DE19718033A1

DE19718033A1 - Power supply system to equalise temporary load peaks in grid serving private and industrial consumers

Info

Publication number: DE19718033A1
Application number: DE19718033A
Authority: DE
Inventors: Germar Dr Beichler
Original assignee: Individual
Current assignee: Crenso Creative Energy Solutions 95189 Kodit GmbH
Priority date: 1997-04-29
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 1998-11-12

Abstract

The system equalises temporary load peaks of the electrical power in the grid to which private and industrial consumers with different time-varying demands are connected. Block-type thermal power plants are thermally coupled to the private and industrial consumers by heating plants driven by these consumers, and coupled through a process control unit to the power supply system. The block-type thermal power stations are connected or disconnected through this process control unit in the grid control station. The current generated by the power stations is fed into the grid and the heat generated by the power stations is given up to the heating plant of the consumer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für Energieversorgungsunternehmen zum kurz fristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungs netz, und insbesondere eine Anordnung für kommunale Energieversorgungsunternehmen, an das private und gewerbliche Kunden mit unterschiedlichem, zeitlich variablem Energie bedarf angeschlossen sind.The invention relates to an arrangement for energy supply companies for short timely balancing of the peak load of electrical energy in the electrical supply network, and in particular an order for municipal energy supply companies, to private and commercial customers with different, time-variable energy are connected.

In Deutschland wird durch Energieversorgungsunternehmen elektrische Energie bereit gestellt, die der Nachfrage der Verbraucher entspricht. Der Grundbedarf ist aber nur in Ausnahmefällen und in sehr großen Energieversorgungsunternehmen etwa gleich der Zulieferung der Energie. In den üblicherweise vorhandenen Energieversorgungsunter nehmen müssen Zulieferung und Bedarf von elektrischer Energie über den Tag ständig in Übereinstimmung gebracht werden.In Germany, electrical energy is provided by energy supply companies which corresponds to consumer demand. The basic requirement is only in Exceptional cases and in very large energy supply companies about the same Supply of energy. In the usually existing energy supply sub The supply and demand for electrical energy must constantly increase throughout the day Be matched.

Der von den Elektrizitätswerken gelieferte Strom wird in Deutschland im wesentlichen über die Verbrennung fossiler Brennstoffe, die in fester, flüssiger oder gasförmiger Form vorliegen, und durch Nutzung der Kernenergie erzeugt. Dadurch ist die Stromerzeugung mit einer gewissen Trägheit verbunden, d. h. den plötzlich auftretenden Veränderungen in der Stromabnahme kann nicht sofort gefolgt werden. Es müssen deshalb Einrichtungen vorhanden sein, die diese Schwankungen ausgleichen können. Da die technischen Voraus setzungen nicht gegeben sind, Wechselspannung direkt zu speichern, ist immer eine kostenaufwendige Gleichrichtung und Speicherung in entsprechenden Akkumulatoren oder ein Übergang auf andere Energieformen erforderlich, was in allen Fällen zu einem schlechten Wirkungsgrad und zu erheblichen Kosten führt.The electricity supplied by the electricity companies is essentially in Germany on burning fossil fuels in solid, liquid or gaseous form are available and generated by using nuclear energy. This is the generation of electricity associated with a certain inertia, d. H. the sudden changes in the current draw cannot be followed immediately. There must therefore be facilities be present that can compensate for these fluctuations. Because the technical advance there is no need to store AC voltage directly is always one costly rectification and storage in corresponding batteries or a transition to other forms of energy is required, resulting in one in all cases poor efficiency and considerable cost.

Aus diesem Grund wurden in Deutschland Spitzenlastkraftwerke errichtet, die insbeson dere die Lastspitzen abfangen sollen, oder es wurden zu diesem Zweck z. B. im Energie versorgungsunternehmen oder in großen Unternehmen Dieselaggregate installiert. Diese Spitzenlastkraftwerke verursachen hohe Stromgestehungskosten, da sowohl die Anlagen als auch ihr Personal ständig einsatzbereit sein müssen. Die in die Energieversorgungs unternehmen eingespeiste Spitzenenergie ist also sehr teuer. Es sind hohe Brennstoff kosten, ein schlechter Wirkungsgrad und eine geringe Benutzungsdauer der Aggregate zu verzeichnen.For this reason, peak load power plants were built in Germany, in particular which should intercept the peak loads, or z. B. in energy utilities or large companies installed diesel gensets. This Peak load power plants cause high electricity production costs, because both the plants as well as their staff must always be ready for action. The in the energy supply So peak energy fed into the company is very expensive. It's high fuel cost, poor efficiency and a short service life of the units record.

Die Erfahrung zeigt, daß die Lastspitzen um so größer sind, je kleiner die Energieversor gungsunternehmen sind, also in kommunalen Energieversorgungsunternehmen, und die Kosten für die Zuführung von zusätzlicher Energie sind deshalb hier besonders hoch. Ein Ausweichen auf alternative Energien, wie Sonnen- und Windenergie, ist in diesen Fällen nicht möglich, da diese Energie nicht immer dann zur Verfügung steht, wenn die Lastspitze auftritt. Beim Einsatz von Dieselkraftwerken sind die Verluste entsprechend hoch und die hier entstehende Wärme wird häufig nicht genutzt.Experience shows that the smaller the energy supply, the greater the load peaks supply companies, i.e. in municipal energy supply companies, and the The costs for the supply of additional energy are therefore particularly high here. A Switching to alternative energies, such as solar and wind energy, is in these cases not possible because this energy is not always available when the load peaks occurs. When using diesel power plants, the losses are correspondingly high and heat generated here is often not used.

Es wird deshalb nach einer Lösung gesucht, die Kosten für das kurzfristige Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischen Energie im elektrischen Versorgungsnetz zu senken.A solution is therefore sought, the costs for short-term compensation to reduce the peak load of electrical energy in the electrical supply network.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Abnahmebedingungen von elektrischer Energie aus dem elektrischen Versorgungsnetz flexibler zu folgen als es bisher im Stand der Technik möglich ist.Another task is the acceptance conditions of electrical energy to follow from the electrical supply network more flexibly than previously in the Technology is possible.

Noch eine andere Aufgabe besteht darin, den eingesetzten Brennstoff zur Gewinnung der Energie zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast im elektrischen Versorgungsnetz besser auszunutzen.Yet another task is to use the fuel used to extract the Energy for short-term balancing of the peak load in the electrical supply network to exploit better.

Diese Aufgaben werden durch die anhängenden Patentansprüche gelöst. Die Anordnung für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischen Energie im elektrischen Versorgungsnetz, an das private und gewerbliche Verbraucher mit unterschiedlichem, zeitlich variablem Energiebedarf angeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei den privaten und gewerblichen Verbrauchern an den von diesen Verbrauchern betriebenen Heizungsanlagen Blockheizkraftwerke wärmege koppelt sind, die über eine Prozeßsteuerung mit den Energieversorgungsunternehmen gekoppelt sind, wobei die Blockheizkraftwerke über die Prozeßsteuerung in der Netzleit stelle des Energieversorgungsunternehmens eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden, der von den Blockheizkraftwerken erzeugte Strom in das elektrische Versorgungsnetz einge speist und die vom den Blockheizkraftwerken erzeugte Wärme an die Heizungsanlage des Verbrauchers abgegeben wird.These tasks are solved by the appended claims. The order for energy supply companies to balance the peak load of the electrical energy in the electrical supply network, to private and commercial Consumers with different, time-variable energy requirements are connected, is characterized in that among private and commercial consumers heating systems operated by these consumers block heat and power plants are coupled via process control with the energy supply companies are coupled, the combined heat and power plants via the process control in the network control place of the energy supply company are switched on or off, the electricity generated by the combined heat and power plants in the electrical supply network feeds and the heat generated by the combined heat and power plants to the heating system of the Consumer is given.

