-
Der Gegenstand betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung sowie ein Computerprogramm zur Auslegung eines Batteriespeichers an einem Anschlusspunkt einer Last an ein Energieversorgungsnetz.
-
Der Einsatz von Batteriespeichern, welche für den zeitlichen Verschub einer Last und/oder zur Erbringung von Netzdienstleistungen eingesetzt werden, wächst stetig. Verbraucher/Teilnehmer an Energieversorgungsnetzen sind über einen Anschlusspunkt an das Energieversorgungsnetz angeschlossen. Teilnehmerseitig des Anschlusspunktes ist in der Regel eine Mehrzahl an Verbrauchern angeschlossen, die in ihrer Gesamtheit eine Last für das Energieversorgungsnetz darstellen. Die Verbraucher werden zu unterschiedlichen Zeiten mit unterschiedlichen elektrischen Leistungen betrieben. Für die Gesamtlast ergibt sich in der Regel ein für die Last typischer Lastgang.
-
Sind zu viele Lasten in einem Energieversorgungsnetz zueinander ähnlich, so wird die Belastung des Energieversorgungsnetzes zunehmend unstetig und ist durch hohe Schwankungen der zur Verfügung zu stellenden Leistungen geprägt. Besonders hohe Lastspitzen einerseits und tiefe Lastminima andererseits führen zu starken Belastungen der Netzsteuerung, insbesondere zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität Hohe Lastspitzen müssen einerseits zeitgenau befriedigt werden, andererseits führen insbesondere Lastminima zu einer Überkapazität im Versorgungsnetz, was zu Abschaltungen von Generatoren führen kann.
-
Im Rahmen der Netzführung ist es erforderlich, sowohl ein zulässiges Spannungsband entlang eines Versorgungsstrangs zur Verfügung zu stellen, als auch die Netzfrequenz in einem zulässigen Frequenzband zu halten. Die Netzfrequenz ist über alle Spannungsebenen gleich, die zulässigen Spannungsbänder können je nach Spannungsebene variieren.
-
Vor dem Hintergrund der notwendigen Netzstabilisierung lag dem Gegenstand die Aufgabe zu Grunde, die Belastung eines Energieversorgungsnetzes durch eine geeignete Auslegung eines Batteriespeichers zu reduzieren.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 11 sowie ein Computerprogramm nach Anspruch 13 gelöst.
-
Ein Batteriespeicher, auch Akkumulator oder dergleichen genannt, verfügt in der Regel über eine Vielzahl an Speicherzellen, die zusammen geschaltet die gewünschte Speicherkapazität gewährleisten. Die gegenständlichen Batteriespeicher bewegen sich bevorzugt in den Größenordnungen zwischen Leistungen von 100 kW bis 30 MW und C-Faktoren von z.B. zwischen 0,25 h-1 und 4 h-1.
-
Typische Lasten, die für das gegenständliche Verfahren geeignet sind, sind industrielle & gewerbliche Verbraucher, bei denen die Jahresarbeit zwischen einigen Megawatt und einigen Gigawatt liegt. Lasten können beispielsweise Maschinen der verarbeitenden Industrie, Schmelzöfen, Kühlhäuser, Serverfarmen oder dergleichen sein.
-
Es ist erkannt worden, dass, wenn eine Vielzahl von einander sehr ähnlichen Lasten im Energieversorgungsnetz betrieben werden, insbesondere entlang eines gleichen Hochspannungs- oder Mittelspannungsstrangs oder eine gleichen Hochspannungs- oder Mittelspannungsebene, aber auch entlang eines gleichen Niederspannungsstrangs, die Gewährleistung der Netzstabilität zunehmend komplexer wird. Aus diesem Grunde soll durch eine geeignete Auslegung des Batteriespeichers, insbesondere hinsichtlich seiner Kapazität, seiner zeitlichen Nutzung und seiner Nutzung abhängig von der aktuellen Last eine Verschiebung von Lasttypen erfolgen.
