EP3900142A1 - Method for controlling an electrical installation having a plurality of electrical devices, control unit, and electrical installation having such a control unit - Google Patents

Method for controlling an electrical installation having a plurality of electrical devices, control unit, and electrical installation having such a control unit

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EP3900142A1
EP3900142A1 EP19801331.0A EP19801331A EP3900142A1 EP 3900142 A1 EP3900142 A1 EP 3900142A1 EP 19801331 A EP19801331 A EP 19801331A EP 3900142 A1 EP3900142 A1 EP 3900142A1
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EP
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energy
pger
target
soii
devices
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19801331.0A
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German (de)
French (fr)
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Marlies Richter
Ferdinand Wikullil
Maurice Gonska
Matthias GROENE
Mathias Buenemann
Alexander UNRU
Mats Bernsdorff
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SMA Solar Technology AG
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Publication date
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    • Y04S20/20—End-user application control systems
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electrical system with a plurality of electrical devices, a control unit set up to carry out the method, and an electrical system with such a control unit.
  • the electrical system comprises a plurality of electrical devices and contains at least one device that can be operated in an energy-producing manner, one device that can be operated in an energy-consuming manner and / or at least one device that can be operated in an energy-giving and energy-absorbing manner.
  • the latter can in particular be an energy storage system having a battery.
  • NAP network connection point
  • Energy consumers often operate an electrical system comprising a regenerative energy generation system (EEA) in combination with an energy storage system and electrical consumers.
  • EAA regenerative energy generation system
  • This enables the electrical consumers to be supplied as far as possible within the specified tolerances for the minimum and maximum active power to be obtained.
  • an excess of power generated within the system which currently cannot be used by the electrical consumers, is fed into the energy storage system and temporarily stored there.
  • the maximum active power to be obtained threatens to exceed, power drawn from the energy storage system.
  • a power drawn from the AC voltage network via a network connection point is limited and a supply to the consumers is supported when the network is drawn below the maximum active power to be obtained.
  • Controlling such an electrical system with a plurality of electrical devices which includes at least one device that can be operated in an energy-generating manner, one device that can be operated in an energy-storing manner and / or one device that can be operated in an energy-consuming manner, is complex.
  • the complexity increases with the number of different electrical devices within the system. This is due to the fact that the regulation must take into account individual device targets for the power flows of the individual devices and a plant target for the power flow of the entire system at the NAP. It is therefore not expedient if the system goal is achieved, but one device or individual devices miss their individual device goals relative to other devices in the system. Rather, it is desirable that both the plant target and the individual device targets of the individual devices in the plant are achieved as well as possible for all devices in the plant.
  • Document DE 10 2015 101738 A1 discloses a method for operating an energy generation system which is connected to a public AC network via a network connection point for the bidirectional exchange of an electrical exchange power.
  • the energy generation system comprises an energy generation unit, an energy store and an electrical consumer.
  • the electrical exchange power of the energy generation system at the network connection point is set by controlling the energy generation unit, the energy store and / or the consumer to a desired value which is determined as a function of a first target variable and a second target variable.
  • the first target variable for the exchange service is specified as a constant value
  • the second target variable for the exchange service is specified as a function of at least one variable recorded at the network connection point.
  • the document DE 10 2016 110716 A1 discloses a method for the adaptive control of a discharge power of a storage unit assigned to a system.
  • the aim of the control is to limit an electrical energy drawn from an energy supply network via a network connection point of the system within a mean interval to a target value.
  • the discharge power of the storage unit during the averaging interval is controlled as a function of an electrical energy already drawn in the averaging interval at the current time, a current time, and the target value assigned to the averaging interval.
  • the object of the invention is to provide a method for controlling an electrical system with a plurality of electrical devices which comprise an energy-operable device, an energy-storage-operated electrical device and / or an energy-operated device with which both a system target and individual device targets can be used individual devices within the system can be fulfilled as well as possible. It is also an object of the invention to provide a control unit designed to carry out the method, and an electrical system with a plurality of electrical devices which can be operated differently and a control device of this type.
  • the object of the invention is achieved by a method for controlling an electrical system with the features of independent claim 1.
  • the dependent claims 2 to 10 are directed to preferred embodiments of the method.
  • Claim 12 relates to a control unit which is set up to carry out the method.
  • the independent claim 13 is directed to an electrical system with a plurality of electrical devices and a control unit.
  • the dependent claim 14 characterizes an advantageous embodiment of the system according to the invention.
  • the method according to the invention relates to a control of an electrical system with a plurality of electrical devices by means of a control unit.
  • the majority of the devices and thus the system is connected to a public power supply network (EVN) via a common network connection point (NAP).
  • the system comprises at least one device that can be operated in an energy-generating manner, at least one device that can be operated in an energy-storing manner and / or one device that can be operated in an energy-consuming manner.
  • the method has a first stage, which aims to achieve a plant target PAni.soii for a power flow RAPI assigned to the plant at the network connection point.
  • the method also has a second stage, which aims to achieve an individual device target PGer.soiu for a power flow Pcer.i of each device i from the plurality of devices.
  • the process comprises the following process steps:
  • Power flow RAPI of the plant is within a tolerance range around the plant target PAni.soii, so that each device achieves the individual device target PGer.soiu assigned to it as best as possible, and
  • control of the system is also to be understood in particular to mean “control of the system”.
  • An electrical device which can be operated in an energy-storing manner is to be understood as a device which can be operated in a manner which emits energy as well as which absorbs energy.
  • the majority n of the devices can comprise two devices or a larger number of devices, that is to say n> 2.
  • the power flow of each device PGer.i and the individual device target for the power flow PGer.soiu can in each case be an active power, a reactive power, and / or include an apparent power.
  • the PAni.soii system target can, but does not necessarily have to be in the middle of the tolerance range. According to the invention, it is also possible for the plant target to correspond to a tolerance limit of the tolerance range.
  • the power flow of the RAPI system corresponds to the sum of the power flows PGer.i of the devices according to equation 1:
  • the tolerance range around the PAni.soii system target can be understood as an allowed range, so that if the power flow for the RAPI system is within the tolerance range, the system performance does not need to be corrected.
  • the individual devices i can independently control or regulate their respective individual device target PGer.soiu within the tolerance range of the system.
  • the setpoint to be adjusted by the respective device corresponds to the individual device target PGer, soii, i.
  • PI controller proportional-integral controller
  • the sum of the power flows Pcer, i of the devices can be unequal to the plant target PAni.soii, so that there is a deviation of the power flow RAPI of the plant from its setpoint PAni.soii. However, as long as this deviation lies within the tolerance range, it is neglected and is not taken into account when regulating the individual device targets PGer.soiu.
  • the power flow RAPI of the system at the NAP is outside the tolerance range
  • the power flow RAPI of the system must be corrected in order to change it back into the tolerance range.
  • all devices in the system participate in a predefined manner in the correction of the power flow.
  • the first summand PGer.soiu describes the individual device target for the power flow of the device i. This value is used when the system output is within the tolerance range.
  • the second summand contains a first correction term with which the system error (PAni.soii - RAPI) is distributed to the individual devices in the system.
  • PAni.soii - RAPI system error
  • a difference between the power flow RAPI of the plant and its plant target PAni.soii can be scaled with the relative share of the nominal device power PGer.nom.i in the nominal plant power PAni.nom.
  • the distribution of the system error can thus advantageously be scaled as a function of the relative proportions of the respective nominal services PGer.nom.i of the devices in the nominal service PAni.nom of the system.
  • the second summand is used in the first stage of the control, in which the achievement of the plant target PAni.soii is prioritized over the achievement of the individual device targets PGer.soiu, the plant target PAni.soii being regulated by means of the devices i of the plant.
  • the deviations of the individual devices i from their respective individual device targets are thus controlled via the second summand, while the control unit controls the devices of the system with the aim of setting or regulating the system target PAni.soii of the system. This prevents a single device i or a plurality of individual devices i from having an uncontrolled and possibly too great deviation from their individual device target relative to the other devices.
  • the device-specific default value for each device i in the system can be an equally large relative difference APcer.i / Pcer.norru, which also corresponds to an equally large relative difference (PGer.soiu - Pcer.soiu) / Pcer.norru, based on have a nominal power PGer.Nom.i of the respective device.
  • PGer.soiu - Pcer.soiu an equally large relative difference
  • Pcer.norru based on have a nominal power PGer.Nom.i of the respective device.
  • the device-specific default values can be selected in such a way that for at least one device in the system, one relates to one respective nominal power PGer, nom, i related relative difference APGer.i / PGer.Nom.i of the power flow differs from the relative differences APGer.k / Pcer.Nom.k (with k ⁇ i) of the other devices in the system.
  • Individual devices can use this i are controlled within the system in such a way that they achieve their individual device target PGer.soiu better, whereas the other devices k (with k ⁇ i) are allowed a greater deviation from their individual device target PGer.soiu. Individual devices i within the system can thus be prioritized over other devices when they approach their individual device targets PGer.soiu.
  • the relative differences APGer.i / PGer.Nom.i of the power flows from the individual device targets PGer.soiu can be set via different weighting factors Xi assigned to the devices i.
  • the weighting factors Xi can be selected such that a relative difference in the power flow APGer.i / PGer.Nom.i multiplied by the respective weighting factor X assumes a constant value for each device i in the system.
  • it can be an approach according to
  • the weighting factors X can also be chosen such that a low weighting factor leads to the corresponding device i being all the closer to its individual device target PGer.soiu. This can be achieved, for example, with weighting factors that are reciprocal to the weighting factors Xi.
  • the individual device targets PGer.soiu of the individual devices i can vary in time or be varied.
  • the power flow of a bidirectionally operating battery inverter as part of a device in the system may depend on a state of charge of a battery connected on the input side to the battery inverter, the Battery charge level varies over time.
  • the power flow of a photovoltaic (PV) inverter as part of an electrical device in the system can vary over time, for example due to the thermal framework conditions of the inverter. It can also vary in that the feed-in of the power flow into an energy supply network (EVN) connected to the system is subject to restrictions by the power supply company.
