CN113196609A - 用于控制具有多个电气装置的电气设备的方法、控制单元以及具有这种控制单元的电气设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于控制电气设备(1)的方法，该电气设备具有能够以产生能量、储存能量和/或消耗能量的方式运行的电气装置(2)，这些电气装置与供电网(5)连接。方法包括第一阶段和第二阶段，第一阶段旨在达到在电网连接点(4)处分配给设备(1)的功率流PAnl的设备目标PAnl,soll，第二阶段旨在达到多个装置(2)中的每个装置(2)的功率流PGer,i的单独的装置目标PGer,Soll,i。基于在电网连接点(4)处对设备(1)的功率流PAnl的检测以及对检测到的设备(1)的功率流PAnl与设备目标PAnl,soll的比较，如果检测到的设备(1)的功率流PAnl在设备目标PAnl,soll的容差范围内，则设备(1)在第二阶段中运行，否则在第一阶段中运行。还描述了控制单元(3)和这种设备(1)。

Description

用于控制具有多个电气装置的电气设备的方法、控制单元以 及具有这种控制单元的电气设备
发明技术领域
本发明涉及一种用于控制具有多个电气装置的电气设备的方法、一种被配置用于执行该方法的控制单元以及一种具有这种控制单元的电气设备。电气设备包括多个电气装置，并且包含至少一个能够以产生能量的方式运行的装置、一个能够以消耗能量的方式运行的装置和/或至少一个能够以释放能量和吸收能量的方式运行的装置。后者尤其可以是具有电池的能量储存***。
现有技术
对于大型能源用户(例如商业企业)而言，电力费率通常具有最大的有功功率消耗，而且经常也具有最小的有功功率消耗。这被用于更好地规划能源产生。超过最大有功功率和低于最小有功功率会增加能源用户的能源成本，经由电网连接点(NAP)从交流电压电网获得有功功率。
能源用户通常运行电气设备，该电气设备包括与能量储存***和耗电器相结合的再生能源产生设备(EEA)。由此能够尽量在要获得的最小有功功率和最大有功功率的预定的容差内来为耗电器供电。具体而言，在此，在设备内产生的、当前不能被耗电器使用的多余功率被馈送到能量储存***并且在那里暂存。相比之下，当能源用户的消耗器消耗的总功率有可能超过要获得的最大有功功率时，就从能量储存***中提取功率。由此限制了经由电网连接点从交流电压电网获得的功率，并且当从电网获得的功率低于要获得的最大有功功率时支持对消耗器的供电。
调节这种具有多个电气装置的电气设备是复杂的，该电气设备至少包括能够以产生能量的方式运行的装置、能够以储存能量的方式运行的装置和/或能够以消耗能量的方式运行的装置。随着设备内不同电气装置的数量增加，复杂性也随之增加。这是因为调节一方面需要考虑各个装置的功率流的个体装置目标，并且另一方面需要同时考虑整个设备在NAP处的功率流的设备目标。如果虽然实现了设备目标，但是在此一个装置或各个装置相对于设备中的其他装置严重低于其个体装置目标，则这是不合目的的。更确切地，希望尽可能较好地达到设备目标以及对于设备的所有装置而言设备的各个装置的个体装置目标。
文献DE 10 2015 101738 A1公开了一种用于运行能量产生设备的方法，该能量产生设备经由电网连接点与公共交流电压电网连接，以进行电功率交换的双向交换。能量产生设备包括能量产生单元、能量储存器和耗电器。通过操控能量产生单元、能量储存器和/或耗电器，将能量产生设备在电网连接点处的电交换功率调节到额定值，该额定值根据第一目标变量和第二目标变量来确定。在此，交换功率的第一目标变量被预先规定为恒定值，而交换功率的第二目标变量根据在电网连接点处检测到的至少一个变量来预先规定。
文献DE 10 2016 110716 A1公开了一种用于自适应地控制分配给***的储存单元的放电功率的方法。控制的目的是将平均间隔内经由***的电网连接点从供电网获得的电能限制到目标值。为了这个目的，在平均间隔期间，根据在平均间隔的当前时间已经获得的电能、当前时间和分配给平均间隔的目标值来控制储存单元的放电功率。
发明任务
本发明的任务是提供一种用于控制具有多个电气装置的电气设备的方法，所述电气装置包括能够以产生能量的方式运行的装置、能够以储存能量的方式运行的电气装置和/或能够以消耗能量的方式运行的装置，借助该方法能够尽可能较好地满足设备目标以及设备内的各个装置的个体装置目标。本发明的任务还在于提供一种被设计用于执行该方法的控制单元和一种具有多个能够以不同方式运行的电气装置以及这种控制装置的电气设备。