-
Hierzu wird vorgeschlagen, dass zunächst ein Lastgang einer Last zeitlich vor einem Anschluss und einem Betrieb des Batteriespeichers erfasst wird. Ein Lastgang zeichnet den Verlauf der elektrischen Leistung am Anschlusspunkt auf. Bevorzugt ist ein Lastgang durch gemittelte Viertelstundenwerte oder Halbstundenwerte der Leistung gekennzeichnet. So entstehen, bei 15 min. Werten, pro Stunde 4 Lastpunkte, pro Tag 96 Lastpunkte und pro Jahr 35.040 Lastpunkte.
-
Der Lastgang wird anschließend derart ausgewertet, dass abhängig von der Auswertung die Last einem von zumindest zwei verschiedenen Lasttypen zugeordnet wird.
-
Lasttypen zeichnen sich durch typische Lastverläufe in ihrem Cluster aus. Ein möglicher Lasttyp zeichnet sich beispielsweise durch eine bestimmte Mindestzahl an Volllaststunden aus. Abhängig von beispielsweise unterschiedlichen Mindestanzahlen von Volllaststunden können verschiedene Lasttypen definiert werden. Auch können Lasttypen basierend auf einer maximalen Anzahl an Volllaststunden definiert werden. Darüber hinaus kann für einen Lasttyp ein Mindestwert einer Jahresarbeit relevant sein. Auch können Lasttypen als „atypisch“ gekennzeichnet sein.
-
Basierend auf dem ausgewerteten Lastgang lässt sich somit zunächst die Last einem der Lasttypen zuordnen.
-
Um die Netzbelastung möglichst gleichmäßig zu halten, ist es wünschenswert, in einem Netz Lasttypen zu betreiben, die in Summe ein möglichst stetiges Profil ergeben. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher derart ausgelegt wird, dass zeitlich nach dem Anschluss des Batteriespeichers an den Anschlusspunkt die Last einem veränderten Lasttyp zugeordnet werden kann. Das heißt, dass der Betrieb des Batteriespeichers so ausgelegt ist, dass er dazu führt, dass die Last gegenüber ihrem vorherigen Verhalten so verändert ist, dass sie einem anderen Lasttyp zugeordnet werden kann. Hierdurch kann erreicht werden, dass solche Lasten, die zunächst einem gleichen Lasttyp zugeordnet wurden, durch den Einsatz und den ausgelegten Betrieb des Batteriespeichers unterschiedlichen Lasttypen zugeordnet werden können und somit das Energieversorgungsnetz unterschiedlich belasten und insofern zur Netzstabilisierung beitragen.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Last abhängig von Leistungsmittelwerten pro Messintervall des Lastgangs einem Lasttyp zugeordnet wird. Ein Messintervall kann dabei beispielsweise eine Viertelstunde, eine halbe Stunde, eine Stunde oder dergleichen sein. Ein Leistungsmittelwert kann das arithmetische Mittel der in dem Messintervall erfassten Leistungswerte sein. In einem Lastgang wird so pro Messintervall ein Datenpunkt (Lastpunkt) erfasst. Ein Lastgang erstreckt sich über einen Beobachtungszeitraum, der beispielsweise eine Woche, einen Monat, ein halbes Jahr, ein Jahr, zwei Jahre sein kann.
-
Wie bereits erläutert, lassen sich Lasttypen anhand verschiedenster Kriterien, welche sich aus dem Lastgang ergeben, bestimmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein Lasttyp durch eine Anzahl an Volllaststunden der Last bestimmt wird. Die Anzahl der Volllaststunden ergibt sich aus dem Quotient aus der Jahresarbeit und der Spitzenlast innerhalb des Beobachtungszeitraums, hier z.B. des Jahres. Volllaststunden sind ein Maß für den Nutzungsgrad einer Last Mit Volllaststunden kann die Zeit bezeichnet werden, die eine Last bei Nennleistung betrieben werden musste, um die gleiche Arbeit umzusetzen, wie die Anlage innerhalb des Beobachtungszeitraums, also beispielsweise eines Jahres, tatsächlich umgesetzt hat.