  • ESN energy supply network
  • a time variation of the individual device target PGer.soiu for the power flow of a device can be provided by the one device itself and / or can be varied in time. This is the case with a battery inverter, for example, if its control itself ensures that a certain state of charge of the battery is maintained.
  • controlling the PV inverter can bring about a reduction in the individual device target PGer.soii, for example on the basis of temperature measurements within the device.
  • the device targets PGer.soiu of individual devices i are not provided by the devices themselves.
  • the individual device target PGer.soiu of one device, or the individual device targets PGer.soiu of several devices, optionally all devices can therefore not be provided by the devices themselves, but rather by a higher-level energy management system and / or varied in time. This is particularly advantageous if there are interdependencies between the device targets PGer.soiu.
  • the plant target PAni.soii and / or the tolerance band around the plant target PAni.soii can vary in time.
  • Such temporal variations can result from a change in the state of the EVN.
  • properties of an AC voltage - for example a frequency and / or a voltage amplitude of the AC voltage - can indicate that a Excess supply of electrical power is present in EVN.
  • the system can then support such changes in the status of the EVN and control the power exchange with the EVN by varying the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii.
  • the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii can be determined from a detection of frequency, voltage, active power and / or reactive power at the grid connection point and taking into account a characteristic curve, in particular an active power-frequency characteristic curve (P (f )), a reactive power-voltage characteristic (Q (U)), a reactive power-active power characteristic (Q (P)), and / or a phase shift-active power characteristic (cos_phi (P)).
  • P (f ) active power-frequency characteristic curve
  • Q (U) reactive power-voltage characteristic
  • Q (P) reactive power-active power characteristic
  • cos_phi (P) phase shift-active power characteristic
  • the plant target PAni.soii and / or the tolerance band around the plant target of the plant can also be communicated directly.
  • the PAni.soii system target and / or the tolerance band around the PAni.soii system target can be specified, for example, by an operator of the energy supply network by radio or by cable.
  • the method steps can be repeated, in particular repeated, at regular intervals.
  • the method steps can take into account changed device targets peer, soiu and / or system targets PAni.soii over an extended period of time.
  • a control unit according to the invention is designed and set up for controlling, in particular for regulating an electrical system according to the invention.
  • the system includes a number of electrical devices.
  • the system includes at least one device that can be operated in an energy-producing manner, and / or at least one device that can be operated in an energy-storing manner - that is, both energy-giving and energy-absorbing - and / or at least one device that can be operated in an energy-consuming manner.
  • the control unit is characterized in that it is designed and set up to carry out the method according to the invention.
  • the control unit can be a separately designed control unit of the system are available. Alternatively, the control unit can also be present as a control unit integrated in a device of the system.
  • the control unit can be connected to the energy-generating, energy-consuming or energy-generating and energy-consuming devices of the system for communication and data exchange.
  • the control unit can optionally also be connected to one or more measuring devices in order to detect properties of an AC voltage or a power flow at the network connection point - in particular a frequency, a voltage, an active power and / or reactive power.
  • the control unit can be set up to determine a system target PAni.soii and / or a tolerance band around the system target PAni.soii for a power flow RAPI of the system from the detected properties, taking into account characteristics known from the control unit.
  • the control unit can also be connected to an energy management system assigned to the system and be designed to receive individual device targets PGer.soiu for a power flow of the individual devices of the system from the energy management system and to take them into account when controlling the system.
  • the control unit can also be connected to a communication device in order to receive a plant target PAni.soii from an operator of the energy supply network by radio or by cable and to take it into account when controlling the plant.
  • An energy-consuming and / or energy-generating electrical system comprises a plurality of electrical devices.
  • the majority of the devices contain at least one device which can be operated in an energy-generating manner, at least one device which can be operated in an energy-storing manner - that is to say a device which can be both emitting and absorbing energy and / or at least one device which can be operated in an energy-consuming manner.
  • the system is characterized in that it comprises a control unit according to the invention.
  • At least one of the electrical devices can have an inverter.
  • the inverter can comprise a photovoltaic (PV) inverter, to whose DC input a PV generator is connected.
  • the inverter can also comprise a battery inverter, the DC input of which is connected to a battery.
  • PV photovoltaic
  • the battery inverter can be operated bidirectionally for charging and discharging the battery.
  • the consumption unit can include a connection unit and a consumer connected to the connection unit.
  • the control unit of the system is connected to the connection unit and, if necessary in connection with a control of the connection unit, is designed to control a power flow to the consumer.
  • the electrical system can have further electrical devices, in particular electrical devices operating in an energy-consuming manner, which cannot be controlled via the control unit.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an electrical system according to the invention.
  • Fig. 2 is a flowchart of the inventive method for controlling an electrical system according to the invention.
  • an electrical system 1 according to the invention is shown in one embodiment.
  • the system 1 comprises three electrical devices 2, which are connected to a power supply network (EVN) 5 via a common network connection point (NAP) 4.
  • a first device 2 of the system is designed as a photovoltaic unit and has a photovoltaic inverter 10, to whose DC input 12 a PV generator 11 is connected.
  • the PV inverter 10 comprises a DC / AC converter 13 controlled by a controller 14.
  • the controller 14 is connected to a measuring device 15, with which a property of an electrical power PGer.i flowing via an AC connection 16 is detected.
  • the property can include active, reactive and / or apparent power.
  • the controller 14 has a proportional integral controller (PI controller) and is designed to regulate the power flow PGer.i of the PV inverter 10 transferred via the AC connection to a predefined setpoint.
  • the system 1 also includes a battery unit as a second electrical device 2, the one Has bidirectionally operable battery inverter 20, to whose DC connection 22 a rechargeable battery 21 is connected.
  • the battery inverter 20 also has a DC / AC converter 23, a measuring device 25 and a controller 24 for controlling the DC / AC converter 23.
  • the measuring device 25 of the battery inverter 20 is also designed to detect a property of an electrical power PGer, 2 flowing via an AC connection 26, for example an active, reactive and / or or apparent power of the battery inverter 20.
  • the controller 24 of the battery inverter 20 also includes a PI controller and is designed to detect a power flow PGer, 2 of the battery flowing via an AC connection 26 -Inverter 20 to regulate to a setpoint.
  • the system 1 comprises a consumer unit having a connection unit 30 and a consumer 31 connected to an input connection 32 of the connection unit 30.
  • An output connection 36 of the connection unit 30 is connected to the NAP 4 of the system 1.
  • a power flow PGer, 3 flowing in the direction of the consumer 31 can be varied, in particular reduced, by the connection unit 30.
  • the connection unit 30 has a power limiter 33, a measuring device 35 for detecting a property of the power flow Pcer 3 transferred in the direction of the consumer 31, and a controller 34 for controlling the power limiter 33.
  • the consumer 31 can be a consumer that can be operated with an AC voltage.
  • the consumer 31 can also be designed as a DC voltage consumer.
  • the connection unit can also contain an AC / DC converter in addition to the components shown.
  • the consumer can be designed, for example, as a heating element or as a charging station for charging an electric car.
  • the system 1 further comprises a higher-level control unit 3 for controlling the electrical devices 2.
  • the control unit 3 is connected to an energy management system 7.
  • the energy management system 7 determines and communicates individual device targets PGer.soiu for the individual devices 2 of the system 1 to the control unit 3.
  • the control unit 3 is also connected to a measuring device 6 for detecting a property of an AC voltage of the EVN.
  • the measuring device 6 is connected to the EVN 5 on a side of the NAP facing the EVN.
  • the one detected by the measuring device 6 The property can be an amplitude Uo and / or a frequency f of the AC voltage.
  • the measuring device 6 is also able to detect a property of a power flow RAPI that is exchanged between the EVN 5 and the system 1.
  • the property of the power flow RAPI can be an active, reactive and / or apparent power.
  • the control unit 3 is designed and set up to carry out the method according to the invention.
  • the control unit 3 knows a plant target PAni.soii for a power flow RAPI of plant 1 transferred via the NAP 4 and a tolerance range around the plant target PAni.soii.
  • the plant target PAni.soii can result from the EVN, taking into account a collective agreement for the service, and can be stored in the control unit 3 or the energy management system 7.
  • the system target PAni.soii and possibly the tolerance range around the system target PAni.soii can be determined by the control unit 3 from the properties of the AC voltage present in the EVN 5 detected by the measuring device 6 on the NAP 4.
  • control unit can have 3 characteristic curves, for example an active power-frequency characteristic curve (P (f)), a reactive power-voltage characteristic curve (Q (U)), a reactive power-active power characteristic curve (Q (P)), and / or consider a phase shift active power characteristic (cos_phi (P)).
  • P (f) active power-frequency characteristic curve
  • Q (U) reactive power-voltage characteristic curve
  • Q (P) reactive power-active power characteristic curve
  • cos_phi (P) phase shift active power characteristic
  • the electrical system 1 is exemplified as a three-phase system, in which each of the three phase conductors is connected to a corresponding phase conductor of the three-phase EVN 5. This is symbolized in FIG. 1 by three slashes on both sides of the NAP 4.
  • the system it is alternatively possible for the system to have a different number of phase conductors and, for example, to be designed as a single-phase or two-phase system.
  • the one phase conductor or each of the two phase conductors is connected to a corresponding phase conductor of the EVN 5.
  • the system can have further energy-generating, energy-consuming and both energy-generating and consuming devices 2, which is symbolized in FIG. 1 by dots below the connection unit 30. These can also be devices that cannot be controlled or are controlled via the control unit 3.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method in the form of a flow chart, which is explained below using the example of the electrical system from FIG. 1 as an example.
  • the method starts with a step S1.
  • individual device targets PGer.soiu are defined for each device i in system 1, for example by the energy management system 7.
  • properties of the AC voltage on the NAP 4 in system 1 are detected by the measuring device 6 In the present case, an amplitude Uo, a frequency f and a power flow RAPI of the system 1 are detected. These properties are transmitted to the control unit 3.
  • the control unit 3 determines a system target PAni.soii from system 1 and a tolerance range around the system target PAni.soii from the properties of the AC voltage detected at NAP 4 and taking into account characteristic curves.
  • the plant target PAni.soii is within the tolerance range. It is possible that the plant target matches one of the threshold values.