解决方式
本发明的任务通过具有独立专利权利要求1的特征的用于控制电气设备的方法来实现。从属专利权利要求2至10针对该方法的优选实施方式。专利权利要求12涉及被配置用于执行该方法的控制单元。并列的专利权利要求13针对具有多个电气装置和控制单元的电气设备。从属专利权利要求14的特征是根据本发明的设备的有利的实施方式。
发明描述
根据本发明的方法涉及借助于控制单元来控制具有多个电气装置的电气设备。在此，多个装置以及该设备经由公共电网连接点(NAP)与公共供电网(EVN)连接。该设备包括能够以产生能量的方式运行的至少一个装置、能够以储存能量的方式运行的至少一个装置和/或能够以消耗能量的方式运行的装置。该方法具有第一阶段，该第一阶段旨在使在电网连接点处分配给设备的功率流PAnl达到设备目标PAnl,Soll。该方法还具有第二阶段，该第二阶段旨在使多个装置中的每个装置i的功率流PGer,i达到单独的装置目标PGer,Soll,i。在此，该方法包括以下方法步骤：
-在电网连接点处检测设备的功率流PAnl，
-将检测到的设备的功率流PAnl与设备目标PAnl,soll进行比较，
-如果检测到的设备的功率流PAnl在设备目标PAnl,soll的容差范围内，则在第二阶段中运行该方法，使得每个装置尽可能地达到与其相关联的单独的装置目标PGer,Soll,i，并且
-如果检测到的设备的功率流PAnl在设备目标PAnl,Soll的容差范围之外，则在第一阶段中运行该方法，其中在达到设备目标PAnl,soll的方向上调节设备的装置，并且其中通过该调节争取实现使得对于多个装置中的每个装置i，装置的功率流PGer,i与相应的单独的装置目标PGer,soll,i之间的差ΔPGer,i＝PGer,soll,i-PGer,i对应于装置特定的规定值(Vorgabewert)。
根据本申请，术语“对设备进行控制”也应特别地理解为“对设备进行调节”。能够以储存能量的方式运行的电气装置应理解为能够以释放能量和吸收能量的方式运行的装置。数量为n的多个装置可以包括两个装置或更多数量的装置，即n≥2。每个装置的功率流PGer,i和针对功率流的单独的装置目标PGer,soll,i分别可以包括有功功率、无功功率和/或视在功率。这同样适用于设备的功率流PAnl和针对该功率流的设备目标PAnl,soll。设备目标PAnl,soll可以(但不一定)位于容差范围的中心。根据本发明，设备目标也可以对应于容差范围的容差极限。
根据公式1，设备的功率流PAnl对应于装置的功率流PGer,i之和：
Figure BDA0003121843560000041
设备目标PAnl,soll的容差范围可以理解为允许范围，因此当设备的功率流PAnl在容差范围内时，设备功率不需要任何校正。
更确切地说，各个装置i可以在设备的容差范围内彼此独立地操控或调节其相应的单独的装置目标PGer,soll,i。在这种情况下，待由相应的装置调节的额定值对应于单独的装置目标PGer,soll,i。与设备的相应装置相关联的调节器，特别是比例积分调节器(PI调节器)，其运行的目的在于将每个装置i的功率流误差ΔPGer,i(ΔPGer,i＝PGer,Soll,i-PGer,i)调节到0。在此，装置的功率流PGer,i之和可能不等于设备目标PAnl,soll，因此设备的功率流PAnl与其额定值PAnl,soll有偏差。然而，只要该偏差在容差范围内，就忽略该偏差，并且在调节单独的装置目标PGer,soll,i时不将其考虑在内。
另一方面，如果设备在NAP处的功率流PAnl在容差范围之外，则需要校正设备的功率流PAnl，以便将其再次改变到容差范围内。根据本发明，该设备的所有装置i以预定的方式和方法参与功率流的校正。
特别地，可以根据装置i的标称功率PGer,nom,i在设备的标称功率PAnl,nom中的相对比例，为设备的每个装置i产生经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000042
其中标称功率PAnl,nom对应于设备中的装置的标称功率PGer,nom,i之和
Figure BDA0003121843560000043
Figure BDA0003121843560000044
为了校正设备功率而修改的额定值
