-
Gebiet
-
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen die Steuerung eines lokalen Netzbereichs zur Realisierung einer Local Energy Community (LEC).
-
Hintergrund
-
Local Energy Communities sind selbstständige Versorgungseinheiten, die gemäß Winter Package zukünftig ökonomisch gefördert werden können.
-
LECs umfassen eine oder mehrere Stromerzeugungsanlagen, sowie eine oder mehrere Lasten (z. B. Verbraucher). LECs bilden ein lokales Netzgebiet aus, das einen Ankopplungspunkt zu einem übergeordneten, öffentlichen Stromnetz aufweist, wobei elektrische Energie zwischen der LEC und dem öffentlichen Stromnetz ausgetauscht werden kann. Somit stellt das öffentliche Netz insbesondere ein Backup für das lokale Netzgebiet dar, um z. B. im Über- oder Minderlastfall die LEC versorgen zu können.
-
Damit das öffentliche Stromnetz nicht unnötig von einer derartigen LEC beeinflusst wird, sind strenge Anforderungen von der LEC einzuhalten, insbesondere um die Stabilität des öffentlichen Stromnetzes nicht zu gefährden. Dies macht den Auf- bzw. Ausbau von derartigen LECs teuer und aufwändig.
-
Zusammenfassung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
-
Es wäre wünschenswert, derartige LECs mit möglichst einfachen technischen Spezifikationen betreiben zu können, um diese vom Aufbau und von den Kosten her möglichst einfach ausgestalten bzw. die LECs vereinfachen zu können.
-
Gemäß einem ersten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren offenbart, durchgeführt von einer Steuereinrichtung, das Verfahren folgendes umfassend:
- - Erhalten von einer Fahrplaninformation indikativ für eine Menge elektrischer Energie, die an zumindest einem Ankopplungspunkt zwischen einem lokalen Netzgebiet und einem öffentlichen Stromnetz für eine vordefinierte Zeitdauer zu übertragen ist, wobei ein erstes Übertragungsverfahren der elektrischen Energie innerhalb des lokalen Netzgebiets von einem vordefinierten zweiten Übertragungsverfahren des öffentlichen Stromnetzes zumindest temporär abweicht, wobei eine galvanische Trennung des lokalen Netzgebiets von dem öffentlichen Stromnetz an dem Ankoppelungspunkt realisiert ist; und
- - Steuerung und/oder Regelung von einem oder mehreren Elementen, die von dem lokalen Netzgebiet umfasst sind, wobei die Steuerung und/oder Regelung zumindest teilweise basierend auf der erhaltenen Fahrplaninformation erfolgt.
-
Gemäß einem zweiten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung offenbart, die zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet ist oder jeweilige Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. Ein oder mehrere der Mittel können auch durch die gleiche Einheit ausgeführt und/oder gesteuert werden. Beispielsweise können ein oder mehrere der Mittel durch einen oder mehrere Prozessoren gebildet sein.
-
Die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Bestandteil (z. B. Einrichtung) des lokalen Netzgebiets (z. B. umfasst von oder operativ (z. B. elektrisch) verbunden mit dem zumindest einen Ankopplungspunkt). Alternativ oder zusätzlich ist die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kommunikationstechnisch mit zumindest einem Element des lokalen Netzgebiets (z. B. mit einer Erzeugungseinrichtung, und/oder einer Last des lokalen Netzgebiets) verbunden. In diesem Fall ist die Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung z. B. ein Server.
-
Gemäß einem dritten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung offenbart, die zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher, der Programmcode beinhaltet, umfasst, wobei der Speicher und der Programmcode eingerichtet sind, mit dem zumindest einen Prozessor eine Vorrichtung (beispielsweise die Vorrichtung mit dem Prozessor und dem Speicher) dazu zu veranlassen, zumindest das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen und/oder zu steuern. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden.
-
Gemäß einem vierten beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein System offenbart, das eine oder mehrere Vorrichtungen umfasst, die eingerichtet sind zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden.
-
In einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst das System gemäß dem vierten beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung:
- - zumindest eine Vorrichtung nach zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
- - ein oder mehrere steuer- und/oder regelbaren Elemente, die über zumindest einen Ankopplungspunkt mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sind;
- - wobei die zumindest eine Vorrichtung und das eine oder die mehreren Elemente ein lokales Netzgebiet ausbilden.
-
Gemäß einem fünften beispielhaften Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm offenbart, das Programmanweisungen umfasst, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. Unter einem Prozessor sollen in dieser Spezifikation unter anderem Kontrolleinheiten, Mikroprozessoren, Mikrokontrolleinheiten wie Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren (DSP), Anwendungsspezifische Integrierte Schaltungen (ASICs) oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) verstanden werden. Dabei können entweder alle Schritte des Verfahrens gesteuert werden, oder alle Schritte des Verfahrens ausgeführt werden, oder ein oder mehrere Schritte gesteuert und ein oder mehrere Schritte ausgeführt werden. Das Computerprogramm kann beispielsweise über ein Netzwerk wie das Internet, ein Telefon- oder Mobilfunknetz und/oder ein lokales Netzwerk verteilbar sein. Das Computerprogramm kann zumindest teilweise Software und/oder Firmware eines Prozessors sein. Es kann gleichermaßen zumindest teilweise als Hardware implementiert sein. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, z.B. einem magnetischen, elektrischen, elektro-magnetischen, optischen und/oder andersartigen Speichermedium. Das Speichermedium kann beispielsweise Teil des Prozessors sein, beispielsweise ein (nicht-flüchtiger oder flüchtiger) Programmspeicher des Prozessors oder ein Teil davon. Das Speichermedium ist beispielsweise gegenständlich, also greifbar, und/oder nicht-transitorisch.
-
Diese fünf Aspekte der vorliegenden Erfindung weisen u.a. die nachfolgend beschriebenen - teilweise beispielhaften - Eigenschaften auf.
-
Unter einem Übertragungsverfahren („erstes“ bzw. „zweites Übertragungsverfahren“), in dem das lokale Netzgebiet und/oder das öffentliche Stromnetz betrieben wird, wird im Sinne des vorliegenden Gegenstands insbesondere verstanden, ob elektrische Energie in dem lokalen Netzgebiet und/oder dem öffentlichen Stromnetz im Gleichstrom-, Wechselstrom-, oder Drehstrom-Übertragungsverfahren übertragen wird. Die jeweiligen Übertragungsverfahren können sich untereinander durch die verwendete Netzfrequenz (auch als Nennfrequenz bezeichnet; trifft nur für das Wechselstrom und Drehstrom Übertragungsverfahren zu), die Spannung, Wirk- und/oder Blindleistung, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen, unterscheiden. Es versteht sich, das weitere derartige Parameter, die mit elektrischen Eigenschaften der zu übertragenden Energie in dem lokalen Netzgebiet und/oder dem öffentlichen Stromnetz im Zusammenhang stehen, das verwendete Übertragungsverfahren entsprechend charakterisieren können.