  • a system target PAni.soii for an active power component of the power flow RAPI of system 1 and the tolerance range assigned to the system target can be determined on the basis of the detected frequency f and taking into account an active power-frequency characteristic curve P (f).
  • the tolerance range is determined by way of example by means of a lower threshold value PTH I with PTH I ⁇ PAni.soii and an upper threshold value PTH2 with PTH2> PAni.soii for the power flow, in particular its active power component.
  • step S5 the power flow RAPI of the system 1 determined in step S3 on the NAP 4 is compared with the tolerance range around the system target PAni.soii. If the power flow RAPI transferred via the NAP 4 is within the tolerance range around the plant target RAPI - that is, if the power flow RAPI of plant 1 is PTH I ⁇ RAPI ⁇ PTH2 - the process branches to a step S6, in which plant 1 is operated by the control unit 3 in the second stage.
  • the individual device targets PGer.soiu are communicated to the respective controllers of devices 2 in system 1.
  • Each of the regulators for the majority of the electrical devices can be arranged in the electrical device assigned to them.
  • the controllers can also be arranged together within the control unit. If the controllers are arranged in devices 2, the signals Control unit 3 the devices 2 of plant 1, that the power flow RAPI of plant 1 is within the tolerance range around the plant target PAni.soii or the process is operated in the second stage. In a case in which the regulators are arranged in the control unit 3, corresponding signaling is not necessary. In response to this, each device 2 of the system 1 is regulated in such a way that its power flow Pcer.i reaches the respective device target PGer.soiu as best as possible or corresponds to it. This regulation can take place via the controls 14, 24, 34 of the individual electrical devices 2 or else via the regulators arranged within the control unit 3.
  • step S3 the power flow RAPI of the system 1 flowing via the NAP 4, as well as the amplitude Uo and the frequency f of the AC voltage are detected by the measuring device 6.
  • the method branches to a step S7, in which the method according to the invention by Control unit 3 is operated in the first stage.
  • the aim here is to modify the power flow RAPI of system 1 exchanged with the EVN 5 in the direction of the system target PAni.soii, at least in the form that the power flow changes again within the tolerance range around the system target RAPI.
  • the control unit 3 signals the devices 2 of the system 1 that the method is being operated in the first stage. In a case in which the controllers of the devices 2 are arranged in the control unit 3, such signaling is not necessary.
  • Modified setpoints PGer.soiu or a variable PGer.soiu containing the modified setpoints PGer.soiu, for example a modified difference between the modified setpoint and power flow of the device according to (PGer.soiu - Pcer.i) are then sent to the controllers of the electrical devices 2 communicates.
  • the modified setpoints PGer.soiu include a first correction term, which depends on a difference in the power flow RA P I and the plant target PAni.soii of plant 1, and a second correction term, which shows an overall deviation (ie summed up across all devices) of the power flows PGer .i of the individual devices by their respective individual Device targets PGer.soiu are taken into account and with which the total existing deviation Z ' the individual devices in system 1 is distributed.
  • the distribution can be unweighted or, if necessary, weighted with weighting factors Xi.
  • PV Photovoltaic

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

A description is given of a method for controlling an electrical installation (1) having electrical devices (2) which can be operated in an energy-producing, energy-storing and/or energy-consuming manner and are connected to an energy supply network (5). The method comprises a first stage which is aimed at achieving an installation aim PΑnl,Soll for a power flow ΡΑnl assigned to the installation (1) at the network connection point (4), and a second stage which is aimed at achieving an individual device aim PGer,Soll,i for a power flow PGer,i of each device (2) from the plurality of devices (2). On the basis of detection of a power flow ΡΑnl of the installation (1) at a network connection point (4) and a comparison of the detected power flow ΡΑnl of the installation (1) with the installation aim PΑnl,soll, the installation (1) is operated in the second stage if the detected power flow ΡΑnl of the installation (1) is within a tolerance range around the installation aim PΑnl,soll, or otherwise the installation is operated in the first stage. A control unit (3) and such an installation (1) are likewise described.

Description

Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten, Steuerungseinheit und elektrische Anlage mit einer derartigen Steuerungseinheit Method for controlling an electrical system with a plurality of electrical devices, control unit and electrical system with such a control unit
Technisches Gebiet der Erfindung Technical field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten, eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Steuerungseinheit, sowie eine elektrische Anlage mit einer derartigen Steuerungseinheit. Die elektrische Anlage umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Geräten und beinhaltet zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät, ein energieverbrauchend betreibbares Gerät und/oder zumindest ein sowohl energieabgebend als auch energieaufnehmend betreibbares Gerät. Bei letzterem kann es sich insbesondere um ein eine Batterie aufweisendes Energiespeichersystem handeln. The invention relates to a method for controlling an electrical system with a plurality of electrical devices, a control unit set up to carry out the method, and an electrical system with such a control unit. The electrical system comprises a plurality of electrical devices and contains at least one device that can be operated in an energy-producing manner, one device that can be operated in an energy-consuming manner and / or at least one device that can be operated in an energy-giving and energy-absorbing manner. The latter can in particular be an energy storage system having a battery.
Stand der Technik State of the art
Stromtarife für größere Energieabnehmer, wie beispielsweise Gewerbebetriebe, weisen regelmäßig eine maximal und oftmals auch eine minimal abzunehmende Wirkleistung auf. Dies dient der besseren Planbarkeit einer Energieerzeugung. Ein Überschreiten der maximalen, wie auch ein Unterschreiten der minimalen über einen Netzanschlusspunkt (NAP) aus einem Wechselspannungsnetz bezogenen Wirkleistung ist mit erhöhten Energiekosten für den Energieabnehmer verbunden. Electricity tariffs for larger energy consumers, such as commercial enterprises, regularly have a maximum and often a minimal decrease in active power. This serves to make it easier to plan energy generation. Exceeding the maximum as well as falling below the minimum active power drawn from an AC network via a network connection point (NAP) is associated with increased energy costs for the energy consumer.
Häufig betreiben Energieabnehmer eine elektrische Anlage umfassend eine regenerative Energieerzeugungsanlage (EEA) in Kombination mit einem Energiespeichersystem und elektrischen Verbrauchern. Hierdurch wird eine Versorgung der elektrischen Verbraucher weitestgehend innerhalb der vorgegebenen Toleranzen für die minimal und maximal zu beziehende Wirkleistung ermöglicht. Konkret wird dabei ein Überschuss an innerhalb der Anlage erzeugter Leistung, der aktuell von den elektrischen Verbrauchern nicht genutzt werden kann, in das Energiespeichersystem eingespeist und dort zwischengespeichert. Im Gegenzug wird dann, wenn die von den Verbrauchern des Energieabnehmers insgesamt verbrauchte Leistung die maximal zu beziehende Wirkleistung zu überschreiten droht, Leistung aus dem Energiespeichersystem entnommen. Hierdurch wird eine über einen Netzanschlusspunkt aus dem Wechselspannungsnetz bezogene Leistung begrenzt und eine Versorgung der Verbraucher bei einem Netzbezug unterhalb der maximal zu beziehenden Wirkleistung unterstützt. Energy consumers often operate an electrical system comprising a regenerative energy generation system (EEA) in combination with an energy storage system and electrical consumers. This enables the electrical consumers to be supplied as far as possible within the specified tolerances for the minimum and maximum active power to be obtained. Specifically, an excess of power generated within the system, which currently cannot be used by the electrical consumers, is fed into the energy storage system and temporarily stored there. In return, when the total power consumed by the consumers of the energy consumer increases the maximum active power to be obtained threatens to exceed, power drawn from the energy storage system. In this way, a power drawn from the AC voltage network via a network connection point is limited and a supply to the consumers is supported when the network is drawn below the maximum active power to be obtained.
Eine Regelung einer derartigen elektrischen Anlage mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten, die zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät, ein energiespeichernd betreibbares Gerät und/oder ein energieverbrauchend betreibbares Gerät beinhaltet, ist komplex. Die Komplexität steigt mit der Anzahl unterschiedlicher elektrischer Geräte innerhalb der Anlage. Das liegt daran, dass die Regelung zum einen individuelle Geräteziele für die Leistungsflüsse der einzelnen Geräte und zum anderen ein Anlagenziel für den Leistungsfluss der gesamten Anlage am NAP gleichzeitig berücksichtigen muss. So ist es nicht zielführend, wenn das Anlagenziel zwar erreicht wird, dabei aber ein Gerät oder einzelne Geräte ihre individuellen Geräteziele relativ zu anderen Geräten in der Anlage stark verfehlen. Vielmehr ist gewünscht, dass sowohl das Anlagenziel, als auch die individuellen Geräteziele der einzelnen Geräte der Anlage für alle Geräte der Anlage möglichst gut erreicht werden. Controlling such an electrical system with a plurality of electrical devices, which includes at least one device that can be operated in an energy-generating manner, one device that can be operated in an energy-storing manner and / or one device that can be operated in an energy-consuming manner, is complex. The complexity increases with the number of different electrical devices within the system. This is due to the fact that the regulation must take into account individual device targets for the power flows of the individual devices and a plant target for the power flow of the entire system at the NAP. It is therefore not expedient if the system goal is achieved, but one device or individual devices miss their individual device goals relative to other devices in the system. Rather, it is desirable that both the plant target and the individual device targets of the individual devices in the plant are achieved as well as possible for all devices in the plant.