Die Prozeßsteuerung ist in die Netzleitstelle des Energieversorgungsunternehmens inte griert und besteht aus einer Datenerfassung, einer Datenverarbeitung und einer Schalt zentrale, die die Steuersignale für das Zu- und Abschalten der Blockheizkraftwerke erzeugt. Die Schalteinrichtung enthält dazu eine Impuls- oder Frequenzsteuerung, die die Signale zur Ansteuerung der Blockheizkraftwerke über das Versorgungsnetz oder die Telefonleitung leitet. Dadurch sind keine zusätzlichen Signalleitungen zu den einzelnen Blockheizkraftwerken erforderlich.The process control is integrated into the network control center of the energy supply company griert and consists of a data acquisition, data processing and a switch central, which are the control signals for switching on and off the combined heat and power plants generated. The switching device contains a pulse or frequency control that the Signals to control the combined heat and power plants via the supply network or Telephone line. As a result, there are no additional signal lines to the individual Cogeneration plants required.

Die Blockheizkraftwerke stellen vorteilhafterweise Generatoren dar, die über Wärmekraft maschinen angetrieben werden, die an Heizungsanlagen wärmegekoppelt sind, wobei der erzeugte elektrische Strom direkt in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist wird und die erzeugte Wärmeenergie in die Heizungsanlage des Verbrauchers abgegeben wird, an die die Wärmekraftmaschine gekoppelt ist.The combined heat and power plants are advantageously generators that have thermal power machines are driven, which are heat-coupled to heating systems, the generated electrical current is fed directly into the electrical supply network and the thermal energy generated is released into the heating system of the consumer which is coupled to the heat engine.

Die elektrische Leistung der Blockheizkraftwerke sollte in der Größenordnung von 2 kW bis etwa 10 kW liegen. Vorteilhaft ist, die Blockheizkraftwerke als Module herzustellen, die je nach Wärmebedarf einzeln oder in Gruppen an die vorhandenen Heizungsanlagen der Verbraucher gekoppelt werden. Dadurch können die Blockheizkraftwerke individuell an die Heizungsanlagen angepaßt werden. Dieser Wärmebedarf ergibt sich aus der Heizung von Brauchwasser und/oder von Gebäuden, er kann sich aber auch aus einem Bedarf an Prozeßwärme ergeben. Bei der Ausführung der Blockheizkraftwerke als Module, kann also die Leistung der Blockheizkraftwerke einfach an den Wärmebedarf in dem entsprechenden Unternehmen angepaßt werden.The electrical output of the combined heat and power plants should be of the order of 2 kW up to about 10 kW. It is advantageous to manufacture the combined heat and power plants as modules, depending on the heat requirement, individually or in groups to the existing heating systems the consumer be coupled. This enables the combined heat and power plants to be customized be adapted to the heating systems. This heating requirement results from the heating of process water and / or buildings, but it can also arise from a need Process heat result. When designing the combined heat and power plants as modules, it can the performance of the combined heat and power plants simply match the heat requirements in the corresponding Company.

Der Einbau von Blockheizkraftwerken ist nicht nur in gewerblichen Unternehmen sondern insbesondere in privaten Haushalten vorgesehen. Diese Blockheizkraftwerke werden nicht wie im Stand der Technik in erster Linie zur Wärmeerzeugung, sondern vor allem zur Stromerzeugung genutzt. Der Strom wird auf Anforderung und unter Regie des Energie versorgungsunternehmens in das Netz eingespeist. Die Wärme wird ausschließlich vom Verbraucher genutzt.The installation of combined heat and power plants is not only in commercial companies but intended especially in private households. These cogeneration plants will not as in the prior art primarily for heat generation, but above all for Power generation used. The electricity is on demand and directed by the energy utilities fed into the network. The heat is only from Consumers.

Die Erfindung enthält außerdem ein Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz, an das private und gewerbliche Verbraucher mit unterschiedlichem, zeitlich variablen Energiebedarf angeschlossen sind, das aus folgenden Schritten besteht:
The invention also includes a method for energy supply companies for short-term balancing of the peak load of electrical energy in the electrical supply network, to which private and commercial consumers with different, time-variable energy requirements are connected, which comprises the following steps:

a) Datenerfassung mindestens über Höhe der benötigten elektrischen Energie und Ort des Energiebedarfs,a) Data collection at least on the amount of electrical energy required and location of the Energy requirements,
b) Verarbeitung der erfaßten Daten zu einer Steuermatrix,b) processing of the recorded data into a control matrix,
c) Festlegen mindestens der Anzahl von Blockheizkraftwerken und des Gebietes, in dem Blockheizkraftwerke zu- oder abgeschaltet werden sollen, aus der Steuermatrix,c) Determining at least the number of combined heat and power plants and the area in which Combined heat and power plants should be switched on or off from the control matrix,
d) Abfrage der Steuermatrix mindestens an den Schnittpunkten der Ganglinie mit den aneinandergrenzenden Spitzenlastbereichen,d) interrogation of the control matrix at least at the intersection of the curve with the adjacent peak load ranges,
e) Übergabe der Daten aus der Steuermatrix an die Schaltzentrale, die die Steuersignale erzeugt und diese über eine Impuls- oder Frequenzsteuerung an die ausgewählten Blockheizkraftwerke leitet, um diese zuzuschalten bzw. abzuschalten bis die Energieversorgung ausgeglichen ist,e) Transfer of the data from the control matrix to the control center that contains the control signals generated and this via a pulse or frequency control to the selected Combined heat and power plants conducts to switch these on or off until the Energy supply is balanced,
f) Abfrage und Korrektur der Steuermatrix hinsichtlich festgelegter Parameter mindestens an den Berührungspunkten der Ganglinie zwischen den Spitzenlastbereichen,f) At least query and correction of the control matrix with regard to defined parameters at the points of contact of the curve between the peak load areas,
g) Aktualisieren der Steuermatrix mindestens am Ende des Kalendertages.g) Update the tax matrix at least at the end of the calendar day.

Schneidet oder berührt die Ganglinie die Trennlinie zwischen den Spitzenlastbereichen wird die Steuermatrix grundsätzlich abgefragt und korrigiert. Schneidet die Ganglinie bei steigendem Energiebedarf die Trennlinie zwischen zwei Spitzenlastbereichen, wird ent sprechend den Daten der Steuermatrix die Impulssteuerung für das nächste Blockheiz kraftwerk oder die nächste Anlagengruppe ausgelöst und das Blockheizkraftwerk oder die Anlagengruppe wird an das Netz geschaltet. Schneidet die Ganglinie bei sinkendem Ener giebedarf die Trennlinie zwischen zwei Spitzenlastbereichen, wird entsprechend den Daten der Steuermatrix die Impulssteuerung für das nächste Blockheizkraftwerk oder die nächste Anlagengruppe ausgelöst und das Blockheizkraftwerk oder die Anlagengruppe wird vom Netz getrennt. Steigt der Bedarf an elektrischer Energie, können dadurch z. B. Blockheiz kraftwerke mit möglichst geringem Abstand zum Ort des erhöhten Energiebedarfs entsprechend dem tatsächlichen Strombedarf an das elektrische Versorgungsnetz gekoppelt werden. Dabei ist es gleichgültig, ob einzelne oder nach einer bestimmten Modalität zusammengefaßte Anlagengruppen angesteuert werden. Geht der Energiebedarf zurück, werden im Umfang des Rückganges des Bedarfs an elektrischer Energie Blockheiz kraftwerke mit möglichst geringem Abstand zum Ort des verringerten Bedarfs an elek trischer Energie oder die Anlagengruppen vom elektrischen Versorgungsnetz abgetrennt.The line intersects or touches the dividing line between the peak load areas the control matrix is always queried and corrected. Intersects the curve increasing energy demand the dividing line between two peak load ranges is removed speaking the data of the control matrix, the pulse control for the next block heater power plant or the next system group triggered and the cogeneration plant or the System group is connected to the network. Cuts the curve when the ener is sinking If the dividing line between two peak load ranges is required, this is done according to the data the control matrix the pulse control for the next cogeneration plant or the next Plant group triggered and the combined heat and power plant or the plant group is from Network separated. If the need for electrical energy increases, z. B. block heating Power plants as close as possible to the location of the increased energy requirement coupled to the electrical supply network in accordance with the actual power requirement will. It is irrelevant whether individual or according to a certain modality summarized system groups can be controlled. If the energy requirement drops, are block heating to the extent of the decrease in the need for electrical energy Power plants as close as possible to the location of the reduced need for elec electrical energy or the system groups are separated from the electrical supply network.