-
Es ist beispielsweise möglich, Lasttypen abhängig beispielsweise von einer maximalen Anzahl an Volllaststunden als auch von einer minimalen Anzahl an Volllaststunden zu definieren. So ist es beispielsweise möglich, einen ersten Lasttyp so zu definieren, dass eine Last unter diesen ersten Lasttyp fällt, wenn zumindest weniger als 2500 Volllaststunden an dieser Last anfallen. Lasttypen können beispielsweise auch so definiert sein, dass an der entsprechenden Last zumindest mindestens 7000 Volllaststunden, 7500 Volllaststunden oder 8000 Volllaststunden anfallen. Der erste Lasttyp entspricht insbesondere eine Standardnutzung, die letztgenannten Lasttypen sind insbesondere intensive Nutzungen. Bei mehr als 7000 Volllaststunden wird die Last in etwa 80% der Zeit unter Volllast betrieben. Bei 7500 Volllaststunden läuft die Last zu 85% der Zeit unter Volllast und 8000 Vollaststunden bedeutet, dass die Last mehr als 90% der Zeit unter Volllast betrieben wird.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein Lasttyp abhängig von einer absoluten und/oder relativen Abweichung zwischen einer maximalen Leistung der Last in einem Beobachtungszeitraum und einer Leistung der Last in einem Hochlastfenster in dem Beobachtungszeitraum ist. Ein Beobachtungszeitraum kann z.B. ein Tag sein und die maximale Leistung kann z.B. aus allen Tagesganglinien aller Beobachtungszeiträume eines ausgewerteten Lastgangs ermittelt werden. Ein Hochlastfenster kann beispielsweise in einer Tagesganglinie festgelegt werden. Ein Hochlastfenster kann beispielsweise einen bestimmten Zeitraum definieren, der innerhalb des Tagesgangs im Energieversorgungsnetz durch eine höchste Belastung gekennzeichnet ist. Dies können beispielsweise Morgenstunden sein, in denen industrielle Produktion unter Hochlast fährt und Abendstunden, in denen beispielsweise privater Verbrauch am höchsten ist. Vergleicht man die Tagesganglinien einer Last mit den Tagesganglinien an einem Energieversorgungsnetz, so kann man Abweichungen des Tagesganges der Last von der Ganglinie in dem Energieversorgungsnetz feststellen. Beispielsweise hat eine Last eine maximale Leistung in einer Tagesganglinie.
-
Es ist beispielsweise möglich, eine Spitzenlast einer Last aus allen Tagesganglinien des ausgewerteten Lastgangs zu bestimmen. Diese Spitzenlast kann auch aus der Jahresganglinie bestimmt werden. Aus einem Vergleich aller Tagesganglinien der Last mit der Ganglinie im Energieversorgungsnetz lässt sich beispielsweise bestimmen, wie hoch die maximale Leistung der Last in einem Hochlastfenster war. Ist der Unterschied zwischen der maximalen Leistung der Last in dem Hochlastfenster zu der Spitzenleistung der Last größer als ein bestimmter Wert absolut und/oder relativ zu der Leistung der Last im Hochlastfenster, so kann der Lasttyp als „atypisch“ bezeichnet werden.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Lasttyp abhängig von dem Gesamtenergiebezug der Last im einen Jahr, also der Jahresarbeit der Last ist. Auch hier kann es relevant sein, dass eine Last eine Jahresarbeit oberhalb einer gewissen Grenze verbraucht, beispielsweise über eine GWh, über 10 GWh oder dergleichen. Auch ist eine Kombination der oben genannten verschiedenen Kriterien möglich, um einen Lasttyp zu beschreiben. So kann ein Lasttyp „intensive Nutzung“ beispielsweise durch einen Gesamtenergiebezug von mehr als 10 GWh pro Jahr und mehr als 7000 Volllaststunden definiert sein.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher derart ausgelegt wird, dass der Lastgang in dem Energieversorgungsnetz verstetigt wird. Wie bereits zuvor beschrieben, kann es durch geeigneten Einsatz des Batteriespeichers dazu kommen, dass eine Last einem anderen Lasttyp zugeordnet wird. Es kann sinnvoll sein, eine „atypische“ Last in einen Lasttyp „intensiven Nutzung“ zu überführen, um eine gleichmäßigere Nutzung des Energieversorgungsnetzes zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Energiespeicher dafür sorgt, dass die Last mehr Volllaststunden hat und so die im Energieversorgungsnetz ohnehin vorhandene elektrische Leistung dauerhaft und stetig abgerufen wird. Ist in einem Energieversorgungsnetz die Last beispielsweise in einem Hochlastfenster besonders hoch, so kann es sinnvoll sein, eine Last aus einer „intensiven Nutzung“ zu einer Last mit einer „atypischen Nutzung“ zu überführen und somit die maximale Leistung dieser Last in dem Hochlastfenster zu reduzieren.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass bei der Auslegung des Batteriespeichers zumindest eine maximal verfügbare Kapazität des Batteriespeichers berücksichtigt wird. Die Kosten für einen Batteriespeicher sind bei der Auslegung des Batteriespeichers natürlich von Interesse. Mit steigender Kapazität steigen auch die Kosten. Die Auslegung des Batteriespeichers gemäß des Gegenstandes berücksichtigt unter anderem auch die verfügbare Kapazität des Batteriespeichers.
