitgesteuerte Scripts, kein manuelles Eingreifen erforderlich.

Erweiterbar Anpassbar für andere Regionen, Spannungsebenen oder Energieversorger.

Wirtschaftlich Einsparungen im mittleren fünfstelligen Bereich – ohne Lizenzkosten oder Cloud-Gebühren.

Warum Git-basierte Verwaltung überzeugt

Mit Git-Repositories bleiben Zeitpläne, Logik und Steuerung vollständig in deiner Hand:

  • Kein Cloud-Login
  • Versionskontrolle für alle Zeitpläne
  • Keine Lizenzkosten
  • Transparentes, wartbares und zukunftssicheres System
  • Zentrale Pflege, automatische Synchronisierung

Offene Datenquellen wie nager.date und Shelly Pro schaffen ein transparentes Gesamtsystem.

Zusammenfassung

Der HLZ-Controller automatisiert die Hochlastzeit-Steuerung in Mittelspannungsnetzen vollständig. Durch die Kombination aus Shelly Pro, offenem Key-Value-Store und Git-basierter Zeitplan-Verwaltung entsteht eine wartungsarme, wirtschaftlich attraktive Lösung – sicher, autark und ohne Vendor Lock-in.

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