Figure BDA0003121843560000051
可以根据公式(2)组成如下：
Figure BDA0003121843560000052
在公式(2)中，第一个被加数PGer,Soll,i描述了针对装置i的功率流的单独的装置目标。如果设备功率在容差范围内，则使用该值。
第二被加数包含第一校正项，利用该第一校正项将设备误差(PAnl,soll-PAnl)分配给设备的各个装置i。为此，可以使用标称装置功率PGer,nom,i在标称设备功率PAnl,nom中的相对比例来缩放设备的功率流PAnl与其设备目标PAnl,soll之间的差。因此，设备误差的分布可以有利地根据装置的相应的标称功率PGer,nom,i在设备的标称功率PAnl,nom中的相对比例来进行缩放。
第二被加数还包括第二校正项，该第二校正项用于将设备的所有装置i(其中，k＝1至n)的功率流PGer,i与相应的单独的装置目标PGer,soll,i的相加的总偏差分配到设备的各个装置i上。第二被加数用于在第一阶段中进行的调节，其中相对于达到单独的装置目标PGer,soll,i，优先达到的是设备目标PAnl,soll，其中借助于设备的装置i对设备目标PAnl,soll进行调节。在此，有可能的是(而且通常也是这种情况)，装置不能以达到设备目标PAnl,soll为代价来调节它们的单独的目标PGer,soll,i。相反，对于设备的装置分别存在与其单独的装置目标的偏差，该偏差在第二被加数的第二校正项中求和。存在的总偏差(即，相加的偏差)随后被分配到设备的各个装置上。
因此，通过第二被加数来控制各个装置i与其相应的单独的装置目标的偏差，而控制单元控制设备的装置的目的在于一起来调节或调整设备的设备目标PAnl,soll。由此，防止了单个装置i或多个单个装置i相对于其他装置具有与其单独的装置目标的不受控制且可能过度的偏差。为此，为设备的每个装置i计算经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000053
其中相应装置i的功率流PGer,i被调整到经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000054
也就是说
Figure BDA0003121843560000055
因此，通过该方法可以调节成使得对于设备的每个装置i而言，装置的功率流PGer,i与相应的单独的装置目标PGer,soll,i之间的差ΔPGer,i＝PGer,soll,i-PGer,i对应于装置特定的规定值。由于在该方法的第一阶段中根据
Figure BDA0003121843560000061
将装置i的功率流PGer,i调整到经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000062
因此这同样意味着：在装置i的功率流PGer,i已经被调整到其相应经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000063
的状态下，经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000064
与单独的装置目标PGer,soll,i之间的差对应于装置特定的规定值。
在该方法的一个实施方式中，设备的每个装置i的装置特定的规定值可以具有相对于相应装置的标称功率PGer,Nom,i的同样大小的相对差ΔPGer,i/PGer,Nom,i，该相对差也对应于同样大小的相对差
Figure BDA0003121843560000065
Figure BDA0003121843560000066
这导致设备中的标称功率PGer,nom,i大的装置也具有与其单独的装置目标PGer,soll,i的大的绝对偏差，而标称功率PGer,nom,i小的装置也具有与其单独的装置目标的小的绝对偏差。
在一个可替代的实施方式中，可以以这样的方式选择装置特定的规定值，即对于设备的至少一个装置而言，与相应的标称功率PGer,nom,i相关的功率流的相对差ΔPGer,i/PGer,Nom,i不同于设备的其他装置的相对差ΔPGer,k/PGer,Nom,k(其中k≠i)。在此，装置i的功率流PGer,i也对应于经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000067