-
Insbesondere bei starken Lastschwankungen ist es notwendig, dass diese starken Schwankungen durch leistungsstarke Batteriespeicher ausgeglichen werden. Bei der Auslegung des Batteriespeichers kann daher auch die maximal verfügbare Leistung des Batteriespeichers berücksichtigt werden. Eine hohe Leistung führt zu einer großen Fähigkeit, starke Leistungsschwankungen auszugleichen und umgekehrt.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass bei der Auslegung des Batteriespeichers zumindest ein elektrischer Verlust des Batteriespeichers berücksichtigt wird. Innere Verluste innerhalb des Batteriespeichers führen naturgemäß dazu, dass nicht stets die gesamte Leistung oder Kapazität des Batteriespeichers am Anschlusspunkt zur Verfügung steht. Daher wird vorgeschlagen, den Verlust in dem Batteriespeicher bei der Auslegung zu berücksichtigen.
-
Für die Auslegung des Batteriespeichers ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel die maximale Leistung am Anschlusspunkt relevant. Ein Anschlusspunkt ist mit einer maximalen Leistung an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen. Dies ist beispielsweise abhängig davon, in welcher Spannungsebene der Anschlusspunkt an das Energieversorgungsnetz angeschlossen ist. Bei einer hohen Leistung am Anschlusspunkt kann ein Batteriespeicher naturgemäß erheblich schneller geladen werden als bei einer geringen Leistung. Auf der anderen Seite kann das Entladen des Batteriespeichers zur Netzstabilisierung bei einer hohen maximalen Leistung am Anschlusspunkt schneller erfolgen als bei einer geringeren Leistung. Diese Faktoren spielen somit eine Rolle bei der Auslegung des Batteriespeichers.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher hinsichtlich seines Betriebs und/oder seiner Leistung und/oder seiner Kapazität ausgelegt wird. Bei der Auslegung des Batteriespeichers wird beispielsweise festgelegt, zu welchen Bedingungen der Batteriespeicher wie arbeiten soll. So kann beispielsweise ein Leistungsfluss am Anschlusspunkt relevant dafür sein, ob der Batteriespeicher geladen oder entladen wird, um die gewünschte Verschiebung des Lasttyps zu erreichen. Auch kann eine Tageszeit, ein Wochentag, ein Monat oder dergleichen relevant dafür sein, wie der Batteriespeicher betrieben wird um die Last einem anderen Lasttyp zuzuordnen. Auch wird der Batteriespeicher hinsichtlich seiner Leistung entsprechend ausgelegt werden, so dass er die notwendige Leistung zur Verfügung stellen kann, wenn dies notwendig ist. Auch die Kapazität des Batteriespeichers wird entsprechend berücksichtigt, um Speicherzyklen einhalten zu können, die notwendig sind, um die Last einem anderen Lasttyp zuordnen zu können.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher abhängig von einem Messwert der Leistung an dem Anschlusspunkt und/oder einer Tageszeit ausgelegt wird. Abhängig beispielsweise von einem Leistungsfluss an dem Anschlusspunkt kann der Batteriespeicher so ausgelegt werden, dass er lädt oder entladen wird. So ist es beispielweise möglich, dass bei einem hohen Leistungsbezug, der jedoch geringer ist als die maximale Leistung, der Batteriespeicher trotzdem geladen wird, um die Anzahl der Volllaststunden zu erhöhen. Auch kann durch die Auslegung des Batteriespeichers eine Lastspitze reduziert werden, um bei gleicher Jahresarbeit die Anzahl der Vollaststunden zu erhöhen. Andererseits kann ein Batteriespeicher bei einem geringen Leistungsbezug entladen werden, um beispielsweise die Nutzung „atypisch“ zu machen.