-
Das öffentliche Stromnetz wird regelmäßig im Bereich von Niederspannungs- und/oder Mittelspannungsverteilnetzen im Übertragungsverfahren Wechselstrom oder Drehstrom (d.h. dreiphasig) mit einer vordefinierten Spannungsebene betrieben. Das Niederspannungsverteilnetz weist z. B. regelmäßig eine deutlich niedrigere Spannungsebene (z. B. 400 V) auf als das Mittelspannungsverteilnetz (z. B. 10 kV, 20 kV oder 30 kV).
-
Unter einer galvanischen Trennung des lokalen Netzgebiets von dem öffentlichen Stromnetz wird im Sinne des vorliegenden Gegenstands insbesondere verstanden, dass an dem zumindest einen Ankoppelungspunkt ein physisches Element angeordnet ist, dass die galvanische Trennung ermöglicht. Es besteht also zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz bei der Verwirklichung keine elektrische Leitung (z. B. eine das lokale Netzgebiet mit dem öffentlichen Stromnetz unmittelbar verbindende Stromleitung). Dennoch ist es möglich, dass zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz elektrische Leistung ausgetauscht wird. Geeignete Elemente sind im Nachfolgenden dieser Spezifikation detailliert erläutert.
-
Der vorliegende Gegenstand ermöglicht es, technische Spezifikationen des lokalen Netzgebiets wesentlich großzügiger, d. h. insbesondere mit mehr Abweichung bzw. Toleranz gegenüber Anforderungen des öffentlichen Stromnetzes, die ansonsten vollständig zu erfüllen wären, auszulegen. Durch die galvanische Trennung des lokalen Netzgebiets von dem öffentlichen Stromnetz wird die Stabilität des öffentlichen Stromnetzes durch herrschende Betriebsparameter des lokalen Netzgebiets, die mitunter stark von denen des öffentlichen Stromnetzes abweichen können, nicht gefährdet. Als weiteren technischen Effekt ermöglicht die gegenständliche Lösung, dass auf der Seite des lokalen Netzgebiets Steuerungsverfahren für von diesem umfasste Elementen wesentlich vereinfacht sind, da ebenfalls keine Parameter, die z. B. von dem öffentlichen Stromnetz vorgegeben sind, eingehalten werden müssen.
-
Eine eindeutige Qualifizierung zum übergeordneten Stromnetz kann durch eine galvanische Trennung an dem zumindest einen Ankopplungspunkt (z. B. ein Mittelspannungsanbindungspunkt zu einem Ortsnetz) erfolgen. Durch diese galvanische Trennung lassen sich die technischen Spezifikationen für das lokale Netzgebiet, z. B. eine LEC, vereinfachen bzw. gegenüber der öffentlichen Versorgung durch das öffentliche Stromnetz vereinfachen. Dies erlaubt den Einsatz von kostengünstigeren Elementen, da diese die mitunter hohen Erfordernisse des öffentlichen Stromnetzes nicht erfüllen müssen. Ferner können technische Größen (insbesondere Frequenz und Spannung) des lokalen Netzgebiets so verändert werden bzw. derart abweichen oder dynamisch genutzt werden, dass auszuführende Steuerungsverfahren in dem lokalen Netzgebiet vereinfacht sind. Ferner kann durch die galvanische Entkopplung z. B. die Frequenz als lokale Steuergröße für eine Leistungsbilanz genutzt werden.
-
Das durch die galvanische Trennung von dem öffentlichen Stromnetz entstehende lokale Netzgebiet kann einerseits die Durchführung eines von der Fahrplaninformation repräsentierten Fahrplans (der z. B. von dem Betreiber des öffentlichen Stromnetzes vorgegeben ist) gewährleisten, und andererseits eine dezentrale Steuerung und/oder Regelung der Elemente des lokalen Netzgebiets unabhängig von dem öffentlichen Stromnetz durchführen.
-
Das öffentliche Stromnetz ist beispielsweise ein Hoch-, Mittel- und /oder Niederspannungsnetz. Das öffentliche Stromnetz wird beispielsweise auch als Verteilnetz bezeichnet.
-
Das lokale Netzgebiet ist beispielsweise autark. Ein derartiges lokales Netzgebiet ist beispielsweise zumindest ein Teil von einer LEC. Eine derartige LEC ist beispielsweise ein Wohnquartier und umfasst sämtliche energietechnischen Elemente bzw. Infrastrukturen) des Wohnquartiers.
-
Ein derartiges lokales Netzgebiet zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine räumliche Nähe zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch der erzeugten Energie besteht, nämlich beispielsweise innerhalb des lokalen Netzgebiets.
-
Das lokale Netzgebiet umfasst beispielsweise ein oder mehrere Elemente. Ein derartiges Element ist beispielsweise eine Erzeugungseinrichtung bzw. Erzeugungsanlage (z. B. (Mikro) Blockheizkraftwerk, Windenergieanlage, Photovoltaikanlage, Gas-und-Dampf-Erzeugungsanlage, oder dergleichen, also eine zur Erzeugung von elektrischer Energie geeignete Einrichtung) und/oder eine Last (z. B. an (Strom-) Leitungen angeschlossene Verbraucher, wie elektrische Einrichtungen (Wärmepumpen, Haushaltsgeräte (z. B. Kühlschrank und/oder Waschmaschine), Unterhaltungselektronik, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen)) und/oder ein Speicher (z. B. stationäre Speicher, Elektrofahrzeuge). Insbesondere ein oder mehrere Elemente, die eine höhere Steuerbarkeit aufweisen (z. B. Wärmepumpen, stationäre Speicher, Elektrofahrzeuge), ermöglichen eine weitgehende Steuerung und/oder Regelung dieser von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente nach beispielhaften Aspekten des vorliegenden Gegenstands. Insbesondere sind diejenigen Elemente der von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente steuer- und/oder regelbar, die große steuer- und/oder regelbare Einheiten darstellen. Dies umfasst insbesondere diejenigen Elemente, die prozentual innerhalb des lokalen Netzgebiets einen signifikanten Anteil elektrische Energie verbrauchen und/oder erzeugen, wie z. B. Erzeugungseinrichtungen, Wärmepumpen, stationäre Speicher, und/oder Elektrofahrzeuge, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen. Für den Fall, dass nur diese vorgenannten Elemente des lokalen Netzgebiets steuer- und/oder regelbar sind, kann bereits eine effiziente Steuerung und/oder Regelung des lokalen Netzgebiets gemäß beispielhaften Ausgestaltungen des vorliegenden Gegenstands erfolgen.