Die Schrift DE 10 2015 101738 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Energieerzeugungsanlage, die zum bidirektionalen Austausch einer elektrischen Austauschleistung über einen Netzanschlusspunkt mit einem öffentlichen Wechselspannungsnetz verbunden ist. Die Energieerzeugungsanlage umfasst eine Energieerzeugungseinheit, einen Energiespeicher und einen elektrischen Verbraucher. Die elektrische Austauschleistung der Energieerzeugungsanlage am Netzanschlusspunkt wird durch Ansteuern der Energieerzeugungseinheit, des Energiespeichers und/oder des Verbrauchers auf einen Sollwert eingestellt, der in Abhängigkeit einer ersten Zielgröße und einer zweiten Zielgröße festgelegt wird. Dabei wird die erste Zielgröße für die Austauschleistung als konstanter Wert, und die zweite Zielgröße für die Austauschleistung abhängig von mindestens einer an dem Netzanschlusspunkt erfassten Größen vorgegeben. Die Schrift DE 10 2016 110716 A1 offenbart ein Verfahren zur adaptiven Steuerung einer Entladeleistung einer einem System zugeordneten Speichereinheit. Ziel der Steuerung ist es, eine von einem Energieversorgungsnetz über einen Netzanschlusspunkt des Systems innerhalb eines Mittelungsintervalls bezogene elektrische Energie auf einen Zielwert zu begrenzen. Zu diesem Zweck wird die Entladeleistung der Speichereinheit während des Mittelungsintervalls in Abhängigkeit einer in dem Mittelungsintervall zur aktuellen Zeit bereits bezogenen elektrischen Energie, einer aktuellen Zeit, und dem dem Mittelungsintervall zugeordneten Zielwert gesteuert. Document DE 10 2015 101738 A1 discloses a method for operating an energy generation system which is connected to a public AC network via a network connection point for the bidirectional exchange of an electrical exchange power. The energy generation system comprises an energy generation unit, an energy store and an electrical consumer. The electrical exchange power of the energy generation system at the network connection point is set by controlling the energy generation unit, the energy store and / or the consumer to a desired value which is determined as a function of a first target variable and a second target variable. The first target variable for the exchange service is specified as a constant value, and the second target variable for the exchange service is specified as a function of at least one variable recorded at the network connection point. The document DE 10 2016 110716 A1 discloses a method for the adaptive control of a discharge power of a storage unit assigned to a system. The aim of the control is to limit an electrical energy drawn from an energy supply network via a network connection point of the system within a mean interval to a target value. For this purpose, the discharge power of the storage unit during the averaging interval is controlled as a function of an electrical energy already drawn in the averaging interval at the current time, a current time, and the target value assigned to the averaging interval.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage mit einer Mehrzahl elektrischer Geräte aufzuzeigen, die ein energieerzeugend betreibbares Gerät, ein energiespeichernd betreibbares elektrischen Gerät und/oder ein energieverbrauchend betreibbares Gerät umfassen, mit dem sowohl ein Anlagenziel als auch individuelle Geräteziele der einzelnen Geräte innerhalb der Anlage möglichst gut erfüllt werden können. Es ist zudem Aufgabe der Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens ausgelegte Steuerungseinheit, sowie eine elektrische Anlage mit einer Mehrzahl unterschiedlich betreibbarer elektrischer Geräte und einer derartigen Steuerungseinrichtung aufzuzeigen. The object of the invention is to provide a method for controlling an electrical system with a plurality of electrical devices which comprise an energy-operable device, an energy-storage-operated electrical device and / or an energy-operated device with which both a system target and individual device targets can be used individual devices within the system can be fulfilled as well as possible. It is also an object of the invention to provide a control unit designed to carry out the method, and an electrical system with a plurality of electrical devices which can be operated differently and a control device of this type.
Lösung solution
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 10 sind auf bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gerichtet. Der Patentanspruch 12 betrifft eine Steuerungseinheit, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Der nebengeordnete Patentanspruch 13 ist auf eine elektrische Anlage mit einer Mehrzahl an elektrischen Geräten und einer Steuerungseinheit gerichtet. Der abhängige Patentanspruch 14 charakterisiert eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage. The object of the invention is achieved by a method for controlling an electrical system with the features of independent claim 1. The dependent claims 2 to 10 are directed to preferred embodiments of the method. Claim 12 relates to a control unit which is set up to carry out the method. The independent claim 13 is directed to an electrical system with a plurality of electrical devices and a control unit. The dependent claim 14 characterizes an advantageous embodiment of the system according to the invention.
Beschreibung der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft eine Steuerung einer elektrischen Anlage mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten mittels einer Steuerungseinheit. Dabei ist die Mehrzahl der Geräte und damit die Anlage über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (NAP) mit einem öffentlichen Energieversorgungsnetz (EVN) verbunden. Die Anlage umfasst zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät, zumindest ein energiespeichernd betreibbares Gerät und/oder ein energieverbrauchend betreibbares Gerät. Das Verfahren weist eine erste Stufe auf, die auf eine Erreichung eines Anlagenzieles PAni.soii für einen der Anlage zugeordneten Leistungsfluss RAPI an dem Netzanschlusspunkt abzielt. Das Verfahren weist zudem eine zweite Stufe auf, die auf eine Erreichung eines individuellen Gerätezieles PGer.soiu für einen Leistungsfluss Pcer.i jedes Geräts i aus der Mehrzahl der Geräte abzielt. Dabei umfasst das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte: Description of the invention The method according to the invention relates to a control of an electrical system with a plurality of electrical devices by means of a control unit. The majority of the devices and thus the system is connected to a public power supply network (EVN) via a common network connection point (NAP). The system comprises at least one device that can be operated in an energy-generating manner, at least one device that can be operated in an energy-storing manner and / or one device that can be operated in an energy-consuming manner. The method has a first stage, which aims to achieve a plant target PAni.soii for a power flow RAPI assigned to the plant at the network connection point. The method also has a second stage, which aims to achieve an individual device target PGer.soiu for a power flow Pcer.i of each device i from the plurality of devices. The process comprises the following process steps:
Detektieren des Leistungsflusses RAPI der Anlage an dem Netzanschlusspunkt, Detection of the power flow RAPI of the system at the network connection point,
Vergleich des detektierten Leistungsflusses RAPI der Anlage mit demComparison of the detected power flow RAPI of the system with that
Anlagenziel PAni.soii, Plant target PAni.soii,
Betreiben des Verfahrens in der zweiten Stufe, wenn der detektierte Operating the method in the second stage if the detected
Leistungsfluss RAPI der Anlage innerhalb eines Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt, so dass jedes Gerät das ihm zugeordnete individuelle Geräteziel PGer.soiu bestmöglich erreicht, und Power flow RAPI of the plant is within a tolerance range around the plant target PAni.soii, so that each device achieves the individual device target PGer.soiu assigned to it as best as possible, and
Betreiben des Verfahrens in der ersten Stufe, wenn der detektierte Operation of the method in the first stage if the detected
Leistungsfluss RAPI der Anlage außerhalb des Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt, wobei die Geräte der Anlage in Richtung einer Erreichung des Anlagenzieles PAni.soii geregelt werden, und wobei durch die Regelung angestrebt wird, dass eine Differenz APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i zwischen dem Leistungsfluss Pcer.i des Geräts und dem jeweiligen individuellen Geräteziel PGer.soiu für jedes Gerät i der Mehrzahl einem geräteindividuellen Vorgabewert entspricht. Power flow RAPI of the plant is outside the tolerance range around the plant target PAni.soii, whereby the devices of the plant are regulated in the direction of reaching the plant target PAni.soii, and the aim of the regulation is that a difference APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i between the power flow Pcer.i of the device and the respective individual device target PGer.soiu for each device i corresponds to the majority of a device-specific default value.
Unter dem Begriff„Steuerung der Anlage“ ist anmeldungsgemäß insbesondere auch eine „Regelung der Anlage“ zu verstehen. Unter einem energiespeichernd betreibbaren elektrischen Gerät ist ein Gerät zu verstehen, das sowohl energieabgebend, als auch energieaufnehmend betreibbar ist. Die Mehrzahl n der Geräte kann zwei Geräte oder eine größere Anzahl an Geräten umfassen, d.h. es gilt n > 2. Der Leistungsfluss jedes Gerätes PGer.i und das individuelle Geräteziel für den Leistungsfluss PGer.soiu kann jeweils eine Wirkleistung, eine Blindleistung, und/oder eine Scheinleistung umfassen. Analoges gilt für den Leistungsfluss der Anlage RAPI und das Anlagenziel für den Leistungsfluss PAni.soii. Das Anlagenziel PAni.soii kann, muss aber nicht zwingenderweise in der Mitte des Toleranzbereiches liegen. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass das Anlagenziel einer Toleranzgrenze des Toleranzbereiches entsprechen kann. According to the application, the term “control of the system” is also to be understood in particular to mean “control of the system”. An electrical device which can be operated in an energy-storing manner is to be understood as a device which can be operated in a manner which emits energy as well as which absorbs energy. The majority n of the devices can comprise two devices or a larger number of devices, that is to say n> 2. The power flow of each device PGer.i and the individual device target for the power flow PGer.soiu can in each case be an active power, a reactive power, and / or include an apparent power. The same applies to the power flow of the RAPI system and the system target for the power flow PAni.soii. The PAni.soii system target can, but does not necessarily have to be in the middle of the tolerance range. According to the invention, it is also possible for the plant target to correspond to a tolerance limit of the tolerance range.
Der Leistungsfluss der Anlage RAPI entspricht der Summe der Leistungsflüsse PGer.i der Geräte gemäß Gleichung 1 : The power flow of the RAPI system corresponds to the sum of the power flows PGer.i of the devices according to equation 1:
Der Toleranzbereich um das Anlagenziel PAni.soii kann als ein erlaubter Bereich verstanden werden, so dass dann, wenn der Leistungsfluss für die Anlage RAPI innerhalb des Toleranzbereiches liegt, die Anlagenleistung keiner Korrektur bedarf. The tolerance range around the PAni.soii system target can be understood as an allowed range, so that if the power flow for the RAPI system is within the tolerance range, the system performance does not need to be corrected.