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher entsprechend seiner Auslegung betrieben wird. Gegenständlich werden historische oder zukünftig zu erwartende Lastgänge verwendet, um die Last einem Lasttyp zuzuordnen. Anschließend wird der Batteriespeicher ausgelegt und am Anschlusspunkt entsprechend seiner Auslegung betrieben. Ein dann erfasster Lastgang ist bevorzugt derart, dass bei einer Auswertung dieses Lastgangs festgestellt wird, dass die Last einem anderen Lasttyp zugeordnet werden kann. Dies setzt aber voraus, dass der Batteriespeicher gemäß der zuvor festgelegten Auslegung betrieben wird.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher hinsichtlich des Bezugs der Last an dem Anschlusspunkt ausgelegt wird. Der Bezug kann historisch oder zukünftig erwartet, errechnet als Saldo aus Verbrauch und ggf. Eigenerzeugung bestimmt werden. Bevorzugt wird der Eigenverbrauch des Batteriespeichers optimiert, das heißt, dass die elektrische Leistung, die vom Energiespeicher zur Verfügung gestellt wird, durch die Last selbst bezogen wird.
-
Auch wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher hinsichtlich der Bereitstellung von Frequenzregelung ausgelegt wird. Ein Anschlusspunkt kann dazu genutzt werden, die Netzfrequenz zu messen und ggf. regelnd einzugreifen. Hier ist beispielsweise eine Bereitstellung sogenannter Primärregelenergie möglich. Soll der Batteriespeicher eine solche Funktion haben, kann seine Auslegung anders sein, als wenn der Batteriespeicher keine Frequenzregelung zur Verfügung stellen müsste. Daher wird zuvor festgelegt, ob der Batteriespeicher zur Erbringung von Frequenzregelung genutzt werden soll und im beispielsweise auch wie groß diese Regelenergie sein soll. Dies hat Einfluss auf beispielsweise die Kapazität und Leistung des auszulegenden Batteriespeichers.
-
Auch wird vorgeschlagen, dass der Batteriespeicher hinsichtlich der Bereitstellung von Blindleistungskompensation am Anschluss ausgelegt wird. Sowohl der Wechselrichter als auch die Kapazität des Batteriespeichers kann dahingehend ausgelegt werden, dass Blindleistungskompensation möglich ist. Abhängig von dem Umfang und Betrag der gewünschten Blindleistungskompensation erfolgt anschließend die Auslegung des Batteriespeichers.
-
Auch kann der Batteriespeicher an der Last als Notstromversorgung oder unterbrechungsfreie Stromversorgung betrieben werden. In diesem Fall muss der Batteriespeicher insbesondere stets eine Mindestenergie speichern, um im Falle eines Netzausfalls als unterbrechungsfreie Stromversorgung oder Notstromversorgung agieren zu können. Diese Reservekapazität des Batteriespeichers muss bei seiner Auslegung berücksichtigt werden.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Lastgang von zumindest ein Jahr erfasst wird und die Last dem Lasttyp basierend auf dem Lastgang zumindest eines Jahres zugeordnet wird. In der Regel werden Lasten Lasttypen abhängig von den Jahresganglinien zugeordnet. Daher wird die Erfassung des Lastgangs über zumindest ein Jahr vorgeschlagen.
-
Weitere Aspekte ergeben sich aus den Ansprüchen 11-13.
-
Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungsformen generell lediglich Beispiele sind, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Insbesondere kann jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.
-
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen schematischen Aufbau eines Systems zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens;
- 2a, b eine Jahresganglinie einer Last;
- 3 die Auswertung und Zuordnung der Last zu verschiedenen Lasttypen;
- 4a, b einen modifizierten Lastgang einer Last.