-
Beispielsweise kann das lokale Netzgebiet mehrere Energieerzeugungsanlagen (z. B. jeweils ausgebildet als Photovoltaikanlage) umfassen, die jeweils demjenigen Hauseigentümer gehören, auf dessen Hausdach sie installiert sind, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen. Die die Elemente des lokalen Netzgebiets verbindenden elektrischen Leitungen gehören beispielsweise der LEC gemeinsam, oder sind von städtischem Eigentum, um nur ein weiteres nicht-limitierendes Beispiel zu nennen. Ferner ist der zumindest eine Ankoppelungspunkt zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichem Stromnetz nicht fest definiert, sondern kann je nach Anforderung und/oder Bedarf variieren bzw. variiert werden, soweit möglich.
-
Die von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente sind zumindest teilweise, bevorzugt 100 %ig steuer- und/oder regelbar. Beispielsweise sind die von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente, die (jeweils) als Erzeugungseinrichtung ausgebildet sind, derart steuer- und/oder regelbar, dass die (jeweils) von ihnen erzeugte elektrische Energie steuer- und/oder regelbar ist. Zum Beispiel kann die maximal mögliche Erzeugungsleistung einer jeweiligen oder von allen Erzeugungsanlagen des lokalen Netzgebiets eingestellt werden, oder reduziert bis hin zu überhaupt keiner erzeugten elektrischen Energie von den Erzeugungsanlagen entsprechend eingestellt werden. Ähnliches gilt für die von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente, die als Lasten (z. B. Verbraucher) ausgebildet sind. Diese können beispielsweise in ihrem Verbrauch reduziert oder vollständig ausgeschaltet werden, um nur einige nicht-limitierende Beispiele für eine Steuerung und/oder Regelung zu nennen.
-
Die Elemente des lokalen Netzgebiets sind oder umfassen mindestens steuer- und/oder regelbare Lasten, die eine Rückwirkung/Fahrplanabweichung gegenüber der öffentlichen Versorgung durch das öffentliche Stromnetz im Sinne einer Bilanzverschiebung ausschließen können (z. B. durch die Steuerung der Lasten: Mehr- oder Minderverbrauch der Lasten bewirken, oder Last(en) komplett ausschalten, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen). Typische Realisierungen werden daher beispielsweise entweder 100%ig regelbare Lasten oder eine Kombination aus Lasten, ggf. Speichern und aus steuerbaren Erzeugungseinheiten als Elemente des lokalen Netzgebiets umfassen.
-
Eine entsprechende von dem lokalen Netzgebiet umfasste steuer- und/oder regelbare Last kann beispielsweise eine Wärme-Anwendung sein, die z. B. speicherfähig, sowie steuerbar ist, so dass beispielsweise der Prozess unterbrechbar ist. Um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen, umfassen derartige Wärme-Anwendungen z. B. das Betreiben eines Tauchsieders, einer Nachtspeicherheizung, einer Wärmepumpe eines Kühlgenerators, einer Klimaanlage, oder dergleichen. Eine entsprechende von dem lokalen Netzgebiet umfasste steuer- und/oder regelbare Last kann beispielsweise eine Zwischengröße einer derartigen Wärme-Anwendung und einer konventionellen Last, die z. B. lediglich ein- und ausschaltbar ist, sein. Dies kann beispielsweise eine Last aus Bereichen sein, in denen gesteuert und/oder geregelt werden kann, wie z. B. in den Bereichen von (z. B. Li-Ionen) Akkus, in denen ein Gestalten von Aufladeprozessen möglich ist (z. B. das Laden von einem Elektrofahrzeug).
-
Der zumindest eine Ankoppelungspunkt ist insbesondere ein Element, das sowohl von dem lokalen Netzgebiet als auch von dem (öffentlichen) Stromnetz gemeinsam genutzt wird. Dies kann beispielsweise ein gemeinsam genutztes leistungselektronisches Bauteil sein, das eine Kopplung zur Übertragung von elektrischer Leistung zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz gewährleistet.
-
Die Fahrplaninformation umfasst oder repräsentiert beispielsweise eine Werteliste von mindestens einem Parameter. Alternativ oder zusätzlich umfasst oder repräsentiert die Fahrplaninformation beispielsweise einen oder mehrere Einzelwerte als Parameter, die z. B. als Gruppe gesamthaft oder einzeln übertragen werden können. Die Fahrplaninformation ist ferner beispielsweise indikativ für eine Vorgabe für mindestens einen Parameter des lokalen Netzgebiets bzw. des vorgelagerten Netzes (z. B. öffentliches Stromnetz) oder eines benachbarten lokalen Netzgebiets. Dieser mindestens eine Parameter ist beispielsweise ein Teil der Werteliste oder repräsentiert einen Einzelwert. Beispielsweise kann gemäß der Fahrplaninformation als Vorgabe der mindestens eine Parameter an zumindest einem Ankopplungspunkt des lokalen Netzgebiets zu dem vorgelagerten Netz (z. B. öffentliches Stromnetz) oder dem benachbarten lokalen Netzgebiet eingestellt werden, so dass der mindestens eine Parameter an dem zumindest einen Ankopplungspunkt z. B. entsprechend erfasst (z. B. gemessen) werden kann.
-
Die Fahrplaninformation repräsentiert beispielsweise EVU (Energieversorgungsunternehmen)-typische Messzyklen, wie z. B. von der Dauer 1 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 30 min, 1 Stunde, oder länger. Die Fahrplaninformation repräsentiert beispielsweise Mehr- oder Mindermengen elektrischer Energie, die gemäß dem sogenannten Ausgleichsenergiemarkt gehandelt wurden, und in dem entsprechenden Messzyklus in das Stromnetz eingespeist und/oder von mit dem Stromnetz verbundenen Lasten verbraucht werden sollten. Das lokale Netzgebiet stellt entsprechend die einzuspeisende Energie zur Verfügung bzw. verbraucht die entsprechende Energie des öffentlichen Stromnetzes.