并且差ΔPGer,i＝(PGer,soll,i-PGer,i)对应于同样大小的差
Figure BDA0003121843560000068
Figure BDA0003121843560000069
此外，设备内的各个装置i可以以这样的方式进行控制，使得这些装置更好地达到其单独的装置目标PGer,soll,i，而允许其他装置k(其中k≠i)与其单独的装置目标PGer,soll,i的更大偏差。因此，当设备内的各个装置i在接近其单独的装置目标PGer,soll,i时，它们可以优先于其他装置k。
在该方法的一个实施方式中，可以通过分配给装置i的不同的加权因子Xi来调节功率流与单独的装置目标PGer,soll,i的相对差ΔPGer,i/PGer,Nom,i。例如，加权因子Xi可以以这样的方式选择，即对于设备的每个装置i，与相应的加权因子Xi相乘的功率流的相对差ΔPGer,i/PGer,Nom,i具有恒定值。换句话说，可以使用根据以下公式的算式。
Figure BDA00031218435600000610
因此，在这种情况下遵循：装置i的加权因子Xi越高，对应装置i就越好地实现其单独的装置目标。然而，对于上述算式可替代地，加权因子Xi也可以以这样的方式选择，使得较低的加权因子导致相应装置i更接近其单独的装置目标PGer,soll,i。例如，这可以通过使用与加权因子Xi互为倒数的加权因子来实现。
在该方法的一个实施方式中，各个装置i的单独的装置目标PGer,soll,i可以随时间变化或被改变。例如，作为设备中的装置的组成部分的双向操作的电池逆变器的功率流可以取决于在输入侧连接到电池逆变器的电池的充电状态，其中电池的充电状态随时间变化。对此可替代地或附加地，作为设备的电气装置的组成部分的光伏(PV)逆变器的功率流例如由于逆变器的热边界条件而可以随时间变化。该功率流也可能由于功率流馈入到与设备连接的供电网(EVN)中受到EVU的限制而变化。
针对装置的功率流，可以由一个装置本身提供和/或随时间改变单独的装置目标PGer,soll,i随时间的变化。在电池逆变器中就是这种情况，例如，当该电池逆变器的控制本身确保符合电池的某个充电状态时。在PV逆变器作为电气装置的组成部分的情况下，PV逆变器的控制可例如基于装置内的温度测量而致使单独的装置目标PGer,Soll降低。
有时，装置本身不提供各个装置i的装置目标PGer,soll,i可能是有利的。可替代地或附加地，一个装置的单独的装置目标PGer,Soll,i或者多个装置，可选地所有装置的单独的装置目标PGer,Soll,i，因此不能由装置本身提供和/或随时间改变，而是由上级能量管理***提供和/或随时间改变。在装置目标PGer,Soll,i相互相关时是特别有利的。不言而喻，各个装置本身也可以确定其装置目标PGer,soll,i，而电气设备内其他装置的装置目标PGer,soll,i由上级能量管理***提供。
在该方法的另一个实施方式中，设备目标PAnl,soll和/或设备目标PAnl,soll的容差带可以随时间变化。这种时间变化可以由于EVN的状态变化而引起。例如，交流电压的特性(例如，交流电压的频率和/或电压幅度)可以指示EVN中存在过量的电功率供应。然后，该设备可以在电网支持下对EVN的这种状态变化做出响应，并且可以通过改变设备目标PAnl,soll和/或设备目标PAnl,soll的容差带来控制与EVN的功率交换。例如，可以根据对电网连接点处的频率、电压、有功功率和/或无功功率的检测并且在考虑特性曲线，特别是有功功率-频率特性曲线(P(f))、无功功率-电压特性曲线(Q(U))、无功功率-有功功率特性曲线(Q(P))和/或相位差-有功功率特性曲线(cos_phi(P))的情况下，来得出设备目标PAnl,Soll和/或设备目标PAnl,Soll的容差带。
对于EVN中交流电压的特性做出响应可替代地或附加地，设备的设备目标PAnl,Soll和/或设备目标的容差带也可以被直接传送。具体地，设备目标PAnl,Soll和/或设备目标PAnl,Soll的容差带可以例如由供电网的运营商通过无线电或有线地预先规定。
在用于控制电气设备的方法的另一个实施方式中，方法步骤可以重复进行，特别地可以以规则的时间间隔重复进行。通过这种方式实现对设备的连续控制或调节，这样可以在延长的时间内考虑改变的装置目标PGer,soll,i和/或设备目标PAnl,soll。