-
Durch den Einsatz von Batteriespeichern ist es möglich, dass Lastprofil einzelner Lasten am Anschlusspunkt der Last zu beeinflussen. Dies kann insofern von Interesse sein, als durch Veränderung von Lastprofilen einer oder einer Mehrzahl an Lasten die Netzbelastung entlang eines Versorgungsstrangs verstetigt werden kann, so dass Spitzenlasten und lange Zeiten von Lastminima vermieden werden können. Gerade Schwankungen in der Netzleistung sind problematisch hinsichtlich des notwendigen Netzausbaus, sodass eine Verstetigung der Netzlast anzustreben ist.
-
Darüber hinaus kann es auch sinnvoll sein, eine Last so zu betreiben, dass bestimmte Parameter für eine Vergütung des Netzbetreibers erfüllt sind. Große Lasten rechnen die bezogene Energie in einem Arbeitspreis und einem Leistungspreis ab. Der Arbeitspreis errechnet sich aus einem Preis pro kWh multipliziert mit der Anzahl der kWh. Der Leistungspreis berechnet sich unter anderem aus dem Lasttyp. Im Standardfall ist der Leistungspreis abhängig von einem maximalen Viertelstundenmittelwert im Jahr multipliziert mit einem Faktor [€/kW]. Im Falle des Lasttyps „Standardfall“ kann der Einsatz des Batteriespeichers bereits dann vorteilhaft sein, wenn der maximale Viertelstundenmittelwert des Jahres reduziert wird.
-
Ein weiterer Lasttyp kann eine Last mit weniger als 2500 Volllaststunden sein. Bei einem solchen Lasttyp kann der Fixbetrag des Leistungspreises geringer sein und der Arbeitspreis höher als der Standardfall. Durch den Einsatz eines Batteriespeichers kann der Lasttyp einer Last vom „Standardfall“ beispielsweise in den Lasttyp mit „weniger als 2500 Volllaststunden“ sinnvoll sein, da gegebenenfalls der geringere Leistungspreis vorteilhaft sein könnte. Außerdem wird hierdurch erreicht, dass das Netz weniger stark dauerhaft belastet wird.
-
Ein weiterer Lasttyp kann die sogenannte „atypische Netznutzung“ sein. Bei solchen Lasten liegt die Lastspitze in Zeiten welche, bezogen auf den viertelstündlichen Gesamtbezug in der Netzebene, typischerweise nicht in Hochlastfenstern liegen. Hierbei kann eine Abrechnung des Leistungspreises davon abhängig sein, wie hoch eine maximale Leistung dieser Last innerhalb der Hochlastfenster verteilt über das gesamte Jahr war. Hierbei wird ermittelt, was die maximale Leistung der Last in allen über den Beobachtungszeitraum verteilten Hochlastfenstern war. Diese maximale Leistung wird mit einem Leistungspreis multipliziert. Eine weitere Voraussetzung für diesen Lasttyp ist, dass der Unterschied zwischen der maximalen Last und der maximalen Last im Hochlastfenster mindestens 100 kW beträgt und zusätzlich mindestens 5%, 10% oder 30% von der maximalen Last im Hochlastzeitfenster liegt. Die genannten Prozentwerte beziehen sich auf die Höchstspannungsebene mit 5%, die Hochspannungsebene mit 10% und die Niederspannungsebene mit 30%. Dadurch, dass für den Leistungspreis lediglich die maximale Last in einem Hochlastfenster relevant ist, kann es sinnvoll sein, durch eine geeignete Auslegung des Batteriespeichers die Last derart zu steuern, dass die maximale Last in den Hochlastfenstern sehr gering ist, die Last dennoch in die Kategorie „atypische Netznutzung“ fällt.
-
Ein Lasttyp für „intensive Netznutzung“ kann sich aus der Anzahl der Volllaststunden, beispielsweise 7000, 7500 oder 8000 bestimmen. Bei einem solchen Lasttyp kann u.U. ein gewisser Prozentsatz vom Netzentgelt berechnet aus dem Leistungspreis von dem Arbeitspreis abgezogen werden. Zur Erhöhung der Volllaststunden kann es sinnvoll sein, die maximale Leistung in Lastspitzen zu reduzieren, ohne die Gesamtjahresarbeit zu verringern. Dies führt zu einer Erhöhung der Volllaststunden und zu einer Reduktion des Netzentgeltes und gleichzeitig einer Verstetigung der Last im Energieversorgungsnetz.