-
Die Fahrplaninformation wird beispielsweise erhalten, indem diese von einer von der zumindest einen Steuereinrichtung umfassten Kommunikationsschnittstelle erhalten (z. B. empfangen) wird. Die Fahrplaninformation wird beispielsweise von einer Netzleitstelle eines öffentlichen Stromnetzes an die zumindest eine Steuereinrichtung übermittelt (z. B. gesendet), und dann seitens der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt empfangen.
-
Das Ausführen der Steuerung und/oder Regelung erfolgt beispielsweise, indem die (steuer- und/oder regelbaren) Elemente des lokalen Netzgebiets entsprechend gesteuert und/oder geregelt werden. Beispielsweise kann eine Steuerungsinformation von der Steuereinrichtung bestimmt werden, z. B. zumindest teilweise basierend auf der Fahrplaninformation. Anschließend kann die bestimmte Steuerungsinformation an das entsprechende zu steuernden bzw. zu regelnden Element (z. B. Last, Erzeugungseinrichtung, Energiespeicher, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) ausgegeben (z. B. übermittelt) werden, so dass das entsprechende Element geregelt bzw. gesteuert wird. Die Ausgabe der Steuerungsinformation kann beispielsweise mittels einer von der Steuereinrichtung umfassten Kommunikationsschnittstelle erfolgen. Für den Fall, dass mehrere Elemente des lokalen Netzgebiets gesteuert und/oder geregelt werden sollen, können beispielsweise mehrere entsprechende Steuerungsinformationen - eine für ein jeweiliges Element der mehreren Elemente - bestimmt und anschließend an das entsprechende Element des lokalen Netzgebiets ausgegeben werden.
-
In einer beispielhaften Ausgestaltung nach allen Aspekten der Erfindung wird die Fahrplaninformation von einer zentralen Einrichtung des öffentlichen Stromnetzes erhalten, z. B. in dem die Fahrplaninformation von dieser zentralen Einrichtung an die Steuereinrichtung gesendet wird. Bei dieser zentralen Einrichtung des öffentlichen Stromnetzes kann es sich beispielsweise um einen Server handeln. Der Server kann beispielsweise von einer Netzleitstelle umfasst sein. Die Netzleitstelle überwacht und steuert und/oder regelt das öffentliche Stromnetz, insbesondere um die Versorgung durch das öffentliche Stromnetz sicherzustellen. Hierbei wird insbesondere darauf geachtet, dass die Nennfrequenz des öffentlichen Stromnetzes austariert ist - im Sinne einer Frequenzregelung, und d. h. möglichst konstant gehalten wird. Ferner erfolgt beispielsweise eine Absicherung von lokalen Leistungsüberlastungen im lokalen Fehlerfall und/oder bei geplanten Wartungsmaßnahmen. Bei einer zu großen Abweichung der Ist-Nennfrequenz von der Soll-Nennfrequenz des öffentlichen Stromnetzes kann es zu einer Unterbrechung der Versorgung durch das öffentliche Stromnetz kommen.
-
In einer beispielhaften Ausgestaltung nach dem zweiten Aspekt ist die Vorrichtung, räumlich Nahe angeordnet bzw. weist eine räumliche Nähe zu den von dem lokalen Netzgebiet umfassten steuer- und/oder regelbaren Elementen derart auf, dass keine Elemente des öffentlichen Stromnetzes zwischen diesen angeordnet sind.
-
Die Begriffe bzw. die Formulierungen „räumlich Nahe“ bzw. „räumliche Nähe“ umfassen im Sinne des vorliegenden Gegenstands, dass die Vorrichtung in einem geographischen Umkreis von 10, 5, 4, 3, 2, 1 km oder weniger zu zumindest einem weiteren Element, das von dem lokalen Netzgebiet umfasst ist, bevorzugt zu allen Elementen des lokalen Netzgebiets angeordnet ist.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist das erste Übertragungsverfahren des lokalen Netzgebiets ein Gleichstrom-, Wechselstrom- oder Drehstromübertragungsverfahren.
-
Für den Fall, dass das lokale Netzgebiet in einem Wechselstrom- oder Drehstromübertragungsverfahren betrieben wird, wird das lokale Netzgebiet mit einer definierten bzw. einstellbaren Netzfrequenz betrieben.
-
Die Netzfrequenz des lokalen Netzgebiets wird auch als Nennfrequenz des lokalen Netzgebiets im Nachfolgenden dieser Spezifikation bezeichnet Die Netzfrequenz ist innerhalb des lokalen Netzgebiets einheitlich. Die Netzfrequenz ist bis auf kleinere regeltechnische Abweichungen vom Nennwert insbesondere zeitlich konstant.
-
Für den Fall, dass das lokale Netzgebiet in einem Gleichstromübertragungsverfahren betrieben wird, wird das lokale Netzgebiet mit einer definierten bzw. einstellbaren Spannungsebene bzw. Spannung betrieben.
-
Ferner können an einem oder mehreren Abgriffen, die von dem lokalen Netzgebiet bereitgestellt werden, für Verbraucher unterschiedliche Spannungen (z. B. 230 V, 400 V, 800 V, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen) bereitgestellt werden. Spannungen des lokalen Netzgebiets können durch den Einsatz von Wechsel- und/oder Gleichrichtern sowohl in Wechselstrom, Drehstrom als auch in Gleichstrom an jeweils verschiedenen Abgriffen in unterschiedlicher Höhe bereitgestellt werden.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung umfasst das Verfahren ferner, für den Fall dass das erste Übertragungsverfahren ein Wechselstrom- oder Drehstromübertragungsverfahren ist:
- - Bestimmen von zumindest einem Steuerparameter mit dem zumindest eine Netzfrequenz des lokalen Netzgebiets verändert wird, wobei der zumindest eine Steuerparameter ausgegeben wird, so dass die Netzfrequenz des lokalen Netzgebiets verändert ist.
-
Das Einstellen der Netzfrequenz ermöglicht Regelungsmechanismen im lokalen Netzgebiet, die beispielsweise nach dem P(U) Ansatz agieren. Weitere Details hierzu sind im Nachfolgenden dieser Spezifikation beschrieben.
-
Der zumindest eine Steuerparameter kann ferner beispielsweise andere technische Größen umfassen, so dass diese technischen Größen entsprechend in dem lokalen Netzgebiet eingestellt werden können durch die Steuerung und/oder Regelung von dem einen oder den mehreren Elementen. Derartige technische Größen, die entsprechend von dem zumindest einen Steuerparameter umfasst oder repräsentiert sein können, sind z. B. Oberwellenparameter, Kurzschlussleistungsparameter, oder dergleichen, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.