根据本发明的控制单元被设计和配置用于控制，特别是调节根据本发明的电气设备。在此，该设备包括多个电气装置。该设备包括能够以产生能量的方式运行的至少一个装置和/或能够以储存能量的方式运行的至少一个装置(也就是说以释放能量和吸收能量的方式运行的装置)和/或能够以消耗能量的方式运行的至少一个装置。控制单元的特征在于，其被设计和配置用于执行根据本发明的方法。控制单元可以作为设备的独立形成的控制单元而存在。可替代地，控制单元也可以作为集成到设备的装置中的控制单元而存在。出于通信和数据交换的目的，控制单元可以与设备的能够以产生能量、消耗能量或者产生能量和消耗能量的方式运行的装置连接。可选地，控制单元还可以与一个或更多个测量装置连接，以便检测电网连接点处的交流电压或功率流的特性，特别是频率、电压、有功功率和/或无功功率。控制单元可以被配置用于在考虑控制单元已知的特性曲线的情况下，根据检测到的特性来得出关于设备的功率流PAnl的设备目标PAnl,soll和/或设备目标PAnl,soll的容差带。控制单元也可以与分配给该设备的能量管理***连接，并且可以被配置成从能量管理***接收针对该设备的各个装置的功率流的单独的装置目标PGer,soll,i，并且在控制该设备时将其考虑在内。控制单元还可以与通信装置连接，以便通过无线电或有线地从供电网的运营商接收设备目标PAnl,soll，并且在控制该设备时将其考虑在内。
一种消耗能量和/或产生能量的电气设备，包括多个电气装置。多个装置包括能够以产生能量的方式运行的至少一个装置、能够以储存能量的方式运行的至少一个装置(也就是说能够以释放能量和吸收能量的方式运行的装置)和/或能够以消耗能量的方式运行的至少一个装置。该设备的特征在于，其包括根据本发明的控制单元。在此，电气装置中的至少一个电气装置可以具有逆变器。逆变器可以包括光伏(PV)逆变器，PV发电机连接到PV逆变器的DC输入端。可替代地，逆变器也可以包括电池逆变器，其DC输入端与电池连接。电池逆变器可以以双向方式运行，以便对电池进行充电和放电。如果设备具有以消耗能量的方式运行的消耗单元作为电气装置，则消耗单元可以包括连接单元和连接到连接单元的消耗器。该设备的控制单元与连接单元连接，并且(在必要时与连接单元的控制器结合的情况下)被配置用于控制朝向消耗器的功率流。此外，电气设备可以具有另外的电气装置，特别是以消耗能量的方式运行的电气装置，这些电气装置不能通过控制单元来控制。对于根据本发明的控制单元以及根据本发明的设备，得出已经结合该方法所提到的优点。
附图简述
下面借助附图来阐述本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明的电气设备的实施方式；并且
图2示出了用于控制根据本发明的电气设备的根据本发明方法的流程图。
附图描述
图1以一个实施方式示出了根据本发明的电气设备1。示例性地，设备1包括三个电气装置2，这些电气装置经由公共电网连接点(NAP)4与供电网(EVN)5连接。该设备的第一装置2被设置成光伏单元并且具有光伏逆变器10，PV发电机11连接到该光伏逆变器10的DC输入端12。PV逆变器10包括由控制器14控制的DC/AC转换器13。控制器14与测量装置15连接，利用该测量装置15来检测流经AC接口16的电功率PGer,1的特性。该特性可以包括有功功率、无功功率和/或视在功率。控制器14具有比例积分调节器(PI调节器)，并且被配置用于将PV逆变器10的经由AC接口传输的功率流PGer,1调节到预定的额定值。设备1还包括作为第二电气装置2的电池单元，该电池单元具有能够以双向方式运行的电池逆变器20，可再充电电池21连接到该电池逆变器的DC接口22。电池逆变器20也具有DC/AC转换器23、测量装置25和用于控制DC/AC转换器23的控制器24。与PV逆变器10的测量装置15类似，电池逆变器20的测量装置25也被配置用于检测流经AC接口26的电功率PGer,2的特性，例如电池逆变器20的有功功率、无功功率和/或视在功率。与PV逆变器10的控制器14类似，电池逆变器20的控制器24也包括PI调节器，并且被配置用于将电池逆变器20的流经AC接口26的功率流PGer,2调节到额定值。设备1包括作为第三电气装置2的消耗器单元，该消耗器单元具有连接单元30和连接到连接单元30的输入接口32的消耗器31。连接单元30的输出接口36与设备1的NAP 4连接。在朝向消耗器31的方向上流动的功率流PGer,3也可以通过连接单元30改变，特别是可以降低。为此目的，连接单元30具有功率限制器33、用于检测在消耗器31的方向上传输的功率流PGer,3的特性的测量装置35以及用于控制功率限制器33的控制器34。消耗器31可以是能够以交流电运行的消耗器。可替代地，消耗器31也可以被配置成直流电消耗器。在这种情况下，除了所示的部件之外，连接单元还可以包括AC/DC转换器。具体而言，消耗器例如可以被配置成加热元件或用于给电动汽车充电的充电桩。