Dadurch kann das Einspeisen von elektrischer Energie in das elektrische Versorgungsnetz schneller und flexibler als im Stand der Technik an den Bedarf von elektrischer Energie angepaßt werden. Die Abgleichschritte werden wesentlich geringer als bei dem herkömm lichen Verfahren und gleichzeitig kann die Netzstruktur entlastet werden, da das Ein speisen des elektrischen Stromes in das elektrische Versorgungsnetz örtlich verteilt erfolgt.This allows electrical energy to be fed into the electrical supply network faster and more flexible than in the prior art to the need for electrical energy be adjusted. The adjustment steps are significantly lower than with the conventional one process and at the same time, the network structure can be relieved, since the one feeding the electrical current into the electrical supply network takes place locally.

Berührt die Ganglinie die Trennlinie zwischen den Spitzenlastbereichen, wird die Steuermatrix korrigiert, daß heißt, es werden z. B. die Anlagengruppen eventuell neu zusammengestellt. In dieser Situation wird die Impulssteuerung jedoch nicht ausgelöst. Es ist aber auch möglich, die Steuermatrix an jedem anderen Ereignis zu korrigieren.If the curve touches the dividing line between the peak load areas, the Corrected control matrix, that is, z. B. the system groups may be new compiled. In this situation, however, the impulse control is not triggered. It it is also possible to correct the tax matrix at every other event.

Vorteilhafterweise wird jeweils an jedem beginnenden neuen Kalendertag die optimierte und aktualisierte Steuermatrix des Vortages eingelesen. Dadurch muß die Steuermatrix für ein Energieversorgungsunternehmen nur bei seiner Inbetriebnahme berechnet werden und es erfolgt ein flexibler Angleich der Steuermatrix an die besonderen Bedingungen eines bestimmten Energieversorgungsunternehmens.The optimized one is advantageously used on each new calendar day that begins and updated tax matrix of the previous day. The control matrix for an energy supply company can only be charged upon commissioning and there is a flexible adjustment of the tax matrix to the special conditions of a certain energy supply companies.

Es ist auch möglich, die Steuermatrix wesentlich zu erweitern indem weitere Daten über die im elektrischen Versorgungsnetz vorhandenen Veränderungen in der Netzleitstelle erfaßt werden. Das Zu- und Abschalten von Blockheizkraftwerken kann dann hinsichtlich verschiedener Parameter optimiert werden. Um den Datenfluß zwischen den Blockheiz kraftwerken und der Netzleitstelle zu erweitern, werden zusätzlich zum Schritt
It is also possible to significantly expand the control matrix by acquiring further data about the changes in the network control center that are present in the electrical supply network. The switching on and off of combined heat and power plants can then be optimized with regard to various parameters. In order to expand the flow of data between the combined heat and power plants and the network control center, in addition to the step

a) weitere Daten mindestens über Höhe der von den einzelnen Blockheizkraftwerken zuschaltbaren Leistung, örtliche Lage der zuschaltbaren Blockheizkraftwerke, Zustände der verfügbaren Blockheizkraftwerke und dem lokalen Wärmebedarf bei den einzelnen Heizungsanlagen erfaßt, und zusätzlich zum Schritta) further data at least on the level of the individual cogeneration plants switchable power, local location of the switchable combined heat and power plants, conditions of the available combined heat and power plants and the local heat requirements for the individual Heating systems recorded, and in addition to the step
b) die ermittelte Steuermatrix nach bestimmten Parametern optimiert.b) the determined control matrix is optimized according to certain parameters.

Wenn eine umfangreiche Datenerfassung über die Höhe der zusätzlich benötigten Energie, Ort des erhöhten elektrischen und/oder thermischen Energiebedarfs, Betriebszustände der Blockheizkraftwerke, Leistung der Blockheizkraftwerke, usw. vorhanden ist, besteht die Möglichkeit, eine große Versorgungssicherheit zu erreichen. Es werden z. B. nur die Block heizkraftwerke in der Nähe eines höheren Bedarfs an elektrischem Strom hinzu geschaltet, wodurch eine Leitungsnetzoptimierung erreicht werden kann, oder es werden die Block heizkraftwerke hinzugeschaltet, die das erforderliche Verhältnis zwischen der elektrischen und thermischen Energie besitzen, die die geringsten Kosten besitzen, die die Netzstruktur am günstigsten ergänzen, usw.If extensive data collection about the amount of additional energy required, Location of increased electrical and / or thermal energy requirements, operating states of the Combined heat and power plants, power of the combined heat and power plants, etc. is available Possibility to achieve a great security of supply. There are e.g. B. only the block combined heat and power plants in the vicinity of a higher demand for electricity, whereby a network optimization can be achieved, or it becomes the block combined heat and power plants, the required ratio between the electrical and thermal energy that have the lowest cost that the network structure cheapest to add, etc.

Treten Lastspitzen im elektrischen Versorgungsnetz auf, steigt nach bisherigen Erkennt nissen häufig auch der Wärmebedarf in den Unternehmen und privaten Haushalten an. Die Lastkurven hinsichtlich der elektrischen Energie und der Wärme besitzen im allgemeinen eine gewisse Ähnlichkeit. Werden Blockheizkraftwerke eingeschaltet wird also im allge meinen beiden Lastkurven entsprochen, denn es wird sowohl elektrische als auch ther mische Energie benötigt. Die entstehende thermische Energie kann dann sofort vor Ort genutzt werden und die elektrische Energie wird in das elektrische Versorgungsnetz einge speist. Besteht hinsichtlich des Bedarfs an elektrischer und thermischer Energie keine Ähnlichkeit, kann die Wärme auch zeitweilig als Warmwasser gespeichert werden, wo durch beim Betreiber der Heizungsanlage später Energie eingespart wird. Die Heizungs anlage dient dann als Puffer.According to previous findings, if load peaks occur in the electrical supply network often take on the heat demand in companies and private households. The Load curves in terms of electrical energy and heat generally have a certain similarity. If combined heat and power plants are switched on in general met my two load curves, because it becomes both electrical and ther mix energy needed. The resulting thermal energy can then immediately be on site be used and the electrical energy is inserted into the electrical supply network feeds. There is no requirement regarding electrical and thermal energy Similarity, the heat can also be temporarily stored as hot water where by later saving energy at the operator of the heating system. The heating system then serves as a buffer.

Die Einstellung zwischen Zulieferung und Abnahme der elektrischen Energie kann durch das Zuschalten oder Abschalten der einzelnen Blockheizkraftwerke, der Module oder Modulgruppen sehr genau und sehr schnell in den erforderlichen Stufen erfolgen. Das heißt, auch ein plötzlich auftretender geringer Bedarf an elektrischer Energie kann sofort und in der erforderlichen Höhe gedeckt werden. Außerdem besitzen die die einzelnen Blockheizkraftwerke praktisch keine Anlaufphase, d. h. sie geben sehr schnell elektrischen Strom an das elektrische Versorgungsnetz ab.The attitude between supply and acceptance of the electrical energy can by the switching on or off of the individual combined heat and power plants, the modules or Module groups take place very precisely and very quickly in the required levels. The This means that even a sudden need for electrical energy can occur immediately and be covered in the required amount. They also have the individual Cogeneration plants practically no start-up phase, d. H. they give electrical very quickly Electricity to the electrical supply network.