-
Das Ausgeben des Steuerparameters bewirkt beispielsweise, dass ein Anpassen bzw. Einstellen der Netzfrequenz erfolgt. Beispielsweise erfolgt die Ausgabe, indem z. B. eine Steuerungsinformation an zumindest ein Element des lokalen Netzgebiets übermittelt wird. Z. B. kann das Übermitteln über ein Kommunikationsnetz erfolgen, z. B. das Internet, über ein Local Area Network (LAN), über ein drahtloses Kommunikationsnetz (z. B. gemäß dem Wireless Local Area Network (WLAN) und/oder Bluetooth Standard), über ein Mobilfunknetz (z. B. gemäß dem General Packet Radio Service (GPRS), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), oder Long Term Evolution (LTE)-Standard), oder über eine (z. B. lokale) Funklösung (z. B. gemäß der Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) Spezifikation), um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen. Es versteht sich, dass dies voraussetzt, dass diejenigen Elemente des lokalen Netzgebiets, welche miteinander kommunizieren sollen, eine oder mehrere zur derartigen Kommunikation ausgebildete Kommunikationsschnittstellen umfassen oder mit diesen verbindbar sind.
-
Der zumindest eine Steuerparameter des lokalen Netzgebiets kann ferner weitere Parameter umfassen oder repräsentieren, wie beispielsweise Strom, Spannung, Wirk- und/oder Blindleistung, oder dergleichen Parameter. Diese Parameter des zumindest einen Steuerparameters können beispielsweise im lokalen Netzgebiet eingestellt werden, so dass z. B. an dem zumindest einen Ankopplungspunkt (z. B. gemäß der Fahrplaninformation vorgegebene Sollwerte) eingehalten werden.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung sind mehrere Ankopplungspunkte zwischen dem öffentlichen Stromnetz und dem lokalen Netzgebiet ausgebildet, wobei das Anpassen der Netzfrequenz des lokalen Netzgebiets zumindest teilweise basierend auf der erhaltenen Fahrplaninformation für die mehreren Ankopplungspunkte erfolgt.
-
Das lokale Netzgebiet kann ferner mehrere Ankoppelungspunkte zu dem öffentlichen Stromnetz aufweisen, wie in beispielhaften Ausgestaltungen nach allen Aspekten der vorliegenden Erfindung in dieser Beschreibung beschrieben ist. Ferner kann jedoch das lokale Netzgebiet auch autark, d. h. unabhängig vom (übergeordneten) öffentlichen Stromnetz betrieben werden. Das lokale Netzgebiet kann zumindest temporär, d. h. für eine vordefinierte zeitliche Dauer, autark von dem öffentlichen Stromnetz betrieben werden.
-
Über die zumindest zwei Ankopplungspunkte kann jeweils von dem lokalen Netzgebiet in das öffentliche Stromnetz, oder vice versa, elektrische Energie transferiert werden. Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Ankopplungspunkte von dem Begriff „mehrere Ankopplungspunkte“ im Sinne des Gegenstands umfasst sind.
-
Die zumindest eine Steuereinrichtung steuert und/oder regelt beispielsweise von den mehreren Ankopplungspunkten umfasste Elemente bzw. die Elemente des lokalen Netzgebiets derart, dass an den mehreren Ankopplungspunkten beispielsweise gemäß der Fahrplaninformation bestimmte Mehr- oder Minderbedarfe elektrischer Energie des öffentlichen Stromnetzes entsprechend übertragen werden.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist die zumindest eine Steuereinrichtung mit dem zumindest einen Ankopplungspunkt operativ verbunden oder von dem Ankopplungspunkt umfasst. Die zumindest eine Steuereinrichtung ist beispielsweise mit dem zumindest einen Ankopplungspunkt elektrisch verbunden, z. B. über eine elektrische Leitung.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist die galvanische Trennung von dem Ankopplungspunkt realisiert oder umfasst, wobei die galvanische Trennung insbesondere mittels eines leistungselektronischen Umrichters oder eines Tief- oder Hochsetzstellers realisiert ist.
-
Ein derartiger leistungselektronischer Umrichter ist beispielsweise ein leistungselektronischer Wechselrichter, der z. B. hinter einer Ortsnetzstation angeordnet ist. Ein derartiger Tief- oder Hochsetzsteller ist beispielsweise direkt an dem Ankopplungspunkt (z. B. Mittelspannungsanbindungspunkt eines Ortsnetzes) angeordnet. Die zumindest eine Steuereinrichtung kann beispielsweise den elektronischen Umrichter oder einen Tief- oder Hochsetzsteller umfassen.
-
Die galvanische Trennung ermöglicht es, dass auf der Seite des öffentlichen Stromnetzes geforderte Rahmenbedingungen, z. B. zur Aufrechterhaltung der Stabilität des öffentlichen Stromnetzes, eingehalten werden, und gleichzeitig auf der Seite des lokalen Netzgebiets eine Verletzung dieser Rahmenbedingungen möglich ist, ohne dass dies einen Einfluss auf das öffentliche Stromnetz hat.
-
Ein konventioneller Ortsnetztrafo ist für eine derartige galvanische Trennung regelmäßig nicht geeignet, da dieser z. B. keine Frequenzanpassung ermöglicht, eine lokale erhöhte Frequenzabweichung aufweist, geänderte Anforderungen an Kurzschlussleistungen nicht erfüllen kann, und/oder anfällig für mitunter auftretende Oberwellen ist, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung wird mittels des zumindest einen Steuerparameters ferner eine Spannungsänderung im lokalen Netzgebiet eingestellt und/oder ausgeglichen, wobei die Spannungsänderung insbesondere durch ein Ein- oder Ausspeichern von elektrischer Energie in bzw. aus einem oder mehreren von dem lokalen Netzgebiet umfasste Speicher, wie z. B. ein Pufferspeicher, erfolgt.
-
Der Pufferspeicher ist beispielsweise in Form einer Batterie. Z. B. mittels eines Einspeicherns von von einer Erzeugungseinrichtung erzeugter elektrischer Energie in den Speicher kann die gespeicherte elektrische Energie beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt zum Verbrauch durch einen Verbraucher (z. B. Last), der von dem lokalen Netzgebiet umfasst ist, aus dem Speicher ausgespeichert werden. Ferner kann ebenfalls in dem Speicher gespeicherte elektrische Energie über den zumindest einen Ankopplungspunkt an das öffentliche Stromnetz transferiert werden, und vice versa.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung wird über den zumindest einen Ankopplungspunkt als Übergabepunkt elektrische Energie zumindest teilweise basierend auf der Fahrplaninformation zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz transferiert, so dass mittels einer spannungsabhängigen Wirkleistungsregelung ein von der Fahrplaninformation umfasster oder repräsentierter Sollwert an dem Übergabepunkt eingestellt wird.