Vielmehr können die einzelnen Geräte i innerhalb des Toleranzbereiches der Anlage unabhängig voneinander ihr jeweiliges individuelles Geräteziel PGer.soiu ansteuern bzw. einregeln. In diesem Fall entspricht der von dem jeweiligen Gerät einzuregelnde Sollwert dem individuellen Geräteziel PGer,soii,i . Ein dem jeweiligen Gerät der Anlage zugeordneter Regler, insbesondere ein Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) operiert mit dem Ziel, einen Fehler des Leistungsflusses APGer.i für jedes Gerät i gemäß APcerj = PGer.soiu - Pcer.i auf 0 zu regeln. Dabei kann die Summe der Leistungsflüsse Pcer,i der Geräte ungleich zum Anlagenziel PAni.soii sein, so dass eine Abweichung des Leistungsflusses RAPI der Anlage von ihrem Sollwert PAni.soii vorliegt. Solange diese Abweichung jedoch innerhalb des Toleranzbereiches liegt, wird sie vernachlässigt und bei einer Regelung der individuellen Geräteziele PGer.soiu nicht berücksichtigt. Rather, the individual devices i can independently control or regulate their respective individual device target PGer.soiu within the tolerance range of the system. In this case, the setpoint to be adjusted by the respective device corresponds to the individual device target PGer, soii, i. A controller assigned to the respective device in the system, in particular a proportional-integral controller (PI controller) operates with the aim of reducing an error in the power flow APGer.i for each device i according to APcerj = PGer.soiu - Pcer.i regulate. The sum of the power flows Pcer, i of the devices can be unequal to the plant target PAni.soii, so that there is a deviation of the power flow RAPI of the plant from its setpoint PAni.soii. However, as long as this deviation lies within the tolerance range, it is neglected and is not taken into account when regulating the individual device targets PGer.soiu.
Befindet sich hingegen der Leistungsfluss der Anlage RAPI am NAP außerhalb des Toleranzbereiches, so ist eine Korrektur des Leistungsflusses RAPI der Anlage erforderlich, um diesen wieder in den Toleranzbereich zu ändern. An der Korrektur des Leistungsflusses beteiligen sich alle Geräte i der Anlage erfindungsgemäß in vordefinierter Art und Weise. If, on the other hand, the power flow of the RAPI system at the NAP is outside the tolerance range, the power flow RAPI of the system must be corrected in order to change it back into the tolerance range. According to the invention, all devices in the system participate in a predefined manner in the correction of the power flow.
Insbesondere kann für jedes Gerät i der Anlage ein modifizierter Sollwert PGer.soiu in Abhängigkeit vom relativen Anteil der Nominalleistung PGer.nom.i des Gerätes i an der Nominalleistung PAni.nom der Anlage erzeugt werden, wobei die Nominalleistung RAPI,POGP der Summe PAni n0m = PGer.nom.i der Nominalleistungen PGer,nom,i der Geräte der Anlage entspricht. In particular, a modified setpoint PGer.soiu can be generated for each device i in the system depending on the relative share of the nominal power PGer.nom.i of the device i in the nominal power PAni.nom of the system, the nominal power RAPI, POGP the sum P Ani n0 m = P G er.nom.i the nominal power PGer, nom, i the equipment of the system.
Der zur Korrektur der Anlagenleistung modifizierte Sollwert PGer.soiu kann sich dann gemäß Gleichung (2) wie folgt zusammensetzen: The setpoint PGer.soiu modified to correct the system output can then be composed according to equation (2) as follows:
(Gl. 2) (Eq. 2)
In Gleichung (2) beschreibt der erste Summand PGer.soiu das individuelle Geräteziel für den Leistungsfluss des Gerätes i. Dieser Wert wird verwendet, wenn die Anlagenleistung im Toleranzbereich liegt. In equation (2) the first summand PGer.soiu describes the individual device target for the power flow of the device i. This value is used when the system output is within the tolerance range.
Der zweite Summand beinhaltet einen ersten Korrekturterm, mit dem der Anlagenfehler (PAni.soii - RAPI) auf die einzelnen Geräte i der Anlage verteilt wird. Dazu kann eine Differenz zwischen dem Leistungsflusses RAPI der Anlage und ihrem Anlagenziel PAni.soii mit dem relativen Anteil der nominalen Geräteleistung PGer.nom.i an der nominalen Anlagenleistung PAni.nom skaliert werden. Vorteilhafterweise kann somit die Verteilung des Anlagenfehlers in Abhängigkeit der relativen Anteile der jeweiligen Nominalleistungen PGer.nom.i der Geräte an der Nominalleistung PAni.nom der Anlage skaliert werden. The second summand contains a first correction term with which the system error (PAni.soii - RAPI) is distributed to the individual devices in the system. For this purpose, a difference between the power flow RAPI of the plant and its plant target PAni.soii can be scaled with the relative share of the nominal device power PGer.nom.i in the nominal plant power PAni.nom. The distribution of the system error can thus advantageously be scaled as a function of the relative proportions of the respective nominal services PGer.nom.i of the devices in the nominal service PAni.nom of the system.
Der zweite Summand beinhaltet zudem einen zweiten Korrekturterm, der zur Verteilung der insgesamt über alle Geräte i (mit k=1 bis n) der Anlage summierten Abweichungen der Leistungsflüsse PGer.i von den jeweiligen individuellen Gerätezielen PGer.soiu auf die einzelnen Geräte i der Anlage verwendet wird. Der zweite Summand wird in der ersten Stufe der Regelung verwendet, in der die Erreichung des Anlagenzieles PAni.soii gegenüber einer Erreichung der individuellen Geräteziele PGer.soiu priorisiert ist, wobei mittels der Geräte i der Anlage das Anlagenziel PAni.soii einzuregeln ist. Dabei ist es möglich - und im allgemeinen auch der Fall - dass die Geräte ihre individuellen Ziele PGer.soiu auf Kosten der Erreichung des Anlagenzieles PAni.soii nicht einstellen können. Vielmehr ist für die Geräte der Anlage jeweils eine Abweichung von ihrem individuellen Geräteziel vorhanden, die in dem zweiten Korrekturterm des zweiten Summanden aufsummiert wird. Die insgesamt vorhandene - i.e. aufsummierte - Abweichung wird dann auf die einzelnen Geräte der Anlage verteilt. The second summand also includes a second correction term, which is used to distribute the total deviations in the power flows PGer.i from the respective individual device targets PGer.soiu across the individual devices i (with k = 1 to n) of the system to the individual devices i of the system is used. The second summand is used in the first stage of the control, in which the achievement of the plant target PAni.soii is prioritized over the achievement of the individual device targets PGer.soiu, the plant target PAni.soii being regulated by means of the devices i of the plant. It is possible - and generally also the case - that the devices cannot set their individual goals PGer.soiu at the expense of reaching the PAni.soii system goal. Rather, there is a deviation from the individual device target for the devices of the system, which is summed up in the second correction term of the second summand. The the total - ie total - deviation is then distributed to the individual devices in the system.
Über den zweiten Summanden werden also die Abweichungen der einzelnen Geräte i von ihren jeweiligen individuellen Gerätezielen kontrolliert, während die Steuerungseinheit die Geräte der Anlage mit dem Ziel steuert, zusammen das Anlagenziel PAni.soii der Anlage einzustellen bzw. einzuregeln. Hierdurch wird verhindert, dass ein einzelnes Gerät i oder mehrere einzelne Geräte i relativ zu den anderen Geräten eine unkontrollierte und gegebenenfalls zu starke Abweichung von ihrem individuellen Geräteziel aufweisen. Hierzu wird für jedes Gerät i der Anlage der modifizierte Sollwert pGer.soiu berechnet, wobei der Leistungsfluss PGer.i des jeweiligen Gerätes i auf den modifizierten Sollwert PGer.soiu eingeregelt wird, das heißt, es gilt PGer.i = PGer.soiu- Somit kann über das Verfahren eingestellt werden, dass eine Differenz APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i zwischen dem Leistungsfluss Pcer.i des Geräts und dem jeweiligen individuellen Geräteziel PGer.soiu für jedes Gerät i der Anlage einem geräteindividuellen Vorgabewert entspricht. Da in der ersten Stufe des Verfahrens der Leistungsfluss Pcer.i des Gerätes i gemäß Pcer.i = pGer.soiu auf den modifizierten Sollwert pGer.soiu eingeregelt wird, ist dies gleichbedeutend damit, dass in einem Zustand, bei dem der Leistungsfluss PGer.i des Gerätes i auf seinen entsprechend modifizierten Sollwert pGer.soiu eingeregelt ist, eine Differenz zwischen dem modifizierten Sollwert pGer.soiu und dem individuellen Geräteziel PGer.soiu einem geräteindividuellen Vorgabewert entspricht. The deviations of the individual devices i from their respective individual device targets are thus controlled via the second summand, while the control unit controls the devices of the system with the aim of setting or regulating the system target PAni.soii of the system. This prevents a single device i or a plurality of individual devices i from having an uncontrolled and possibly too great deviation from their individual device target relative to the other devices. For this purpose, the modified setpoint pGer.soiu is calculated for each device i in the system, the power flow PGer.i of the respective device i being adjusted to the modified setpoint PGer.soiu, that is to say PGer.i = PGer.soiu- Thus can be set via the method that a difference APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i between the power flow Pcer.i of the device and the respective individual device target PGer.soiu corresponds to a device-specific default value for each device i in the system. Since the power flow Pcer.i of the device i is adjusted to the modified setpoint pGer.soiu in accordance with Pcer.i = pGer.soiu in the first stage of the method, this is equivalent to the fact that in a state in which the power flow PGer.i of the device i is adjusted to its correspondingly modified setpoint pGer.soiu, a difference between the modified setpoint pGer.soiu and the individual device target PGer.soiu corresponds to a device-specific default value.
In einer Ausführungsform des Verfahrens kann der geräteindividuelle Vorgabewert für jedes Gerät i der Anlage eine gleichgroße relative Differenz APcer.i / Pcer.norru, was auch einer gleichgroßen relativen Differenz (PGer.soiu - Pcer.soiu) / Pcer.norru entspricht, bezogen auf eine Nominalleistung PGer.Nom.i des jeweiligen Gerätes aufweisen. Dies führt dazu, dass Geräte der Anlage mit einer großen Nominalleistung PGer.nom.i auch eine große absolute Abweichung von ihrem individuellen Geräteziel PGer.soiu aufweisen, während Geräte mit einer lediglich kleinen Nominalleistung PGer.nom.i auch nur eine kleine absolute Abweichung von ihrem individuellen Geräteziel haben. In one embodiment of the method, the device-specific default value for each device i in the system can be an equally large relative difference APcer.i / Pcer.norru, which also corresponds to an equally large relative difference (PGer.soiu - Pcer.soiu) / Pcer.norru, based on have a nominal power PGer.Nom.i of the respective device. This means that devices in the system with a large nominal power PGer.nom.i also have a large absolute deviation from their individual device target PGer.soiu, while devices with only a small nominal power PGer.nom.i also only have a small absolute deviation from have their individual device target.