设备1还包括用于控制电气装置2的上级控制单元3。控制单元3与能量管理***7连接。能量管理***7确定设备1的各个装置2的单独的装置目标PGer,sol1,i并将其传送至控制单元3。控制单元3还与用于检测EVN 的交流电压的特性的测量装置6连接。为此，测量装置6在NAP的面向EVN的一侧与EVN 5连接。由测量装置6检测的特性可以是交流电压的振幅U0和/或频率f。测量装置6还能够检测在EVN 5与设备1之间交换的功率流PAnl的特性。功率流PAnl的特性可以是有功功率、无功功率和/或视在功率。
控制单元3被设计和配置用于执行根据本发明的方法。为此目的，控制单元3知道经由NAP 4传输的设备1的功率流PAnl的设备目标PAnl,soll，以及设备目标PAnl,soll的容差范围。设备目标PAnl,soll可以在考虑对于从EVN的功率消耗的费率协议(Tarifvereinbarung)的情况下得出，并且可以储存在控制单元3或能量管理***7中。可替代地，设备目标PAnl,soll以及必要时设备目标PAnl,soll的容差范围可以由控制单元3根据由NAP 4处的测量装置6检测到的存在于EVN 5中的交流电压的特性来确定。为此，控制单元3可以考虑特性曲线，例如有功功率-频率特性曲线(P(f))、无功功率-电压特性曲线(Q(U))、无功功率-有功功率特性曲线(Q(P))和/或相位差-有功功率特性曲线(cos_phi(P))。
在图1中，电气设备1被示例性地示为三相设备，其中三个相导体中的每个相导体分别与三相EVN 5的对应的相导体连接。这在图1中由NAP4两侧的三条斜线表示。然而，在本发明的范围内，可替代地，该设备可以具有不同数量的相导体，并且例如实施为单相设备或两相设备。在这种情况下，一个相导体或两个相导体中的每个相导体与EVN 5的对应的相导体连接。该设备可以具有另外的产生能量、消耗能量以及产生能量和消耗能量的装置2，其在图1中由连接单元30下方的点表示。在此，也可以是不能经由或不经由控制单元3控制的装置。
图2以流程图的形式示出了方法的一个实施方式，其在下文以图1的电气设备为例来示例性地进行阐述。
该方法以步骤S1开始。在接下来的第二步骤S2中，例如通过能量管理***7为设备1的每个装置i确定单独的装置目标PGer,soll,i。在步骤S3中，由测量装置6检测设备1的NAP 4处的交流电压的特性。在本文情况下，检测设备1的振幅U0、频率f和功率流PAnl。将这些特性传输到控制单元3。
在接下来的步骤S4中，控制单元3根据在NAP 4处检测到的交流电压的特性并且在考虑特性曲线的情况下得出设备1的设备目标PAnl,soll和设备目标PAnl,soll的容差范围。设备目标PAnl,soll在容差范围内。在此，设备目标可以与阈值之一一致。例如，可以基于检测到的频率f并且在考虑有功功率-频率特性曲线P(f)的情况下得出设备1的功率流PAnl的有功功率分量的设备目标PAnl,soll和与该设备目标相关联的容差范围。在本文情况下，容差范围示例性地由功率流，特别是其有功功率分量的下阈值PTH1(其中，PTH1≤PAnl,soll)和上阈值PTH2(其中，PTH2≥PAnl,soll)来确定。