-
Die Fahrplaninformation repräsentiert beispielsweise einen Leistungssollwert (P-Sollwert), der an dem zumindest einen Ankopplungspunkt eingehalten werden soll. Dieser Leistungssollwert kann beispielsweise für eine vordefinierte zeitliche Periode (z. B. EVU-typische Messzyklen) definiert sein.
-
Beispielsweise kann der zumindest eine Steuerparameter Strom- und/oder Spannungsparameter definieren, wobei der zumindest eine Steuerparameter zumindest teilweise basierend auf der Fahrplaninformation bestimmt ist bzw. wird. Die Fahrplaninformation repräsentiert beispielsweise einen oder mehrere Sollwerte (z. B. Grenzwerte) für Spannung, Strom, (Netz-) Frequenz, Wirkleistung und/oder Blindleistung, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen, die an einem bestimmten Ankopplungspunkt (bzw. Ankopplungspunkte für den Fall, dass eine Vielzahl von Ankopplungspunkten (z. B. mindestens zwei Ankopplungspunkte) zwischen dem lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz bestehen) austariert (z B. eingestellt) werden sollen.
-
Dies erlaubt es, dass an dem zumindest einen Ankopplungspunkt zu jeder Zeit gemäß der Fahrplaninformation entsprechend eine Wirkleistungs- und/oder Spannungsregelung seitens der von dem lokalen Netzgebiet umfassten Elemente erfolgt.
-
Zusätzlich oder alternativ kann ein Regelungsmechanismus greifen, der nach dem P(U) Ansatz derart umgesetzt wird, dass beispielsweise eine absinkende Spannung an dem zumindest einen Ankopplungspunkt als Verbrauchssignal interpretiert wird. Auf dieses Verbrauchssignal indikativ für eine Menge elektrischer Energie können ein oder mehrere von dem lokalen Netzgebiet umfasste Speicher gesteuert und/oder geregelt werden, so dass ein Ausspeichern oder Einspeichern von elektrischer Energie entsprechend in den einen oder die mehreren Speicher erfolgt.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung stellt der zumindest eine Ankopplungspunkt mehrere unterschiedliche Gleichstrom-Spannungen zur Nutzung durch das lokale Netzgebiet bereit.
-
Der zumindest eine Ankopplungspunkt kann beispielsweise zwei oder mehr Gleichrichter umfassen. Der zumindest eine Ankopplungspunkt umfasst diese Gleichrichter beispielsweise, indem die Gleichrichter mit dem Ankopplungspunkt operativ (z. B. elektrisch) verbunden sind.
-
Entsprechend können beispielsweise mehrere (zumindest zwei) unterschiedliche Gleichspannungen an dem Ankopplungspunkt, z. B. zum Abgriff durch Verbraucher, bereitgestellt werden. Hierzu eignet sich beispielsweise eine Gleichstromschiene als Übergabepunkt für die Verbraucher. Die Gleichstromschiene kann beispielsweise Gleichspannungen verschiedener Höhen, z. B. 400 V und 800 V, bereitstellen. Insbesondere 800 V DC eignet sich beispielsweise zum Laden von Elektrofahrzeugen.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung ist der zumindest eine Ankopplungspunkt auf einen festen Betriebspunkt durch das Anpassen der Netzfrequenz des lokalen Netzgebiets auf einen vordefinierten Wert austariert.
-
Es kann beispielsweise eine Steuerungsinformation bzw. ein Steuerparameter umfassend beispielsweise mehrere Teile, wobei ein jeder Teil für ein bestimmtes von dem lokalen Netzgebiet umfasstes Element eine Information zu dessen Steuerung und/oder Regelung umfasst oder repräsentiert, bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann für jedes von dem lokalen Netzgebiet umfasstes Element eine eigene (z. B. separate) Steuerungsinformation bestimmt werden. Es versteht sich, dass für letzteren Fall dann sämtliche bestimmten Steuerungsinformationen nach der in dieser Spezifikation beschriebenen Art an die entsprechende Elemente des lokalen Netzgebiets ausgegeben bzw. deren Ausgabe entsprechend veranlasst werden muss.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform aller Aspekte der Erfindung besteht eine Kommunikationsverbindung zwischen der Steuereinrichtung des lokalen Netzgebiets und insbesondere einer zentralen Netzleitstelle des öffentlichen Stromnetzes zum Übertragen von einer oder mehreren Informationen.
-
Hierzu umfasst die zumindest eine Steuereinrichtung beispielsweise eine Kommunikationsschnittstelle. Die Fahrplaninformation kann über die Kommunikationsschnittstelle beispielsweise empfangen werden, z. B. von einer Netzleitstelle des öffentlichen Stromnetzes. Der zumindest eine Steuerparameter kann ferner beispielsweise über die Kommunikationsschnittstelle an ein oder mehrere Elemente, die von dem lokalen Netzgebiet umfasst sind, übertragen (z. B. gesendet) werden.
-
Die oben beschriebenen, zunächst grundsätzlich für sich alleine stehenden Ausführungsformen und beispielhaften Ausgestaltungen aller Aspekte der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden.
-
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren zu entnehmen. Die der Anmeldung beiliegenden Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die beiliegenden Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung erachtet werden.
-
Figurenliste
-
Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 2: eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
- 3: ein Flussdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise von der Steuereinrichtung 110 des Systems der 1 ausgeführt werden kann.
-
Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung
-
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt ein schematisch dargestelltes lokales Netzgebiet 120 mit vorliegend drei Ankopplungspunkten 180-1, 180-2, 180-3 zu einem öffentlichen Stromnetzes 130. Die Ankopplungspunkte sind vorliegend jeweils über einen Transformator mit dem (übergeordneten) öffentlichen Stromnetz 130 (z. B. ein Mittelspannungsnetz) verbunden. Das Stromnetz 130 kann mit mehreren von solchen lokalen Netzgebieten (in 1 nicht dargestellt) nach Art des lokalen Netzgebiets 120 verbunden sein, wobei wiederrum ein oder mehrere Ankopplungspunkte zwischen einem derartigen lokalen Netzgebiet und dem öffentlichen Stromnetz 130 bestehen können.