In einer alternativen Ausführungsform können die geräteindividuellen Vorgabewerte derart gewählt sein, dass sich für zumindest ein Gerät der Anlage eine auf eine jeweilige Nominalleistung PGer,nom,i bezogene relative Differenz APGer.i/PGer.Nom.i des Leistungsflusses von den relativen Differenzen APGer.k/Pcer.Nom.k (mit k^i) der anderen Geräte der Anlage unterscheidet. Auch hier entspricht der Leistungsfluss PGer.i des Gerätes i dem modifizierten Sollwert PGer.soiu und die Differenz APcer.i = (PGer.soiu - Pcer.i) der gleichgroßen Differenz (PGer.soiu - PGer.soiu)· Darüber können einzelne Geräte i innerhalb der Anlage so gesteuert werden, dass sie ihr individuelles Geräteziel PGer.soiu besser erreichen, wohingegen den anderen Geräten k (mit k^i) eine größere Abweichung von ihrem individuellen Geräteziel PGer.soiu zugebilligt wird. Es können somit einzelne Geräte i innerhalb der Anlage bei einer Annäherung an ihre individuellen Geräteziele PGer.soiu gegenüber anderen Geräten k priorisiert werden. In an alternative embodiment, the device-specific default values can be selected in such a way that for at least one device in the system, one relates to one respective nominal power PGer, nom, i related relative difference APGer.i / PGer.Nom.i of the power flow differs from the relative differences APGer.k / Pcer.Nom.k (with k ^ i) of the other devices in the system. Here too, the power flow PGer.i of device i corresponds to the modified setpoint PGer.soiu and the difference APcer.i = (PGer.soiu - Pcer.i) to the same difference (PGer.soiu - PGer.soiu) · Individual devices can use this i are controlled within the system in such a way that they achieve their individual device target PGer.soiu better, whereas the other devices k (with k ^ i) are allowed a greater deviation from their individual device target PGer.soiu. Individual devices i within the system can thus be prioritized over other devices when they approach their individual device targets PGer.soiu.
In einer Ausführungsform des Verfahrens können die relativen Differenzen APGer.i/PGer.Nom.i der Leistungsflüsse von den individuellen Gerätezielen PGer.soiu über unterschiedliche, den Geräten i zugeordnete Wichtungsfaktoren Xi eingestellt werden. Beispielsweise können die Wichtungsfaktoren Xi so gewählt werden, dass eine mit dem jeweiligen Wichtungsfaktor X multiplizierte relative Differenz des Leistungsflusses APGer.i/PGer.Nom.i für jedes Gerät i der Anlage einen konstanten Wert annimmt. Mit anderen Worten, es kann ein Ansatz gemäß In one embodiment of the method, the relative differences APGer.i / PGer.Nom.i of the power flows from the individual device targets PGer.soiu can be set via different weighting factors Xi assigned to the devices i. For example, the weighting factors Xi can be selected such that a relative difference in the power flow APGer.i / PGer.Nom.i multiplied by the respective weighting factor X assumes a constant value for each device i in the system. In other words, it can be an approach according to
blS P) (Gl. 3) blS P) (Eq. 3)
verwendet werden. In diesem Fall folgt somit, dass ein Gerät i sein individuelles Geräteziel umso besser erreicht, je höher der Wichtungsfaktor Xi des entsprechenden Gerätes i ist. Alternativ zu dem o.g. Ansatz können die Wichtungsfaktoren X jedoch auch so gewählt sein, dass ein niedriger Wichtungsfaktor dazu führt, dass das entsprechende Gerät i umso näher seinem individuellen Geräteziel PGer.soiu angenähert wird. Dies kann beispielsweise mit zu den Wichtungsfaktoren Xi reziproken Wichtungsfaktoren erreicht werden. be used. In this case, it follows that the higher the weighting factor Xi of the corresponding device i, the better the device i achieves its individual device goal. As an alternative to the above Approach, however, the weighting factors X can also be chosen such that a low weighting factor leads to the corresponding device i being all the closer to its individual device target PGer.soiu. This can be achieved, for example, with weighting factors that are reciprocal to the weighting factors Xi.
In einer Ausführungsform des Verfahrens können die individuellen Geräteziele PGer.soiu der einzelnen Geräte i zeitlich variieren oder variiert werden. Beispielsweise kann der Leistungsfluss eines bidirektional operierenden Batterie-Wechselrichters als Bestandteil eines Gerätes der Anlage von einem Ladezustand einer eingangsseitig an den Batterie-Wechselrichter angeschlossenen Batterie abhängen, wobei der Ladezustand der Batterie zeitlich variiert. Alternativ oder kumulativ dazu kann der Leistungsfluss eines Photovoltaik (PV) - Wechselrichters als Bestandteil eines elektrischen Gerätes der Anlage beispielsweise aufgrund von thermischen Rahmenbedingungen des Wechselrichters zeitlich variieren. Er kann auch dadurch variieren, dass eine Einspeisung des Leistungsflusses in ein an die Anlage angeschlossenes Energieversorgungsnetz (EVN) Begrenzungen durch das EVU unterworfen ist. In one embodiment of the method, the individual device targets PGer.soiu of the individual devices i can vary in time or be varied. For example, the power flow of a bidirectionally operating battery inverter as part of a device in the system may depend on a state of charge of a battery connected on the input side to the battery inverter, the Battery charge level varies over time. Alternatively or cumulatively, the power flow of a photovoltaic (PV) inverter as part of an electrical device in the system can vary over time, for example due to the thermal framework conditions of the inverter. It can also vary in that the feed-in of the power flow into an energy supply network (EVN) connected to the system is subject to restrictions by the power supply company.
Eine zeitliche Variation des individuellen Gerätezieles PGer.soiu für den Leistungsfluss eines Gerätes kann von dem einen Gerät selbst bereitgestellt und/oder zeitlich variiert werden. Dies ist bei einem Batterie-Wechselrichter beispielsweise dann der Fall, wenn dessen Steuerung selbst dafür sorgt, dass ein gewisser Ladezustand der Batterie eingehalten wird. Im Fall des PV-Wechselrichters als Bestandteil eines elektrischen Geräts kann eine Steuerung des PV-Wechselrichters eine Reduktion des individuellen Geräteziels PGer.soii beispielsweise aufgrund von Temperaturmessungen innerhalb des Gerätes bewirken. A time variation of the individual device target PGer.soiu for the power flow of a device can be provided by the one device itself and / or can be varied in time. This is the case with a battery inverter, for example, if its control itself ensures that a certain state of charge of the battery is maintained. In the case of the PV inverter as a component of an electrical device, controlling the PV inverter can bring about a reduction in the individual device target PGer.soii, for example on the basis of temperature measurements within the device.
Manchmal kann es vorteilhaft sein, dass die Geräteziele PGer.soiu einzelner Geräte i nicht durch die Geräte selbst bereitgestellt werden. Alternativ oder kumulativ kann das individuelle Geräteziel PGer.soiu eines Gerätes, beziehungsweise können die individuellen Geräteziele PGer.soiu mehrerer Geräte, optional aller Geräte daher nicht von den Geräten selbst, sondern von einem übergeordneten Energiemanagementsystem bereitgestellt und/oder zeitlich variiert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Abhängigkeiten der Gerätziele PGer.soiu untereinander vorliegen. Es versteht sich, dass es auch möglich ist, dass einzelne Geräte ihre Geräteziele PGer.soiu selbst festlegen, während die Geräteziele PGer.soiu anderer Geräte innerhalb der elektrischen Anlage von dem übergeordneten Energiemanagementsystem bereitgestellt werden. Sometimes it can be advantageous that the device targets PGer.soiu of individual devices i are not provided by the devices themselves. Alternatively or cumulatively, the individual device target PGer.soiu of one device, or the individual device targets PGer.soiu of several devices, optionally all devices, can therefore not be provided by the devices themselves, but rather by a higher-level energy management system and / or varied in time. This is particularly advantageous if there are interdependencies between the device targets PGer.soiu. It goes without saying that it is also possible for individual devices to set their device targets PGer.soiu themselves, while the device targets PGer.soiu of other devices within the electrical system are provided by the higher-level energy management system.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii zeitlich variieren. Derartige zeitliche Variationen können aufgrund einer Zustandsänderung des EVN resultieren. Beispielsweise können Eigenschaften einer Wechselspannung - z.B. eine Frequenz und/oder eine Spannungsamplitude der Wechselspannung - anzeigen, dass ein Überangebot an elektrischer Leistung im EVN vorhanden ist. Die Anlage kann dann netzstützend auf derartige Zustandsänderungen des EVN reagieren und den Leistungsaustausch mit dem EVN durch die Variation des Anlagenzieles PAni.soii und/oder des Toleranzbandes um das Anlagenziel PAni.soii steuern. Beispielsweise kann das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii aus einer Detektion von Frequenz, Spannung, Wirkleistung und/oder Blindleistung am Netzanschlusspunkt und unter Berücksichtigung einer Kennlinie, insbesondere einer Wirkleistungs-Frequenz-Kennlinie (P(f)), einer Blindleistungs-Spannungs- Kennlinie (Q(U)), einer Blindleistungs-Wirkleistungs-Kennlinie (Q(P)), und/oder einer Phasenverschiebungs-Wirkleistungs-Kennlinie (cos_phi(P)) ermittelt werden. In a further embodiment of the method, the plant target PAni.soii and / or the tolerance band around the plant target PAni.soii can vary in time. Such temporal variations can result from a change in the state of the EVN. For example, properties of an AC voltage - for example a frequency and / or a voltage amplitude of the AC voltage - can indicate that a Excess supply of electrical power is present in EVN. The system can then support such changes in the status of the EVN and control the power exchange with the EVN by varying the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii. For example, the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii can be determined from a detection of frequency, voltage, active power and / or reactive power at the grid connection point and taking into account a characteristic curve, in particular an active power-frequency characteristic curve (P (f )), a reactive power-voltage characteristic (Q (U)), a reactive power-active power characteristic (Q (P)), and / or a phase shift-active power characteristic (cos_phi (P)).