-
Diese und andere Lasttypen lassen sich durch geeignete Ansteuerung einer Last als auch eines an der Last angeschlossenen Batteriespeichers erreichen.
-
1 zeigt ein Energieversorgungsnetz 2 mit einem Anschlusspunkt 4 einer Last 6. An der Last 6 können eine Vielzahl an Verbraucher 6a-e angeschlossen sein, welche während ihres Betriebs einen typischen Lastgang der Last 6 verursachen. Zwischen dem Anschlusspunkt 4 und den Verbrauchern 6a-e ist ein Messsystem 8 angeordnet, mit welchem zumindest ein Lastgang und eine Arbeit erfasst werden kann. Der Lastgang wird dabei bevorzugt durch das Messsystem 8 in Viertelstundentakten erfasst, sodass sich pro Viertelstunde ein Lastpunkt ergibt.
-
Mit Hilfe eines Auswertesystems 10, welches zur Durchführung des gegenständlichen Verfahrens eingerichtet ist, kann ein Lastgang des Messsystems 8 ausgewertet werden. Das Auswertesystem 10 liest mehrere verschiedene Lasttypen ein, die durch bestimmte Charakteristika in den Lastgängen, der Gesamtjahresarbeit oder dergleichen charakterisiert werden können.
-
Ein historischer Lastgang und mögliche bereits bekannte/erwartete Veränderungen der Last 6 wird in dem Auswertesystem 10 mit den verschiedenen Lasttypen verglichen und es wird bestimmt, welchem dieser Lasttypen die Last 6 zugeordnet werden kann.
-
Anschließend wird berechnet, wie ein Batteriespeicher 12 auszulegen ist, um die Last 6 hinsichtlich ihres Lastverhaltens und ihres Lastgangs so zu verändern, dass ein anderer Lasttyp erreicht wird. Bei dieser Berechnung wird versucht, den Lasttyp der Last zu verändern, so dass eine Verstetigung der Netzbelastung eintritt und insbesondere auch das Netzentgelt reduziert wird. Wie oben dargelegt, bestimmt sich das Netzentgelt aus einem Leistungspreis und einen Arbeitspreis. Durch ein Verschieben des Lasttyps der Last 6 ist die variable Komponente des Leistungspreises beeinflussbar, so dass ein Netzentgelt reduziert werden kann. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass eine Verschiebung der Lasttypen eine Verstetigung der Netzbelastung bedingt.
-
Nachdem die Auswertung durchgeführt wurde und ein Batteriespeicher 12 ausgelegt wurde, wird der Batteriespeicher 12 in Betrieb genommen und an der Last 6 angeschlossen. Anschließend erfolgt der Betrieb des Batteriespeichers 12 gemäß seiner Auslegung. Hierbei kann während der Auslegung bestimmt werden, zu welchen Leistungen der Batteriespeicher 12 Energie einspeist oder lädt, zu welchen Zeiten ein Einspeisen oder Laden erfolgt, mit welchen Leistungen ein Einspeisen oder Laden erfolgt und dergleichen. Auch der Betrieb des an dem Batteriespeicher 12 angeordneten Wechselrichters lässt sich bei der Auslegung bestimmen, insbesondere zur Blindleistungskompensation.
-
Eine weitere Komponente kann die Bereitstellung von Primärregelenergie sein, die durch den Batteriespeicher 12 im Falle einer Veränderung der Netzfrequenz, welche am Anschlusspunkt 4 gemessen wird, bereitzustellen ist.
-
Diese und andere die Parameter sind bei der Auslegung berechnet worden und ermöglichen den Betrieb des Energiespeichers 12. Es sei angemerkt, dass auch eine beliebige Wahl der genannten Parameter unabhängig von jeweils anderen Parametern möglich ist, um den Batteriespeicher 12 gegenständlich zu betreiben.
-
2a zeigt den Lastgang einer Last 6 über ein Jahr aufgetragen. Zu erkennen ist eine große Schwankungsbreite in den Leistungsmittelwerten. Ein Bereich 14 des Lastgangs wird näher beleuchtet.