Da vorgesehen ist, daß das Zu- und Abschalten von Blockheizkraftwerken durch das Ener gieversorgungsunternehmen über eine Steuermatrix automatisch erfolgt, ist keine zusätz liche Betreuung der Blockheizkraftwerke erforderlich. Das Energieversorgungsunter nehmen verfügt in der Netzleitstelle stets über die erforderlichen Informationen und verwaltet den erforderlichen Daten- und Signalfluß zwischen den Blockheizkraftwerken und der Netzleitstelle des Energieversorgungsunternehmens.Since it is provided that the connection and disconnection of cogeneration plants by the Ener utilities automatically via a tax matrix, is no additional support of the combined heat and power plants is required. The energy supply sub In the network control center, take always has the necessary information and manages the necessary data and signal flow between the combined heat and power plants and the network control center of the energy supply company.

Es ist weiter vorgesehen, daß die Blockheizkraftwerke möglichst unabhängig vom einge setzten Brennstoff sind. Diese Forderung kann im allgemeinen von Wärmekraftmaschinen weitestgehend erfüllt werden.It is further envisaged that the combined heat and power plants as independently as possible put fuel. This requirement can generally be met by heat engines are largely met.

Außerdem kann eine Störung in einem örtlich begrenztem Gebiet durch Zuschalten der Blockheizkraftwerke anderer Gebiete, die in der nächsten Umgebung liegen, leichter behoben werden, als wenn nur ein oder zwei Spitzenlastkraftwerke vorhanden sind. Eine Störung in einer bestimmten Anzahl von Blockheizkraftwerken führt zu keiner Störung des Gesamtprozesses. Für den Gesamtablauf ist es völlig unbedeutend, ob eine Anzahl von Blockheizkraftwerken z.Z. nicht zuschaltbar ist, weil hier z. B. kein Wärmebedarf besteht. Durch eine gewisse Überdimensionierung (redundante Sicherheit) kann außerdem stets eine hinreichende Anzahl von Blockheizkraftwerken zur Verfügung stehen.In addition, interference in a local area can be caused by switching on the Combined heat and power plants in other areas in the immediate vicinity are easier be resolved as if there were only one or two peak load power plants. A Fault in a certain number of combined heat and power plants does not lead to a fault in the Overall process. For the overall process, it is completely irrelevant whether a number of Cogeneration plants currently is not switchable, because here z. B. there is no heat requirement. A certain oversizing (redundant security) can also always a sufficient number of combined heat and power plants are available.

Dieses Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz kann also voll automatisch durchgeführt werden, wodurch eine Optimierung, ein flexibler Ausgleich von Anlieferung und Verteilung der Energie und eine hohe Sicherheit in der Versorgung erreicht wird, ohne daß eine zusätzliche Betreuung erforderlich ist. Über die vorgesehene Prozeßsteuerung werden jeweils die Blockheizkraftwerke zugeschaltet, die z. B. dem Ort des erhöhten Leistungsbedarfs am nächsten liegen. Fällt ein vollständiges Gebiet für diese Versorgung aus, werden die Blockheizkraftwerke des oder der nächstgelegenen Gebiete zugeschaltet.This procedure for utility companies to compensate for the short term Peak load of electrical energy in the electrical supply network can therefore be full be carried out automatically, thereby optimizing, flexibly balancing Delivery and distribution of energy and high security of supply is achieved without the need for additional care. About the intended Process control, the combined heat and power plants are switched on, the z. B. the place are closest to the increased power requirement. Falls a full area for this Supply from, the cogeneration plants of the or the nearest areas switched on.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben werden. In allen Zeichnungen wurden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:The invention is intended below with reference to the accompanying drawings an embodiment are described in detail. In all drawings were same parts with the same reference numerals. Show it:

Fig. 1 eine Anordnung in einem Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz entsprechend der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 shows an arrangement in a power supply company for short-term balance the peak load of the electric energy in the electric supply network in accordance with the present invention;

Fig. 2 eine mögliche Ganglinie über einen Tag in einem kommunalen Energieversorgungs unternehmen; Fig. 2 shows a possible curve over a day in a municipal energy supply company;

Fig. 3A ein Ablauf entsprechend dem herkömmlichen Verfahren für ein Energieversor gungsunternehmen zur Bereitstellung und Verteilung von elektrischer Energie; FIG. 3A is a flowchart according to the conventional method for a Energieversor supply company for the provision and distribution of electric energy;

Fig. 3B ein Ablauf entsprechend dem erfinderischen Verfahren für ein Energieversor gungsunternehmen zur Bereitstellung und Verteilung von elektrischer Energie; Fig. 3B is a flowchart according to the inventive method for a Energieversor supply company for the provision and distribution of electric energy;

Fig. 2 zeigt einen möglichen Tagesverlauf des Energieverbrauchs in einem kommunalen Energieversorgungsunternehmen 1. Zur Abdeckung der Grund- und Mittellast erfolgen Einspeisungen aus einem übergeordneten Versorgungsunternehmen 2. Die im Verlaufe des Tages auftretenden relativen Lastspitzen über dieser Grund- und Mittellast werden konven tionell durch Zuschalten von Spitzenlastkraftwerken gedeckt. Dabei handelt es sich mei stens um größere Generatoren, die in Spitzenlastkraftwerken, in größeren Unternehmen oder in den Energieversorgungsunternehmen selbst angeordnet sind und mit Heizöl oder Erdgas betrieben werden, da sie eine relativ schnelle Lieferung der benötigten Energie ermöglichen. FIG. 2 shows a possible daily course of energy consumption in a municipal energy supply company 1 . In order to cover the base and medium load, feed-in takes place from a higher-level supply company 2 . The relative load peaks occurring during this day above this base and medium load are conventionally covered by switching on peak load power plants. These are usually larger generators, which are located in peak load power plants, in larger companies or in the energy supply companies themselves and are operated with heating oil or natural gas, since they enable the required energy to be delivered relatively quickly.

Die Darstellung zeigt den Grund- und Mittellastbereich I, der dem von dem übergeordneten Versorgungsunternehmen eingespeistem Strom entspricht, und drei Spitzenlastbereiche II, III und IV, die den von den einzelnen Spitzenlastkraftwerken lieferbarem Strom entspre chen. Die Spitzenlastkraftwerke werden immer dann eingeschaltet, wenn die Ganglinie jeweils in den höheren Spitzenlastbereich eintritt, bzw. ausgeschaltet, wenn die Ganglinie in den niedrigeren Spitzenlastbereich eintritt. Fig. 3A, auf die später eingegangen wird, verdeutlicht diese Verfahrensweise.The illustration shows the base and medium load range I, which corresponds to the current fed in by the higher-level supply company, and three peak load ranges II, III and IV, which correspond to the current available from the individual peak load power plants. The peak load power plants are always switched on when the hydrograph enters the higher peak load range, or switched off when the hydrograph enters the lower peak load range. Fig. 3A, will be discussed later on, illustrates this procedure.