在步骤S5中，将在步骤S3中在NAP 4处得出的设备1的功率流PAnl与设备目标PAnl,soll的容差范围进行比较。如果经由NAP 4传输的功率流PAnl在设备目标PAnl的容差范围内，也就是说如果PTH1≤PAnl≤PTH2适用于设备1的功率流PAnl，则该方法分支到步骤S6，在步骤S6中，设备1通过控制单元3在第二阶段中运行。在此，单独的装置目标PGer,soll,i被传送到设备1的装置2的相应调节器。可以将用于多个电气装置的调节器中的每个调节器布置在与其相关联的电气装置中。为此可替代地，调节器也可以被共同布置在控制单元内。如果调节器被布置在装置2中，则控制单元3向设备1的装置2发信号通知设备1的功率流PAnl在设备目标PAnl,soll的容差范围内或者该方法在第二阶段中运行。在将调节器布置在控制单元3中的情况下，不需要相应的信号通知。响应于此，设备1的每个装置2以这样的方式被调节，使得其功率流PGer,i尽可能地达到相应的装置目标PGer,soll,i或对应于该相应的装置目标PGer,soll,i。这种调节可以通过各个电气装置2的控制器14、24、34或者通过布置在控制单元3内的调节器来实现。
该方法最后跳回到步骤S3，在该步骤中，测量装置6再次检测设备1的流经NAP 4的功率流PAnl以及交流电压的振幅U0和频率f。
如果经由NAP 4传输的设备1的功率流PAnl在设备目标PAnl,soll的容差范围之外，也就是说如果PTH1≤PAnl≤PTH2不适用，则该方法分支到步骤S7，在该步骤中，根据本发明的方法通过控制单元3在第一阶段中运行。在这里，目的是在设备目标PAnl,soll的方向上修改与EVN 5交换的设备1的功率流PAnl，至少进行修改使得功率流再次改变到设备目标PAnl的容差范围内。
如果装置2的调节器被布置在相应的装置2中，则控制单元3向设备1的装置2发信号通知该方法在第一阶段中运行。在将装置2的调节器布置在控制单元3中的情况下，不需要这种信号通知。随后，将经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000131
或包括经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000132
的变量
Figure BDA0003121843560000133
例如装置的经修改的额定值与功率流之间的经修改的差(根据
Figure BDA0003121843560000134
)传送到电气装置2的调节器。经修改的额定值
Figure BDA0003121843560000135
包括第一校正项和第二校正项，该第一校正项取决于设备1的功率流PAnl与设备目标PAnl,soll之间的差，该第二校正项考虑了各个装置的功率流PGer,i与其相应的单独的装置目标PGer,soll,i的存在的总偏差(即，在所有装置上求和的偏差)，并且利用该第二校正项将存在的总偏差
Figure BDA0003121843560000136
分配到设备1的各个装置i上。在此，可以以不加权的方式或者必要时以利用加权因子Xi加权的方式进行分配。通过第二校正项确保了设备1的每个装置的功率流PGer,i与相应的单独的装置目标PGer,soll,i之间的差ΔPGer,i＝PGer,soll,i-PGer,i对应于装置特定的规定值。
参考标记列表
1 设备
2 装置
3 控制单元
4 电网连接点
5 供电网
6 测量装置
7 能源管理***
10 光伏(PV)逆变器
11 PV发电机
12 DC输入端
13 DC/AC转换器
14 控制器
15 测量装置
16 AC接口
20 电池逆变器
21 电池
22 DC接口
23 DC/AC转换器
24 控制器
25 测量装置
26 AC接口
30 连接单元
31 消耗器
32 AC接口
33 功率限制器
34 控制器
35 测量装置。

Claims (14)

1.一种借助于控制单元(3)控制电气设备(1)的方法，所述设备(1)具有多个电气装置(2)，其中所述设备(1)经由公共电网连接点(4)与供电网(5)连接，并且其中所述多个装置(2)选自能够以产生能量的方式运行的装置(2)、能够以储存能量的方式运行的装置(2)和能够以消耗能量的方式运行的装置(2)，其中所述方法具有：
第一阶段，其旨在达到在所述电网连接点(4)处分配给所述设备(1)的功率流PAnl的设备目标PAnl,Soll，和
第二阶段，其旨在使每个装置(2)达到相应装置(2)的功率流PGer,i的单独的装置目标PGer,Soll,i，
其中，所述方法包括以下步骤：
在所述电网连接点(4)处检测所述设备(1)的功率流PAnl，
将检测到的所述设备(1)的功率流PAnl与所述设备(1)的设备目标PAnl,Soll进行比较，
如果所述设备(1)的功率流PAnl在所述设备目标PAnl,Soll的容差范围内，则在所述第二阶段中运行所述方法，使得每个装置(2)尽可能地达到与其相关联的单独的装置目标PGer,Soll,i，并且