Alternativ oder kumulativ zu einer Reaktion auf Eigenschaften der Wechselspannung in dem EVN kann das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel der Anlage auch direkt kommuniziert werden. Konkret kann das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii beispielsweise von einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes per Funk oder kabelgebunden vorgegeben werden. Alternatively or cumulatively to a reaction to properties of the AC voltage in the EVN, the plant target PAni.soii and / or the tolerance band around the plant target of the plant can also be communicated directly. Specifically, the PAni.soii system target and / or the tolerance band around the PAni.soii system target can be specified, for example, by an operator of the energy supply network by radio or by cable.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Steuerung einer elektrischen Anlage können die Verfahrensschritte wiederholt, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt durchlaufen werden. Auf diese Weise ergibt sich eine kontinuierliche Steuerung bzw. Regelung der Anlage, die geänderte Geräteziele Peer, soiu und/oder Anlagenziele PAni.soii über einen ausgedehnten Zeitraum berücksichtigen kann. In a further embodiment of the method for controlling an electrical system, the method steps can be repeated, in particular repeated, at regular intervals. In this way, there is a continuous control or regulation of the system, which can take into account changed device targets peer, soiu and / or system targets PAni.soii over an extended period of time.
Eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit ist zur Steuerung, insbesondere zur Regelung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anlage ausgelegt und eingerichtet. Dabei umfasst die Anlage eine Mehrzahl von elektrischen Geräten. Die Anlage beinhaltet zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät, und/oder zumindest ein energiespeichernd - also sowohl energieabgebend als auch energieaufnehmend - betreibbares Gerät, und/oder zumindest ein energieverbrauchend betreibbares Gerät. Die Steuerungseinheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt und eingerichtet ist. Die Steuerungseinheit kann als separat ausgebildete Steuerungseinheit der Anlage vorliegen. Alternativ kann die Steuerungseinheit auch als eine in ein Gerät der Anlage integrierte Steuerungseinheit vorliegen. Die Steuerungseinheit kann zur Kommunikation und zum Datenaustausch mit den energieerzeugend, energieverbrauchend oder energieerzeugend und -verbrauchend betreibbaren Geräten der Anlage verbunden sein. Die Steuerungseinheit kann optional auch mit einem oder mehreren Messgeräten verbunden sein, um Eigenschaften einer Wechselspannung oder eines Leistungsflusses am Netzanschlusspunkt - insbesondere eine Frequenz, eine Spannung, eine Wirkleistung und/oder Blindleistung - zu detektieren. Die Steuerungseinheit kann eingerichtet sein, aus den detektierten Eigenschaften unter Berücksichtigung von der Steuerungseinheit bekannten Kennlinien ein Anlagenziel PAni.soii und/oder ein Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii für einen Leistungsfluss RAPI der Anlage zu ermitteln. Die Steuerungseinheit kann zudem mit einem der Anlage zugeordneten Energie- Management System verbunden sein und ausgelegt sein, von dem Energie- Management-System individuelle Geräteziele PGer.soiu für einen Leistungsfluss der einzelnen Geräte der Anlage zu empfangen und bei der Steuerung der Anlage zu berücksichtigen. Die Steuerungseinheit kann zudem mit einer Kommunikationseinrichtung verbunden sein, um ein Anlagenziel PAni.soii von einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes per Funk oder kabelgebunden zu empfangen und bei der Steuerung der Anlage zu berücksichtigen. A control unit according to the invention is designed and set up for controlling, in particular for regulating an electrical system according to the invention. The system includes a number of electrical devices. The system includes at least one device that can be operated in an energy-producing manner, and / or at least one device that can be operated in an energy-storing manner - that is, both energy-giving and energy-absorbing - and / or at least one device that can be operated in an energy-consuming manner. The control unit is characterized in that it is designed and set up to carry out the method according to the invention. The control unit can be a separately designed control unit of the system are available. Alternatively, the control unit can also be present as a control unit integrated in a device of the system. The control unit can be connected to the energy-generating, energy-consuming or energy-generating and energy-consuming devices of the system for communication and data exchange. The control unit can optionally also be connected to one or more measuring devices in order to detect properties of an AC voltage or a power flow at the network connection point - in particular a frequency, a voltage, an active power and / or reactive power. The control unit can be set up to determine a system target PAni.soii and / or a tolerance band around the system target PAni.soii for a power flow RAPI of the system from the detected properties, taking into account characteristics known from the control unit. The control unit can also be connected to an energy management system assigned to the system and be designed to receive individual device targets PGer.soiu for a power flow of the individual devices of the system from the energy management system and to take them into account when controlling the system. The control unit can also be connected to a communication device in order to receive a plant target PAni.soii from an operator of the energy supply network by radio or by cable and to take it into account when controlling the plant.
Eine energieverbrauchende und/oder energieerzeugende elektrische Anlage umfasst eine Mehrzahl von elektrischen Geräten. Die Mehrzahl der Geräte beinhaltet zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät, zumindest ein energiespeichernd - also ein sowohl energieabgebend als auch energieaufnehmend - betreibbares Gerät und/oder zumindest ein energieverbrauchend betreibbares Gerät. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erfindungsgemäße Steuerungseinheit umfasst. Dabei kann zumindest eines der elektrischen Geräte einen Wechselrichter aufweisen. Der Wechselrichter kann einen Photovoltaik (PV) - Wechselrichter umfassen, an dessen DC-Eingang ein PV-Generator angeschlossen ist. Alternativ kann der Wechselrichter auch einen Batterie-Wechselrichter umfassen, dessen DC-Eingang mit einer Batterie verbunden ist. Zum Laden und Entladen der Batterie kann der Batterie-Wechselrichter bidirektional betreibbar sein. Wenn die Anlage eine energieverbrauchend operierende Verbrauchseinheit als elektrisches Gerät aufweist, kann die Verbrauchseinheit eine Anschlusseinheit und einen an die Anschlusseinheit angeschlossenen Verbraucher umfassen. Die Steuerungseinheit der Anlage ist mit der Anschlusseinheit verbunden und - gegebenenfalls in Verbindung mit einer Steuerung der Anschlusseinheit - zur Steuerung eines Leistungsflusses zu dem Verbraucher ausgebildet. Zusätzlich kann die elektrische Anlage weitere elektrische Geräte, insbesondere energieverbrauchend operierende elektrische Geräte aufweisen, die nicht über die Steuerungseinheit steuerbar sind. Für die erfindungsgemäße Steuerungseinheit und auch für die erfindungsgemäße Anlage ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile. An energy-consuming and / or energy-generating electrical system comprises a plurality of electrical devices. The majority of the devices contain at least one device which can be operated in an energy-generating manner, at least one device which can be operated in an energy-storing manner - that is to say a device which can be both emitting and absorbing energy and / or at least one device which can be operated in an energy-consuming manner. The system is characterized in that it comprises a control unit according to the invention. At least one of the electrical devices can have an inverter. The inverter can comprise a photovoltaic (PV) inverter, to whose DC input a PV generator is connected. Alternatively, the inverter can also comprise a battery inverter, the DC input of which is connected to a battery. The battery inverter can be operated bidirectionally for charging and discharging the battery. If the system uses an energy consuming operating unit as an electrical one Has device, the consumption unit can include a connection unit and a consumer connected to the connection unit. The control unit of the system is connected to the connection unit and, if necessary in connection with a control of the connection unit, is designed to control a power flow to the consumer. In addition, the electrical system can have further electrical devices, in particular electrical devices operating in an energy-consuming manner, which cannot be controlled via the control unit. The advantages already mentioned in connection with the method result for the control unit according to the invention and also for the system according to the invention.
Kurzbeschreibunq der Figuren Brief description of the figures
Im Folgenden wird die Erfindung mithilfe von Figuren dargestellt. Von diesen zeigen The invention is illustrated below with the aid of figures. Show from these
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Anlage; und 1 shows an embodiment of an electrical system according to the invention; and
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anlage. Fig. 2 is a flowchart of the inventive method for controlling an electrical system according to the invention.