In Fig. 1 wird eine Anordnung in einem Energieversorgungsunternehmen zum kurzfri stigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungs netz 8 entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Zeichnung zeigt in schema tischer Form ein Energieversorgungsunternehmen 1, das aus dem übergeordneten Versor gungsunternehmen 2 mit elektrischem Strom beliefert wird. Das Energieversorgungs unternehmen 1 verfügt über eine Netzleitstelle 3, die die Verteilung der Energie steuert. Die Netzleitstelle 3 besitzt eine Schaltzentrale 4 mit einer Datenerfassung und -verarbei tung, die den in das elektrische Versorgungsnetz 8 eingespeisten Strom verteilt und einen Signalfluß 5 über das Netz organisiert und verwaltet. Mit den Bezugszahlen 6 und 7 wird die symbolische Flußrichtung des elektrischen Stromes bzw. der Daten angedeutet. Der Signalfluß 5 enthält mindestens die Daten über die Höhe der Last im elektrischen Versor gungsnetzes 8, den Ort der Verbraucher und Schaltsignale für die Blockheizkraftwerke 18. In einer erweiterten Anordnung sind im Signalfluß 5 auch die Daten über die Zustände der Blockheizkraftwerke 18 enthalten. Diese Daten können auch über die Telefonleitungen oder drahtlos übermittelt werden. Bei Verwendung des elektrischen Versorgungsnetzes 8 oder der Telefonleitung zur Datenübertragung wird eine Impuls- oder Frequenzsteuerung eingesetzt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel überträgt die Netzleitstelle 3 die notwendigen Daten zur Steuerung der Blockheizkraftwerke 18 über das elektrische Versor gungsnetz 8. An den Knoten 9 sind die einzelnen Verbraucher 23 über Hausanschluß leitungen 10 vom elektrischen Versorgungsnetz 8 abgezweigt. An der Hausanschluß leitung 10 sind nach der Anschlußsicherung 11 und dem Zähler 13 die elektrischen Anla gen 14 des Verbrauchers 23 angeschlossen. Der Verbraucher 23 verfügt außerdem über eine Heizungsanlage 19, die mit Wärmeverbrauchern 22, wie Warmwasserbereitung und Heizung, gekoppelt ist. Die Heizungsanlage 19 ist mit einer Brennstoffzufuhr 21 verbun den. An der Heizungsanlage 19 ist gemäß Erfindung ein Blockheizkraftwerk 18 wärme gekoppelt, wobei dieses Blockheizkraftwerk 18 in erster Linie der Stromerzeugung dient. Das Blockheizkraftwerk 18 stellt eine Wärmekraftmaschine dar. Die zur Erzeugung der mechanischen Energie für den Antrieb des Generators erforderliche Abwärme muß zyklisch abgeführt werden, weshalb das Blockheizkraftwerk 18 an die Heizungsanlage 19 gekoppelt ist. Die Wärme geht also nicht verloren, sondern wird über den Wärmefluß 20 an die Heizungsanlage 19 abgegeben. Der Betrieb des Blockheizkraftwerkes 18 erfolgt über die gleiche Brennstoffzufuhr 21 wie die Heizungsanlage 19. Der von dem Blockheiz kraftwerk 18 erzeugte Strom wird über die Koppelleitung 15 direkt an das elektrische Versorgungsnetz 8 abgegeben, d. h. der Strom wird in den Knoten 12 zwischen dem Zähler 13 und der Anschlußsicherung 11 des Verbrauchers 23 eingespeist. Die Signale zum Einschalten oder Ausschalten des Blockheizkraftwerkes 18 werden von der Netzleitstelle 3 über das elektrische Versorgungsnetz 8 geleitet und sind schematisch durch den Signalfluß 16 zur Steuerung des Blockheizkraftwerkes 18 dargestellt. Der schematisch dargestellte Signalfluß 17 erfolgt zwischen dem Blockheizkraftwerk 18 und der Heizungsanlage 19.In Fig. 1, an arrangement in a power supply company for short-term balancing of the peak load of electrical energy in the electrical supply network 8 is shown according to the present invention. The drawing shows in schematic form an energy supply company 1 , which is supplied by the parent supply company 2 with electrical power. The energy supply company 1 has a network control center 3 , which controls the distribution of energy. The network control center 3 has a control center 4 with a data acquisition and processing device which distributes the current fed into the electrical supply network 8 and organizes and manages a signal flow 5 over the network. The symbolic direction of flow of the electrical current or the data is indicated with the reference numbers 6 and 7 . The signal flow 5 contains at least the data on the level of the load in the electrical supply network 8 , the location of the consumers and switching signals for the combined heat and power plants 18th In an expanded arrangement, the data about the states of the combined heat and power plants 18 are also contained in the signal flow 5 . This data can also be transmitted over the phone lines or wirelessly. When using the electrical supply network 8 or the telephone line for data transmission, a pulse or frequency control is used. In the exemplary embodiment shown, the network control center 3 transmits the necessary data for controlling the combined heat and power plants 18 via the electrical supply network 8 . At node 9 , the individual consumers 23 are branched via house connection lines 10 from the electrical supply network 8 . At the house connection line 10 , the electrical systems 14 of the consumer 23 are connected after the connection fuse 11 and the counter 13 . The consumer 23 also has a heating system 19 which is coupled to heat consumers 22 , such as water heating and heating. The heating system 19 is connected to a fuel supply 21 . According to the invention, a cogeneration unit 18 is coupled to the heating system 19 , this cogeneration unit 18 serving primarily to generate electricity. The cogeneration unit 18 is a heat engine. The required for generating the mechanical energy to drive the generator waste heat must be removed periodically, for which reason the CHP unit is coupled to the heating system 19 18. The heat is therefore not lost, but is given off to the heating system 19 via the heat flow 20 . The cogeneration unit 18 is operated via the same fuel supply 21 as the heating system 19 . The power generated by the block heating power plant 18 is emitted via the coupling line 15 directly to the electrical supply network 8 , ie the current is fed into the node 12 between the counter 13 and the connection fuse 11 of the consumer 23 . The signals for switching the CHP unit 18 on or off are routed from the network control center 3 via the electrical supply network 8 and are shown schematically by the signal flow 16 for controlling the CHP unit 18 . The signal flow 17 , shown schematically, takes place between the combined heat and power plant 18 and the heating system 19 .

Fig. 3A zeigt ein Flußdiagramm des herkömmlichen Verfahrens für Energieversorgungs unternehmen zur Bereitstellung und Verteilung von elektrischer Energie an einem speziellen Beispiel. Bei dem dargestellten herkömmlichen Verfahren können von einem Energieversorgungsunternehmen drei Spitzenlastkraftwerke zu- oder abgeschaltet werden. Fig. 3A shows a flowchart of the conventional method for energy supply company for the supply and distribution of electrical energy to a specific example. In the conventional method shown, three peak load power plants can be switched on or off by an energy supply company.

In einem ersten Schritt werden die Daten über die Zulieferung und den Verbrauch von Energie erfaßt. In diesem Beispiel erreicht der Verbrauch an elektrischer Energie zum Zeitpunkt A, etwa gegen 5:30 Uhr, den ersten Spitzenlastbereich I. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Netzleitstelle 3 ein Einschaltimpuls zum Einschalten des ersten Spitzenlast kraftwerkes erzeugt. Zum Zeitpunkt B, etwa gegen 6:00 Uhr, wird der zweite Spitzen lastbereich II erreicht und der Einschaltimpuls für das zweite Spitzenlastkraftwerk erzeugt.In a first step, the data on the supply and consumption of energy are recorded. In this example, the consumption of electrical energy at time A, around 5:30 a.m., reaches the first peak load range I. At this time, a switch-on pulse is generated in the network control center 3 for switching on the first peak load power plant. At time B, around 6:00 a.m., the second peak load range II is reached and the switch-on pulse for the second peak load power plant is generated.

In den Vormittagsstunden bleibt die Last etwa in diesem zweiten Spitzenlastbereich II, der dem Regelbereich dieses Spitzenlastkraftwerkes entspricht. Im Zeitpunkt C, um die Mittagszeit, steigt der Verbrauch weiter an, so daß der Spitzenlastbereich III erreicht wird, und in der Netzleitstelle 3 wird der Einschaltimpuls für das dritte Spitzenlastkraftwerk erzeugt. Nach der Mittagszeit, zum Zeitpunkt D geht der Verbrauch in den zweiten Spitzenlastbereich II zurück und in der Netzleitstelle 3 wird ein Ausschaltimpuls für das dritte Spitzenlastkraftwerk erzeugt. Eine kurze Zeit später, zum Zeitpunkt E, sinkt der Verbrauch in den ersten Spitzenlastbereich I. Als Folge davon wird zu diesem Zeitpunkt E das zweite Spitzenlastkraftwerk abgeschaltet. Bei einem erneuten Anstieg des Verbrauchs zum Zeitpunkt F, in den Abendstunden, wird das zweite Spitzenlastkraftwerk wieder eingeschaltet, das zum Zeitpunkt G, wenn der Verbrauch wieder in den ersten Spitzen lastbereich abfällt, abgeschaltet wird. Nach einem weiteren Abfall des Verbrauchs wird zum Zeitpunkt H auch das erste Spitzenlastkraftwerk vom elektrischen Versorgungsnetz 8 abgeschaltet.In the morning hours, the load remains approximately in this second peak load range II, which corresponds to the control range of this peak load power plant. At time C, around noon, consumption continues to increase, so that peak load range III is reached, and the switch-on pulse for the third peak load power plant is generated in network control center 3 . After midday, at time D, the consumption goes back to the second peak load range II and a switch-off pulse for the third peak load power plant is generated in the network control center 3 . A short time later, at time E, the consumption drops to the first peak load range I. As a result, the second peak load power plant is switched off at this time E. When the consumption increases again at time F in the evening, the second peak load power plant is switched on again, which is switched off at time G when the consumption falls back into the first peak load range. After a further drop in consumption, the first peak load power plant is also switched off from the electrical supply network 8 at time H.