-
Das System 100 umfasst eine Steuereinrichtung 110, die von dem lokalen Netzgebiet 120 umfasst ist. Die Steuereinrichtung 110 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle (vgl. Kommunikationsschnittstelle 230 der 2). Über die Kommunikationsschnittstelle kann die Steuereinrichtung 110 z. B. eine Fahrplaninformation erhalten (z. B. empfangen). Die Fahrplaninformation kann beispielsweise von einer Einrichtung (z. B. ein Server einer Netzleitstelle) des öffentlichen Stromnetzes 130 an die Steuereinrichtung 110 übermittelt werden.
-
Das lokale Netzgebiet 120 umfasst vorliegend einen Speicher 140, mehrere Hausanschlüsse 160-1 bis 160-5, die Lasten des lokalen Netzgebiets 120 ausbilden, mehrere Erzeugungseinrichtungen für elektrische Energie 150-1, 150-2, 150-3, wobei die Erzeugungseinrichtungen 150-1, 150-2 als Photovoltaikanlagen ausgebildet sind und beispielsweise auf einem Dach desjenigen Hauses, das den Hausanschluss 160-1 bzw. 160-2 umfasst, angeordnet sind. Die Erzeugungseinrichtung 150-3 ist vorliegend als Windenergieanlage ausgebildet. Ferner umfasst das lokale Netzgebiet 120 als Last ein Elektrofahrzeug 160-6, das beispielsweise zum Laden an dem lokalen Netzgebiet 120 angeschlossen ist.
-
Ausgehend von jedem der von dem lokalen Netzgebiet 120 umfassten Transformatoren der Ankopplungspunkte 180-1, 180-2, 180-3 erstreckt sich ein Verteilstrang 170 - der als elektrische Leitung ausgebildet ist - zu den Elementen, die von dem lokalen Netzgebiet 120 umfasst sind. Derartige Transformatoren 180-1, 180-2, 180-3 können beispielsweise als elektronische Transformatoren ausgebildet sein. Die Ankopplungspunkte können beispielsweise einen Betrieb eines Gleichstrom (DC) Netzes ermöglichen. In letzterem Fall sind beispielsweise Gleichrichter anstatt der Transformatoren von den jeweiligen Ankopplungspunkten umfasst. Es versteht sich, dass ein jeweiliger entsprechender Ankopplungspunkt alternativ zu dem entsprechenden in 1 dargestellten Transformator 180-1,180-2,180-3 in bestimmten Anwendungsfällen auch gleichwertig durch einen Gleichrichter, Umrichter, oder elektronischen Transformator realisiert sein kann.
-
Der Energiespeicher 140 ist vorliegend als Batterie bzw. Akku ausgebildet und erlaubt es, Energie in diesem zu speichern, und gespeicherte Energie zum Verbrauch durch Elemente des lokalen Netzgebiets 120 auszuspeisen, und/oder über einen oder mehrere der Transformatoren, die von den jeweiligen Ankopplungspunkten 180-1, 180-2, 180-3 umfasst sind, in das öffentliche Stromnetz 130 einzuspeisen.
-
Die Steuereinrichtung 110 kann beispielsweise eine Schalteinrichtung ausbilden, so dass es möglich ist, einzelne Elemente des lokalen Netzgebiets 120 (vorliegend z. B. Hausanschlüsse 160-1 bis 160-6, Erzeugungseinrichtungen 150-1 bis 150-3, sowie der Speicher 140) gezielt mit elektrischer Energie zu versorgen, so dass eine Steuerung und/oder Regelung dieser Elemente erfolgt.
-
Der Ankopplungspunkt 180-1 umfasst vorliegend zwei Abgriffe für elektrische Energie. Dies ist schematisch durch die zwei durchgezogenen Linien, die von dem Transformator des Ankopplungspunkts 180-1 zu dem Verteilstrang 170 führen dargestellt. Die Abgriffe können beispielsweise Gleich-, Wechsel- oder Drehstrom bereitstellen. Für den Fall, dass es sich bei den zwei Abgriffen um Gleichstromabgriffe handelt, können diese z. B. Spannungen unterschiedlicher Höhe bereitstellen, z. B. einmal 400 V und einmal 800 V, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen.
-
Der Ankopplungspunkt 180-2 umfasst vorliegend einen Abgriff für elektrische Energie. Dies ist schematisch durch die einzelne gestrichelte Linie, die von dem Transformator des Ankopplungspunkts 180-2 zu dem Verteilstrang 170 führt dargestellt.
-
Der Ankopplungspunkt 180-3 umfasst vorliegend drei Abgriffe für elektrische Energie. Dies ist schematisch durch die drei gestrichelten Linien, die von dem Transformator des Ankopplungspunkts 180-3 zu dem Verteilstrang 170 führen dargestellt. Die Abgriffe können beispielsweise Gleich-, Wechsel- oder Drehstrom bereitstellen. Es versteht sich, dass für den Fall, dass zumindest zwei der Abgriffe Gleichstrom bereitstellen, diese analog zu den Ausführungen zu dem Ankopplungspunkt 180-1 z. B. Spannungen unterschiedlicher Höhe bereitstellen können.
-
Die Ankopplungspunkte 180-1, 180-2, 180-3 umfassen jeweils eine galvanische Trennung nach beispielhaften Aspekten des vorliegenden Gegenstands.
-
3 stellt ein Flussdiagramm 300 einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, das im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise von der Steuereinrichtung 110 des Systems der 1 ausgeführt werden kann. Die Steuereinrichtung 110 kann beispielsweise als Vorrichtung 200 der 2 ausgebildet sein.
-
In einem ersten Schritt 310 erfolgt ein Erhalten einer Fahrplaninformation. Die Fahrplaninformation wird beispielsweise von einer von der Steuereinrichtung 110 umfassten Kommunikationsschnittstelle (z. B. Kommunikationsschnittstelle 330 der Vorrichtung 300 nach 3) erhalten (z. B. empfangen). Die Fahrplaninformation wird beispielsweise von einer Netzleitstelle eines öffentlichen Stromnetzes (z. B Stromnetz 130 nach 1), mit dem ein lokales Netzgebiet, dass die Steuereinrichtung 110 umfasst, verbunden ist, an die Steuereinrichtung 110 übermittelt (z. B. gesendet).