-
In dem Bereich 14 ist zu erkennen, dass eine Lastspitze 14a vorhanden ist. Diese Lastspitze 14a ist, betrachtet man den Gesamtlastgang der 2a, die maximale Leistung der Last 6. Auf Basis dieser maximalen Leistung können die Volllaststunden der Last berechnet, wobei eine Jahresarbeit der Last durch diese maximale Leistung dividiert die Anzahl der Volllaststunden ergibt.
-
Durch eine geeignete Auslegung des Batteriespeichers 12 kann es möglich sein, solche Lastspitzen 14a zu reduzieren, um die Anzahl der Volllaststunden der Last 6 zu erhöhen. Dies ist in den 4a und 4b dargestellt. Zu erkennen ist in der 4b, dass der Ausschnitt 14 des Lastgangs die Lastspitze 14a nicht mehr aufweist. Die benötigte elektrische Energie wird vom Batteriespeicher 12 zur Verfügung gestellt und zu Zeiten, in denen die Last gering ist, wird der Batteriespeicher 12 hierfür aufgeladen.
-
Durch Reduktion der Lastspitzen über den Gesamtlastgang eines Jahres lässt sich beispielsweise ein Lasttyp von einem „Standardfall“ in einen „intensive Nutzung“-Fall verschieben, so dass die Netzbelastung reduziert wird und damit einhergehend ein Netzentgelt zu entrichten ist, welches bei gleicher Jahresarbeit geringer ist.
-
3 zeigt schematisch den Ablauf eines gegenständlichen Verfahrens in einem Auswertesystem 10. Verschiedene Lasttypen 18a-c werden durch das Auswertesystem 10 geladen. Die Lasttypen 18a-c sind hier durch schematische Lastgänge dargestellt, wobei jedoch klar ist, dass ein Lasttyp insbesondere durch eine Spitzenlast, die Anzahl der Volllaststunden, eine Spitzenlast in einem Hochlastfenster, einer Differenz zwischen einer Spitzenlast und einer Spitzenlast in einem Hochlastfenster, einer Jahresarbeit und dergleichen bestimmt werden kann.
-
In das Auswertesystem 10 kann ein Lastgang 16 einer Last 6 geladen werden. Durch Auswertung der Lastgangs 16 kann dieser einer der Lasttypen 20a-e zugewiesen werden. Ein Lasttyp 20a kann beispielsweise ein „Standardfall“ sein. Ein Lasttyp 20b kann beispielsweise „atypische Nutzung“ sein. Ein Lasttyp 20c kann beispielsweise „intensive Nutzung“ mit 7000 Volllaststunden sein. Ein Lasttyp 20d kann beispielsweise „intensive Nutzung“ mit 7500 Volllaststunden sein. Ein Lasttyp 20e kann beispielsweise ein Lasttyp „intensive Nutzung“ mit 8000 Volllaststunden sein. Durch die Auswertung in dem Auswertesystem 10 kann der Lastgang 16 der Last 6 einem der Lasttypen 20a-e zugewiesen werden.
-
Nach dem Auslegen des Batteriespeichers 12 wird dieser entsprechend der Auslegung betrieben und erneut der Lastgang der Last erfasst. Anschließend kann dieser erfasste Lastgang in dem Auswertesystem 10 erneut ausgewertet werden, und es kann festgestellt werden ob die entsprechende Last 6, welche vorher einem ersten Lasttyp 20a-e zugeordnet war nach Betrieb des Batteriespeichers 12 einem anderen Lasttyp 20a-e zugeordnet werden kann.
-
Mit Hilfe des gegenständlichen Verfahrens ist es möglich, Lasttypen von Lasten zu variieren, um dadurch die Netzbelastung in einem Energieversorgungsnetz zu reduzieren.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Energieversorgungsnetz
- 4
- Anschlusspunkt
- 6
- Last
- 6a-c
- Verbraucher
- 8
- Messsystem
- 10
- Auswertesystem
- 12
- Batteriespeicher
- 14
- Ausschnitt eines Lastgangs
- 16
- Lastgang
- 18a-c
- Lastgänge von Lasttypen
- 20a-e
- Lasttypen