Fig. 3B zeigt ein Flußdiagramm des Verfahrens für Energieversorgungsunternehmen zur Bereitstellung und Verteilung von elektrischer Energie entsprechend der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren soll an einem Energieversorgungsunternehmen dargestellt werden, das Blockheizkraftwerke, die in diesem Beispiel in drei Anlagegruppen zusam mengestellt sind, zu- oder abschalten kann. Die Zusammenstellung der Anlagengruppen erfolgt nach bestimmten Parametern und kann im Verlaufe eines Tages verändert werden. Es können im Verlaufe des Tages sowohl die Anzahl der Anlagengruppen, die Anzahl der zu einer Anlagengruppe zusammengefaßten Blockheizkraftwerke als auch die Blockheiz kraftwerke selbst, die zu einer Anlagengruppe zusammengefaßt werden, verändert werden. Es kann in gleicher Weise die Anzahl der Spitzenlastbereiche verändert werden oder es können mehrere Anlagengruppen in einem Spitzenlastbereich geschaltet werden. Fig. 3B shows a flowchart of the method for utility companies for providing and distributing electrical power in accordance with the present invention. The procedure is to be presented at an energy supply company that can switch on or off combined heat and power plants, which in this example are grouped into three plant groups. The system groups are compiled according to certain parameters and can be changed in the course of a day. In the course of the day, both the number of system groups, the number of combined heat and power plants combined into a system group and the combined heat and power plants themselves, which are combined to form a system group, can be changed. The number of peak load ranges can be changed in the same way or several system groups can be switched in one peak load range.

Die Darstellung verwendet die gleiche Ganglinie gemäß Fig. 2 der elektrischen Netzlast eines exemplarischen Kalendertages, wie die Darstellung gemäß Fig. 3A. Nach dem Programmstart am Kalendertag werden zunächst die Elemente der Steuermatrix des Vorta ges eingelesen. Die ursprüngliche Steuermatrix wurde von der Datenverarbeitung in der Netzleitstelle 3 aus den erfaßten und eingegebenen Daten berechnet. Damit stehen die erforderlichen Informationen bzw. die optimierten Daten aus der Steuermatrix bereit. Zum Zeitpunkt A werden entsprechend den aus der Steuermatrix ermittelten Daten die Schalt signale für eine erste Gruppe von zuschaltbaren Blockheizkraftwerken 18 oder Gruppen von Blockheizkraftwerken 18 erzeugt und auf das elektrische Versorgungsnetz 8 über tragen. Bei einem Anstieg des Energieverbrauchs in den zweiten Spitzenlastbereich III wird die Steuermatrix wiederum abgefragt und nach den Kriterien der Steuermatrix zum Zeitpunkt B eine zweite Gruppe von Blockheizkraftwerken 18 über Steuerimpulse aus der Schaltzentrale der Netzleitstelle 3 eingeschaltet. Jede dieser Anlagengruppen erlaubt einen kontinuierlichen Gleitbetrieb, da in jeder Anlagengruppe einzelne Blockheizkraftwerke zu- oder abschaltbar sind. Außerdem kann jede Gruppe von Blockheizkraftwerken wiederum in einzelne Blockheizkraftwerke oder Gruppen von Blockheizkraftwerken unterteilt werden oder die Anlagengruppen können nach Maßgabe der Steuermatrix neu zusammengestellt werden, z. B. kann zu einem bestimmten Zeitpunkt eine lokale Anlagengruppe nach dem Wärmebedarf der Verbraucher gebildet werden. Dadurch ist der Ausgleich der Spitzenlast in einem wesentlich größerem Umfang der Leistung steuerbar, und es ist ein sehr flexibler Angleich an die benötigte Leistung möglich.The illustration uses the same curve according to FIG. 2 of the electrical network load of an exemplary calendar day, like the illustration according to FIG. 3A. After the program starts on the calendar day, the elements of the previous day's control matrix are read in first. The original control matrix was calculated by the data processing in the network control center 3 from the recorded and entered data. The necessary information and the optimized data from the control matrix are thus available. At time A, the switching signals for a first group of connectable combined heat and power plants 18 or groups of combined heat and power plants 18 are generated and transmitted to the electrical supply network 8 in accordance with the data determined from the control matrix. If the energy consumption rises to the second peak load range III, the control matrix is queried again and, according to the criteria of the control matrix at time B, a second group of combined heat and power plants 18 is switched on via control pulses from the control center of the network control center 3 . Each of these system groups allows continuous gliding operation, since individual combined heat and power plants can be switched on or off in each system group. In addition, each group of cogeneration plants can in turn be subdivided into individual cogeneration plants or groups of cogeneration plants, or the plant groups can be re-assembled according to the control matrix, e.g. For example, a local plant group can be formed at a certain time according to the heat demand of the consumer. As a result, the peak load compensation can be controlled to a much greater extent and a very flexible adjustment to the required output is possible.

Im Zeitpunkt C, in dem die Ganglinie die Trennlinie zwischen zwei Spitzenlastbereichen berührt, findet in der Datenverarbeitung der Netzleitstelle 3 mindestens eine Abfrage der Steuermatrix statt, die u. U. zu einer Korrektur der Steuermatrix führt, die eventuell mit einer neuen Zusammenstellung von Anlagengruppen oder einer neuen Optimierung der Steuermatrix verbunden ist. Da kein Wechsel des Spitzenlastbereiches eintritt, erfolgt keine Auslösung von Steuerimpulsen.At the point in time C at which the curve touches the dividing line between two peak load areas, at least one query of the control matrix takes place in the data processing of the network control center 3 . U. leads to a correction of the control matrix, which may be associated with a new arrangement of plant groups or a new optimization of the control matrix. Since there is no change in the peak load range, there is no triggering of control pulses.

Zum Zeitpunkt D wird beim Übergang der Ganglinie in den dritten Spitzenlastbereich IV die Steuermatrix abgefragt und die dritte Gruppe von Blockheizkraftwerken 18 zugeschal tet. Die entsprechenden Schaltpunkte zum Ein- und Abschalten der Blockheizkraftwerke 18 sind wie in den herkömmlichen Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versor gungsnetz die Hauptführungsgrößen der Prozeßsteuerung. Wobei im Gegensatz zum Stand der Technik diese Führungsgrößen von einer individuell zugeschnittenen Steuermatrix variiert werden. At time D, the control matrix is queried at the transition of the curve into the third peak load range IV and the third group of combined heat and power plants 18 is switched on. The corresponding switching points for switching the CHP units 18 on and off are, as in the conventional methods for energy supply companies for short-term balancing of the peak load of electrical energy in the electrical supply network, the main control variables of the process control. In contrast to the prior art, these reference variables are varied by an individually tailored control matrix.

Sinkt die Energieabnahme wieder in den Grundlastbereich II zurück, werden die Anlagen gruppen 3 und 2 in den Zeitpunkten E und F nach der entsprechenden Abfrage der Steuer matrix wieder vom elektrischen Versorgungsnetz getrennt. Zum Zeitpunkt G wird die Steuermatrix in gleicher Weise wie in dem Zeitpunkt C korrigiert.If the energy consumption drops back into base load range II, the system groups 3 and 2 are separated from the electrical supply network at times E and F after the corresponding query of the control matrix. At time G, the control matrix is corrected in the same way as in time C.