-
In einem zweiten Schritt 321 erfolgt eine Steuerung und/oder Regelung der steuer- und/oder regelbaren Elemente, die von dem lokalen Netzgebiet umfasst sind, z. B. basierend auf einem bestimmten Steuerparameter (vgl. Schritt 322). Das Ausführen der Steuerung und/oder Regelung der steuer- und/oder regelbaren Elemente erfolgt beispielsweise, indem der bestimmte Steuerparameter von der Steuereinrichtung 110 an die entsprechenden zu steuernden bzw. zu regelnden Elemente (z. B. Speicher 140; Erzeugungsanlagen 150-1, 150-2, 150-3; elektrische Verbraucher (Lasten) 160-1 bis 160-6) übermittelt wird, z. B. über die von der Steuereinrichtung 110 umfasste Kommunikationsschnittstelle. Das Bestimmen des zumindest einen Steuerparameters in dem optionalen Schritt 322 erfolgt beispielsweise seitens der Steuereinrichtung 110. Das Bestimmen des zumindest einen Steuerparameters erfolgt beispielsweise zumindest teilweise basierend auf der erhaltenen Fahrplaninformation (vgl. Schritt 321). Die Fahrplaninformation spezifiziert beispielsweise, wieviel (elektrische) Leistung über einen bestimmten Ankopplungspunkt (z. B. Ankopplungspunkte 180-1, 180-2, 180-3) an das öffentliche Stromnetz ausgespeist bzw. eingespeist werden soll. Entsprechend kann beispielsweise der zumindest eine bestimmte Steuerparameter (vgl. Schritt 322) derart bestimmt sein, dass ein Speicher (z. B. Energiespeicher 140 der 1) diese benötigte elektrische Energie bereitstellt. Die von dem Energiespeicher bereitgestellte Energie muss dabei nicht technischen Anforderungen des öffentlichen Stromnetzes genügen, wie etwa ein bestimmtes Übertragungsverfahren und eine vordefinierte Frequenz (z. B. Wechselstromübertragungsverfahren und 50 Hz) unterstützen, da an einem oder mehreren Ankopplungspunkten (z. B. Ankopplungspunkte 180-1, 180-2, 180-3 der 1) eine galvanische Trennung zwischen dem lokalen Netzgebiet (vgl. lokales Netzgebiet 120 der 1) und dem öffentlichen Stromnetz (vgl. öffentliches Stromnetz 120 der 1) realisiert ist. Der Schritt 321 und der optionale Schritt 322 sind in dem Kasten 320 zusammengefasst, da diese eine logische und/oder funktionelle Einheit bilden können.
-
2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung 200, die im Kontext der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann.
-
Die Vorrichtung 200 kann beispielsweise die Vorrichtung 110 (Steuereinrichtung) nach 1 repräsentieren (und dann beispielsweise das Verfahren des Flussdiagramms 300 nach 3 ausführen). Ferner kann die Vorrichtung 200 beispielsweise von einem Element (z. B. Elemente 140, 150-1 bis 150-3, 160-1 bis 160-6 der 1) umfasst sein, insbesondere kann derart mittels eines Aktors 260 eine Steuerung und/oder Regelung des entsprechenden Elementes erfolgen.
-
Vorrichtung 200 umfasst einen Prozessor 210 mit zugeordnetem Arbeitsspeicher 240 und Programmspeicher 220. Der Prozessor 210 führt beispielsweise Programmanweisungen aus, die im Programmspeicher 220 gespeichert sind. Die Programmanweisungen führen das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aus und/oder steuern dieses. Damit enthält der Programmspeicher 220 ein Computerprogramm nach einem beispielhaften Aspekt der Erfindung und stellt ein Computerprogrammprodukt zu dessen Speicherung dar. Vorrichtung 200 stellt ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung dar.
-
Der Programmspeicher 220 kann beispielsweise ein persistenter Speicher, wie beispielsweise ein Read-Only Memory (ROM)-Speicher sein. Der Programmspeicher 220 kann beispielsweise fest mit dem Prozessor 210 verbunden sein, kann aber alternativ auch lösbar mit dem Prozessor 210 verbunden sein, beispielsweise als Speicherkarte, Diskette oder optisches Datenträgermedium (z. B. eine CD oder DVD). In dem Programmspeicher 220, oder in einem separaten Speicher, können auch weitere Informationen abgespeichert sein.
-
Der Arbeitsspeicher 240 wird beispielsweise zur Speicherung temporärer Ergebnisse während der Abarbeitung der Programmanweisungen genutzt, es handelt sich hierbei beispielsweise um einen flüchtigen Speicher, wie beispielsweise einen Random-Access-Memory (RAM)-Speicher.
-
Der Prozessor 210 ist ferner operativ mit einer Kommunikationsschnittstelle 330 verbunden, mit der beispielsweise ein Informationsaustausch mit anderen Vorrichtungen möglich ist (siehe z. B. die Pfeile bzw. Verbindungen zwischen den von dem System 100 gemäß 1 umfassten Entitäten bzw. Elementen).
-
Die Vorrichtung 200 kann auch weitere Komponenten enthalten oder umfassen. Beispielsweise ist bzw. sind insbesondere eine oder mehrere Sensoriken 250 umfassen, der bzw. die beispielsweise zur Erfassung (z. B. Messung) von Messwerten an einem Ankopplungspunkt (z. B. Ankopplungspunkte 180-1, 180-23, 180-3) zwischen einem lokalen Netzgebiet (z. B. lokales Netzgebiet 120 nach 1) und einem öffentlichen Stromnetz (z. B. Stromnetz 130 nach 1) als strukturelle und/oder funktionale Einheit eingerichtet ist bzw. sind und mit dem Prozessor 210 operativ verbunden bzw. von diesem umfasst ist bzw. sind. Die Vorrichtung 200 kann ferner einen oder mehrere Aktoren 260 als strukturelle und/oder funktionale Einheit(en) umfassen, die mit dem Prozessor 210 operativ verbunden sind. Der Aktor 260 kann beispielsweise konfiguriert sein, eine Steuerung und/oder Regelung von einem Element des lokalen Netzgebiets zu bewirken (vgl. auch Schritt 321 des Flussdiagramms 300 nach 3).
-
Die in dieser Spezifikation beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen / Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollen sowohl einzeln als auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einer Ausführungsform umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Ablaufdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar.
-
In den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise“ fallen sowohl der Fall „teilweise“ als auch der Fall „vollständig“. Die Formulierung „und/oder“ soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also „A und/oder B“ bedeutet „(A) oder (B) oder (A und B)“. Eine Mehrzahl von Einheiten, Personen oder dergleichen bedeutet im Zusammenhang dieser Spezifikation mehrere Einheiten, Personen oder dergleichen. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Einrichtungen ausführen. In den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.