如果所述设备(1)的功率流PAnl在所述设备目标PAnl,Soll的容差范围之外，则在所述第一阶段中运行所述方法，其中所述设备(1)的装置(2)在达到所述设备目标PAnl,Soll的方向上被调节，使得对于每个装置(2)，所述装置(2)的相应功率流PGer,i与相应的单独的装置目标PGer,Soll,i之间的差ΔPGer,i＝PGer,soll,i-PGer,i对应于装置特定的规定值。
2.根据权利要求1所述的控制电气设备(1)的方法，其中，每个装置(2)的装置特定的规定值被选择成使得为所述装置(2)得出相对于相应装置(2)的标称功率PGer,Nom,i的同样大小的相对偏差ΔPGer,i/PGer,Nom,i。
3.根据权利要求1所述的控制电气设备(1)的方法，其中所述装置特定的规定值被选择成使得对于所述设备(1)的至少一个装置(2)，所述装置(2)的功率流的相对于所述标称功率的相对偏差ΔPGer,i/PGer,Nom,i不同于所述设备(1)的其他装置(2)的相对偏差ΔPGer,j/PGer,Nom,j。
4.根据权利要求3所述的控制设备(1)的方法，其中，通过分配给所述装置(2)的不同的加权因子Xi来调节功率流与单独的装置目标的相对偏差ΔPGer,i/PGer,Nom,i。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，各个装置(2)的单独的装置目标PGer,soll,i随时间变化。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，关于装置(2)的功率流的单独的装置目标PGer,soll,i由装置(2)本身提供和/或随时间改变。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，关于各个装置(2)的功率流的单独的装置目标PGer,Soll,i由上级能量管理***(7)提供和/或随时间改变。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，所述设备目标PAnl,soll和/或所述设备目标PAnl,soll的容差带随时间变化。
9.根据权利要求8所述的控制设备(1)的方法，其中，根据对所述电网连接点(4)处的频率、电压、有功功率和/或无功功率的检测并且在考虑特性曲线的情况下确定所述设备目标PAnl,Soll和/或所述设备目标PAnl,Soll的容差带，其中所述特性曲线特别地包括有功功率-频率特性曲线(P(f))、无功功率-电压特性曲线(Q(U))、无功功率-有功功率特性曲线(Q(P))和/或相位差-有功功率特征曲线(cos_phi(P))。
10.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，所述设备目标PAnl,Soll和/或所述设备目标PAnl,Soll的容差带由所述供电网(5)的运营商通过无线电或有线地预先规定。
11.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备(1)的方法，其中，重复地执行，特别是以规则的时间间隔重复地执行所述方法的步骤。
12.一种控制电气设备(1)的控制单元(3)，其中，所述设备(1)包括多个电气装置(2)，并且包括能够以产生能量的方式运行的装置(2)、能够以储存能量的方式运行的装置(2)和/或能够以消耗能量的方式运行的装置(2)，其特征在于，所述控制单元(3)被设计和配置用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
13.一种具有多个电气装置(2)的消耗能量和/或产生能量的电气设备(1)，其中，所述设备(1)包括能够以产生能量的方式运行的至少一个装置(2)、能够以储存能量的方式运行的至少一个装置(2)和/或能够以消耗能量的方式运行的至少一个装置(2)，其特征在于，所述设备(1)包括根据权利要求12所述的控制单元(3)。
14.根据权利要求13所述的消耗能量和/或产生能量的设备(1)，其特征在于，所述电气装置(2)中的至少一个电气装置具有逆变器，特别是PV逆变器(10)或电池逆变器(11)。
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