In den Zeitpunkten H, I und J erfolgt in der bereits beschrieben Art und Weise das Zu- bzw. Abschalten von Anlagengruppen. Unter Einbeziehung aller Leistungsdaten der Netzleitstelle 3 wird dann am Ende des Kalendertages die Steuermatrix korrigiert und neu optimiert und dient dann dem Programmstart des nächsten Kalendertages.At times H, I and J, system groups are switched on and off in the manner already described. Taking into account all the performance data of the network control center 3 , the control matrix is then corrected and re-optimized at the end of the calendar day and then serves to start the program for the next calendar day.

Die Vorteile dieser Anordnung und dieses Verfahrens für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz, an das private und gewerbliche Kunden mit unterschiedlichem, zeitlich variablen Energiebedarf angeschlossen sind, liegen vor allem in dem kontinuierlichen Gleitbetrieb, der Nutzung auch der thermischen Energie, der kurzzeitigen Pufferung der Energie in den Heizungsanlagen der Verbraucher, der besseren Verteilung der Einspeisung der elektrischen Energie in das Versorgungsnetz, der Einsparung von Betreuungspersonal, der größeren Betriebssicherheit und der weitestgehenden Unabhängigkeit von äußeren Stromeinspeisungen während der Spitzenlastzeiten. Als weitere wesentliche Vorteile ergeben sich durch die dezentralen Einspeisungen eine hohe Netzstabilität, eine beachtliche Netzentlastung und damit erhebliche Netzreserven.The advantages of this arrangement and this procedure for energy supply companies for short-term compensation of the peak load of electrical energy in electrical Supply network to which private and commercial customers with different, timed variable energy requirements are connected mainly to the continuous Sliding operation, the use of thermal energy, the temporary buffering of the Energy in the heating systems of consumers, the better distribution of the feed the electrical energy in the supply network, the saving of care personnel, greater operational security and the greatest possible independence from outside Electricity feeds during peak load times. As further significant advantages Due to the decentralized infeeds, there is a high degree of network stability, a considerable one Network relief and thus considerable network reserves.

Die Blockheizkraftwerke 18 werden stromorientiert betrieben und über eine Impuls- oder Frequenzsteuerung von der Netzleitstelle 3 des Energieversorgungsunternehmens 1 geschaltet. In der einfachsten Ausführung wird eine Gruppe von Blockheizkraftwerken 18 angesteuert, bis ein Ausgleich der Ganglinie erreicht ist, in der erweiterten Ausführung wird eine Steuermatrix errechnet und ständig aktualisiert bzw. neu optimiert. Dazu werden in der Netzleitstelle 3 des Energieverteilungsunternehmens 1 alle Daten über das Verteiler gebiet gesammelt. Es sind dieses Daten über die Einspeisung der Energie, die momentane Energieabnahme, die momentanen Zustände der einzelnen Blockheizkraftwerke 18 usw. Nimmt die Energieabnahme plötzlich zu, kann dann z. B. von der Netzleitstelle 3 sofort ermittelt werden, in welcher Höhe diese Zunahme liegt und in welchem Bereich des elek trischen Versorgungsnetzes sie vorhanden ist. Dann wird z. B. in einem Optimierungs prozeß die Umgebung dieses Verbrauchers 23 analysiert und Schaltsignale an die umlie genden als zuschaltbar ermittelten Blockheizkraftwerke 18 ausgelöst. In gleicher Weise können dann die Blockheizkraftwerke 18 der nächsten Umgebung vom elektrischen Versorgungsnetz 8 abgeschaltet werden, wenn in dem entsprechenden Bereich der Energie verbrauch abnimmt. Auf diese Weise kann das Zuschalten von Blockheizkraftwerken 18 nach bestimmten Parametern optimiert werden. Diese Optimierung kann z. B. nach der Leitungslänge, der Größe der Gruppen von Blockheizkraftwerken 18, den Kosten usw. erfolgen. Da vorgesehen ist, daß diese Blockheizkraftwerke 18 eine Leistung zwischen 2 und 10 kW besitzen, ist ein sehr kontinuierlicher Abgleich zwischen Verbrauch und Zulieferung von Energie möglich.The combined heat and power plants 18 are operated in a current-oriented manner and switched by the network control center 3 of the energy supply company 1 via a pulse or frequency control. In the simplest version, a group of combined heat and power plants 18 is actuated until the curve is equalized, in the expanded version a control matrix is calculated and constantly updated or newly optimized. For this purpose, all data about the distribution area are collected in the network control center 3 of the energy distribution company 1 . It is this data about the feed-in of the energy, the instantaneous decrease in energy, the instantaneous states of the individual combined heat and power plants 18 etc. If the decrease in energy suddenly increases, z. B. can be determined immediately by the network control center 3 , the amount of this increase and in which area of the elec trical supply network it is available. Then z. B. in an optimization process, the environment of this consumer 23 is analyzed and switching signals to the surrounding lying as connectable block heat and power plants 18 triggered. In the same way, the combined heat and power plants 18 in the immediate vicinity can be switched off from the electrical supply network 8 when the energy consumption decreases in the corresponding area. In this way, the connection of combined heat and power plants 18 can be optimized according to certain parameters. This optimization can e.g. B. according to the line length, the size of the groups of cogeneration units 18 , the costs, etc. Since it is provided that these combined heat and power plants 18 have an output between 2 and 10 kW, a very continuous comparison between consumption and supply of energy is possible.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch die Erhöhung der Sicherheit beim Zuschalten von Blockheizkraftwerke 18. Bei Störungen in einem örtlich begrenzten Gebiet können die Blockheizkraftwerke 18 aus einem beliebigen anderen Gebiet zugeschaltet werden. Dabei sind keine zusätzlichen Schaltzeiten oder Anlaufzeiten erforderlich, denn die Netzleitstelle verfügt in diesem Fall stets über die erforderlichen Daten, die über die Schaltzentrale sofort in Schaltsignale umgesetzt werden.A particular advantage results from the increase in security when switching on combined heat and power plants 18 . In the event of faults in a local area, the combined heat and power plants 18 can be switched on from any other area. No additional switching times or start-up times are required, because in this case the network control center always has the necessary data, which are immediately converted into switching signals via the control center.

Selbst ein Ausfall von mehreren Blockheizkraftwerken 18 führt zu keiner Störung, wenn ihre Anzahl hinreichend groß gewählt wird.Even a failure of several combined heat and power plants 18 does not lead to a malfunction if their number is chosen to be sufficiently large.

Die Erfindung kann in ihren Einzelheiten, solange sie innerhalb der dargelegten Patent ansprüche liegen, vielfältig verändert werden, ohne daß der Schutzbereich verlassen wird. So kann zum Beispiel die Steuermatrix an jedem Kalendertag neu berechnet werden, zur Optimierung der Steuermatrix können weitere Daten über das elektrische Versorgungsnetz erfaßt werden oder es kann zusätzlich zur erfinderischen Anordnung von Blockheizkraft werken ein herkömmliches Spitzenlastkraftwerk eingesetzt werden. Die Blockheizkraft werke können zu einer beliebigen Anzahl von Anlagengruppen zusammengefaßt werden, deren Anzahl über den Tag verändert werden kann. Es ist auch möglich, an jeder relativen positiven und negativen Lastspitze die Steuermatrix abzufragen und zu korrigieren. The invention may be described in detail as long as it is within the stated patent claims are varied, without leaving the protected area. For example, the tax matrix can be recalculated every calendar day for Optimization of the control matrix can provide more data on the electrical supply network can be detected or in addition to the inventive arrangement of block heating power a conventional peak load power plant. The block heating power plants can be combined into any number of plant groups, the number of which can be changed during the day. It is also possible to use any relative positive and negative peak loads to query and correct the control matrix.

BezugszeichenlisteReference list

11

Energieversorgungsunternehmen
Energy supply company

22nd

Starkstromleitung
Power line

33rd

Netzleitstelle
Network control center

44th

Schaltzentrale
Control center

55

Datenfluß von und zur Netzleitstelle
Data flow from and to the network control center

66

Stromflußrichtungen
Current flow directions

77

Signalflußrichtungen
Signal flow directions

88th

elektrisches Versorgungsnetz
electrical supply network

99

Verbraucheranschlußknoten
Consumer connection node

1010th

Anschlußleitung
Connecting cable

1111

Anschlußsicherung
Connection protection

1212th

Anschlußknoten der Koppelleitung
Connection node of the coupling line

1313

Zähler
counter

1414

elektrische Anlage
Electrical system

1515

Koppelleitung
Coupling line

1616

Signalfluß zur Steuerung des Blockheizkraftwerkes
Signal flow to control the combined heat and power plant

1717th

Signalfluß zwischen Blockheizkraftwerk und Heizungsanlage
Signal flow between combined heat and power plant and heating system

1818th

Blockheizkraftwerk
CHP plant

1919th

Heizungsanlage
Heating system

2020th

Wärmefluß
Heat flow

2121

Brennstoffzufuhr
Fuel supply

2222

Wärmeverbraucher
Heat consumer

2323

Verbraucher
consumer

Claims

1. Anordnung für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz, an das private und gewerbliche Verbraucher mit unterschiedlichem, zeitlich variablem Energiebedarf angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei den privaten und gewerblichen Verbrauchern, an den von diesen Verbrauchern betriebenen Heizungsanlagen Block heizkraftwerke wärmegekoppelt sind, die über eine Prozeßsteuerung mit den Energie versorgungsunternehmen gekoppelt sind, wobei die Blockheizkraftwerke über diese Prozeßsteuerung in der Netzleitstelle des Energieversorgungsunternehmens einge schaltet bzw. ausgeschaltet werden, der von den Blockheizkraftwerken erzeugte Strom in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist und die vom den Blockheizkraftwerken erzeugte Wärme an die Heizungsanlage des Verbrauchers abgegeben wird. 1. Arrangement for energy supply companies for short-term compensation of the peak load of electrical energy in the electrical supply network, to which private and commercial consumers with different, time-variable energy requirements are connected, characterized in that for private and commercial consumers, the heating systems operated by these consumers Block thermal power plants are heat-coupled, which are coupled to the energy supply companies via a process control, the block-type thermal power plants being switched on or off via this process control in the network control center of the energy supply company, the electricity generated by the block-type thermal power plants fed into the electrical supply network and by the combined heat and power plants generated heat is given off to the heating system of the consumer.

2. Anordnung für Energieversorgungsunternehmen nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Prozeßsteuerung in die Netzleitstelle des Energieversorgungsunter nehmens integriert ist und eine Datenerfassung, eine Datenverarbeitung und eine Schaltzentrale enthält.2. Arrangement for energy supply companies according to claim 1, characterized records that process control in the network control center of the energy supply sub is integrated and a data acquisition, data processing and a Control center contains.

3. Anordnung für Energieversorgungsunternehmen nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltzentrale zur Ansteuerung der Blockheizkraftwerke mit dem Versorgungsnetz oder dem Telefonnetz gekoppelt ist und eine Impuls- oder Frequenz steuerung besitzt.3. Arrangement for energy supply companies according to claim 2, characterized records that the control center for controlling the combined heat and power plants with the Supply network or the telephone network is coupled and a pulse or frequency controls.

4. Anordnung für Energieversorgungsunternehmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockheizkraftwerke Generatoren darstellen, die über an die Heizungsanlagen wärmegekoppelte Wärmekraftmaschinen angetrieben werden.4. Arrangement for energy supply companies according to one of the preceding Claims, characterized in that the cogeneration units are generators represent, which are heat-coupled to the heating systems are driven.

5. Anordnung für Energieversorgungsunternehmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockheizkraftwerke Module mit vorzugs weise einer elektrischen Leistung zwischen 2 kW und 10 kW darstellen, wobei diese Module einzeln oder in Gruppen an eine Heizungsanlage wärmegekoppelt sind.5. Arrangement for energy supply companies according to one of the preceding Claims, characterized in that the combined heat and power plants modules with preference represent an electrical power between 2 kW and 10 kW, these Modules are heat-coupled individually or in groups to a heating system.

6. Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischen Energie im elektrischen Versorgungsnetz, an das private und gewerbliche Kunden mit unterschiedlichem, zeitlich variablen Energiebedarf ange schlossen werden, das aus folgenden Schritten besteht:

a) Datenerfassung mindestens über Höhe der benötigten elektrischen Energie und Ort des Energiebedarfs,
b) Verarbeitung der erfaßten Daten zu einer Steuermatrix,
c) Festlegen mindestens der Anzahl von Blockheizkraftwerken und des Gebietes, in dem Blockheizkraftwerke zu- oder abgeschaltet werden sollen, aus der Steuermatrix,
d) Abfrage der Steuermatrix mindestens an den Schnittpunkten der Ganglinie mit den aneinandergrenzenden Spitzenlastbereichen,
e) Übergabe der Daten aus der Steuermatrix an die Schaltzentrale, die die Steuersignale erzeugt und diese über eine Impuls- oder Frequenzsteuerung an die ausgewählten Blockheizkraftwerke leitet, um diese zuzuschalten bzw. abzuschalten bis die Energieversorgung ausgeglichen ist,
f) Abfrage und Korrektur der Steuermatrix hinsichtlich festgelegter Parameter mindestens an den Berührungspunkten der Ganglinie zwischen den Spitzenlastbereichen,
g) Aktualisieren der Steuermatrix mindestens am Ende des Kalendertages.

6.Procedures for energy supply companies for short-term balancing of the peak load of electrical energy in the electrical supply network, to which private and commercial customers with different, time-variable energy requirements are connected, which consists of the following steps:

a) data collection at least about the amount of electrical energy required and the location of the energy requirement,
b) processing of the recorded data into a control matrix,
c) determining from the control matrix at least the number of cogeneration plants and the area in which cogeneration plants are to be switched on or off,
d) interrogation of the control matrix at least at the intersections of the curve with the adjoining peak load ranges,
e) transfer of the data from the control matrix to the control center, which generates the control signals and sends them via pulse or frequency control to the selected combined heat and power plants in order to switch them on or off until the energy supply is balanced,
f) query and correction of the control matrix with regard to defined parameters at least at the points of contact of the curve between the peak load ranges,
g) Update the tax matrix at least at the end of the calendar day.

7. Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn des neuen Kalendertages jeweils die Steuer matrix des Vortages eingelesen wird.7. Procedures for energy supply companies to balance the short-term Peak load of electrical energy in the electrical supply network according to claim 6, characterized in that at the beginning of the new calendar day the tax matrix of the previous day.

8. Verfahren für Energieversorgungsunternehmen zum kurzfristigen Ausgleichen der Spitzenlast der elektrischer Energie im elektrischen Versorgungsnetz nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Schritt

a) weitere Daten mindestens über Höhe der von den einzelnen Blockheizkraftwerken zuschaltbaren Leistung, örtliche Lage der zuschaltbaren Blockheizkraftwerke, Zustände der verfügbaren Blockheizkraftwerke und dem lokalen Wärmebedarf bei den einzelnen Heizungsanlagen erfaßt werden, und zusätzlich zum Schritt
b) die ermittelte Steuermatrix nach bestimmten Parametern optimiert wird.

8. The method for energy supply companies for short-term compensation of the peak load of electrical energy in the electrical supply network according to claim 6 or 7, characterized in that in addition to the step

a) further data are recorded at least about the amount of the power that can be switched on by the individual cogeneration plants, the location of the cogeneration plants that can be switched on, the states of the available cogeneration plants and the local heat demand in the individual heating systems, and in addition to the step
b) the determined control matrix is optimized according to certain parameters.