Fiqurenbeschreibunq Description of features
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße elektrische Anlage 1 in einer Ausführungsform dargestellt. Exemplarisch umfasst die Anlage 1 drei elektrische Geräte 2, die über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (NAP) 4 mit einem Energieversorgungsnetz (EVN) 5 verbunden sind. Ein erstes Gerät 2 der Anlage ist als Photovoltaik-Einheit ausgebildet und weist einen Photovoltaik-Wechselrichter 10 auf, an dessen DC- Eingang 12 ein PV-Generator 11 angeschlossen ist. Der PV-Wechselrichter 10 umfasst einen von einer Steuerung 14 gesteuerten DC/AC-Wandler 13. Die Steuerung 14 ist mit einem Messgerät 15 verbunden, mit dem eine Eigenschaft einer über einen AC-Anschluss 16 fließende elektrische Leistung PGer.i detektiert wird. Die Eigenschaft kann eine Wirk-, Blind- und/oder Scheinleistung umfassen. Die Steuerung 14 weist einen Proportionalen-Integral-Regler (PI-Regler) auf und ist dazu ausgelegt, den über den AC-Anschluss transferierten Leistungsfluss PGer.i des PV- Wechselrichters 10 auf einen vordefinierten Sollwert hin zu regeln. Die Anlage 1 umfasst zudem eine Batterieeinheit als zweites elektrisches Gerät 2, die einen bidirektional betreibbaren Batterie-Wechselrichter 20 aufweist, an dessen DC- Anschluss 22 eine wiederaufladbare Batterie 21 angeschlossen ist. Auch der Batterie-Wechselrichter 20 weist einen DC/AC-Wandler 23, ein Messgerät 25 und eine Steuerung 24 zur Steuerung des DC/AC-Wandlers 23 auf. Ähnlich wie das Messgerät 15 des PV-Wechselrichters 10 ist auch das Messgerät 25 des Batterie- Wechselrichters 20 dazu ausgelegt, eine Eigenschaft einer über einen AC-Anschluss 26 fließenden elektrischen Leistung PGer,2 zu detektieren, beispielsweise eine Wirk-, Blind- und/oder Scheinleistung des Batterie-Wechselrichters 20. Ähnlich der Steuerung 14 des PV-Wechselrichters 10 beinhaltet auch die Steuerung 24 des Batterie-Wechselrichters 20 einen PI-Regler und ist dazu ausgelegt, einen über einen AC-Anschluss 26 fließenden Leistungsfluss PGer,2 des Batterie-Wechselrichters 20 auf einen Sollwert zu regeln. Als drittes elektrisches Gerät 2 umfasst die Anlage 1 eine Verbrauchereinheit aufweisend eine Anschlusseinheit 30 und einen an einen Eingangsanschluss 32 der Anschlusseinheit 30 angeschlossenen Verbraucher 31 . Ein Ausgangsanschluss 36 der Anschlusseinheit 30 ist mit dem NAP 4 der Anlage 1 verbunden. Ein in Richtung zu dem Verbraucher 31 fließender Leistungsfluss PGer,3 ist durch die Anschlusseinheit 30 variierbar, insbesondere reduzierbar. Zu diesem Zweck weist die Anschlusseinheit 30 einen Leistungsbegrenzer 33, ein Messgerät 35 zur Detektion einer Eigenschaft des in Richtung des Verbrauchers 31 transferierten Leistungsflusses Pcer,3 und eine Steuerung 34 zur Steuerung des Leistungsbegrenzers 33 auf. Bei dem Verbraucher 31 kann es sich um einen mit einer Wechselspannung betreibbaren Verbraucher handeln. Alternativ kann der Verbraucher 31 auch als Gleichspannungsverbraucher ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Anschlusseinheit zusätzlich zu den dargestellten Komponenten noch einen AC/DC-Wandler beinhalten. Konkret kann der Verbraucher beispielsweise als Heizelement oder als Ladesäule zum Laden eines Elektro-Autos ausgebildet sein. In Fig. 1, an electrical system 1 according to the invention is shown in one embodiment. By way of example, the system 1 comprises three electrical devices 2, which are connected to a power supply network (EVN) 5 via a common network connection point (NAP) 4. A first device 2 of the system is designed as a photovoltaic unit and has a photovoltaic inverter 10, to whose DC input 12 a PV generator 11 is connected. The PV inverter 10 comprises a DC / AC converter 13 controlled by a controller 14. The controller 14 is connected to a measuring device 15, with which a property of an electrical power PGer.i flowing via an AC connection 16 is detected. The property can include active, reactive and / or apparent power. The controller 14 has a proportional integral controller (PI controller) and is designed to regulate the power flow PGer.i of the PV inverter 10 transferred via the AC connection to a predefined setpoint. The system 1 also includes a battery unit as a second electrical device 2, the one Has bidirectionally operable battery inverter 20, to whose DC connection 22 a rechargeable battery 21 is connected. The battery inverter 20 also has a DC / AC converter 23, a measuring device 25 and a controller 24 for controlling the DC / AC converter 23. Similar to the measuring device 15 of the PV inverter 10, the measuring device 25 of the battery inverter 20 is also designed to detect a property of an electrical power PGer, 2 flowing via an AC connection 26, for example an active, reactive and / or or apparent power of the battery inverter 20. Similar to the controller 14 of the PV inverter 10, the controller 24 of the battery inverter 20 also includes a PI controller and is designed to detect a power flow PGer, 2 of the battery flowing via an AC connection 26 -Inverter 20 to regulate to a setpoint. As the third electrical device 2, the system 1 comprises a consumer unit having a connection unit 30 and a consumer 31 connected to an input connection 32 of the connection unit 30. An output connection 36 of the connection unit 30 is connected to the NAP 4 of the system 1. A power flow PGer, 3 flowing in the direction of the consumer 31 can be varied, in particular reduced, by the connection unit 30. For this purpose, the connection unit 30 has a power limiter 33, a measuring device 35 for detecting a property of the power flow Pcer 3 transferred in the direction of the consumer 31, and a controller 34 for controlling the power limiter 33. The consumer 31 can be a consumer that can be operated with an AC voltage. Alternatively, the consumer 31 can also be designed as a DC voltage consumer. In this case, the connection unit can also contain an AC / DC converter in addition to the components shown. Specifically, the consumer can be designed, for example, as a heating element or as a charging station for charging an electric car.
Die Anlage 1 umfasst weiterhin eine übergeordnete Steuerungseinheit 3 zur Steuerung der elektrischen Geräte 2. Die Steuerungseinheit 3 ist mit einem Energiemanagementsystem 7 verbunden. Das Energiemanagementsystem 7 ermittelt und kommuniziert individuelle Geräteziele PGer.soiu für die einzelnen Geräte 2 der Anlage 1 an die Steuerungseinheit 3. Die Steuerungseinheit 3 ist weiterhin mit einem Messgerät 6 zur Detektion einer Eigenschaft einer Wechselspannung des EVN verbunden. Hierzu ist das Messgerät 6 auf einer dem EVN zugewandten Seite des NAP mit dem EVN 5 verbunden. Bei der von dem Messgerät 6 detektierten Eigenschaft kann es sich um eine Amplitude Uo und/oder eine Frequenz f der Wechselspannung handeln. Das Messgerät 6 ist zudem in der Lage, eine Eigenschaft eines Leistungsflusses RAPI ZU detektieren, der zwischen dem EVN 5 und der Anlage 1 ausgetauscht wird. Bei der Eigenschaft des Leistungsflusses RAPI kann es sich um eine Wirk-, Blind- und/oder Scheinleistung handeln. The system 1 further comprises a higher-level control unit 3 for controlling the electrical devices 2. The control unit 3 is connected to an energy management system 7. The energy management system 7 determines and communicates individual device targets PGer.soiu for the individual devices 2 of the system 1 to the control unit 3. The control unit 3 is also connected to a measuring device 6 for detecting a property of an AC voltage of the EVN. For this purpose, the measuring device 6 is connected to the EVN 5 on a side of the NAP facing the EVN. The one detected by the measuring device 6 The property can be an amplitude Uo and / or a frequency f of the AC voltage. The measuring device 6 is also able to detect a property of a power flow RAPI that is exchanged between the EVN 5 and the system 1. The property of the power flow RAPI can be an active, reactive and / or apparent power.
Die Steuerungseinheit 3 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt und eingerichtet. Zu diesem Zweck ist der Steuerungseinheit 3 ein Anlagenziel PAni.soii für einen über den NAP 4 transferierten Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 sowie ein Toleranzbereich um das Anlagenziel PAni.soii bekannt. Das Anlagenziel PAni.soii kann sich unter Berücksichtigung einer Tarifvereinbarung für den Leistungsbezug aus dem EVN ergeben und in der Steuerungseinheit 3 oder dem Energiemanagementsystem 7 hinterlegt sein. Alternativ können das Anlagenziel PAni.soii und ggf. der Toleranzbereich um das Anlagenziel PAni.soii aus den von dem Messgerät 6 am NAP 4 detektierten Eigenschaften der in dem EVN 5 vorliegenden Wechselspannung durch die Steuerungseinheit 3 bestimmt werden. Dazu kann die Steuerungseinheit 3 Kennlinien, beispielsweise eine Wirkleistungs-Frequenz- Kennlinie (P(f)), eine Blindleistungs-Spannungs-Kennlinie (Q(U)), eine Blindleistungs-Wirkleistungs-Kennlinie (Q(P)), und/oder einer Phasenverschiebungs- Wirkleistungs-Kennlinie (cos_phi(P)) berücksichtigen. The control unit 3 is designed and set up to carry out the method according to the invention. For this purpose, the control unit 3 knows a plant target PAni.soii for a power flow RAPI of plant 1 transferred via the NAP 4 and a tolerance range around the plant target PAni.soii. The plant target PAni.soii can result from the EVN, taking into account a collective agreement for the service, and can be stored in the control unit 3 or the energy management system 7. Alternatively, the system target PAni.soii and possibly the tolerance range around the system target PAni.soii can be determined by the control unit 3 from the properties of the AC voltage present in the EVN 5 detected by the measuring device 6 on the NAP 4. For this purpose, the control unit can have 3 characteristic curves, for example an active power-frequency characteristic curve (P (f)), a reactive power-voltage characteristic curve (Q (U)), a reactive power-active power characteristic curve (Q (P)), and / or consider a phase shift active power characteristic (cos_phi (P)).
In Fig. 1 ist die elektrische Anlage 1 exemplarisch als dreiphasig ausgeführte Anlage dargestellt, bei der jeder der drei Phasenleiter jeweils mit einem korrespondierenden Phasenleiter des dreiphasig ausgeführten EVN 5 verbunden ist. Dies ist in Fig. 1 durch drei Schrägstriche auf beiden Seiten des NAP 4 symbolisiert. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch alternativ möglich, dass die Anlage eine andere Anzahl an Phasenleitern aufweist, und z.B. als einphasige oder zweiphasige Anlage ausgeführt ist. In diesem Fall ist der eine Phasenleiter bzw. jeder der zwei Phasenleiter mit einem korrespondierenden Phasenleiter des EVN 5 verbunden sein. Die Anlage kann weitere energieerzeugende, energieverbrauchende und sowohl energieerzeugende als auch verbrauchende Geräte 2 aufweisen, was in Fig. 1 durch Punkte unterhalb der Anschlusseinheit 30 symbolisiert ist. Dabei kann es sich auch um Geräte handeln, die nicht über die Steuerungseinheit 3 steuerbar sind oder gesteuert werden. In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Verfahrens in Form eines Flussdiagramms dargestellt, die im Folgenden exemplarisch am Beispiel der elektrischen Anlage aus Fig. 1 erläutert wird. In Fig. 1, the electrical system 1 is exemplified as a three-phase system, in which each of the three phase conductors is connected to a corresponding phase conductor of the three-phase EVN 5. This is symbolized in FIG. 1 by three slashes on both sides of the NAP 4. In the context of the invention, however, it is alternatively possible for the system to have a different number of phase conductors and, for example, to be designed as a single-phase or two-phase system. In this case, the one phase conductor or each of the two phase conductors is connected to a corresponding phase conductor of the EVN 5. The system can have further energy-generating, energy-consuming and both energy-generating and consuming devices 2, which is symbolized in FIG. 1 by dots below the connection unit 30. These can also be devices that cannot be controlled or are controlled via the control unit 3. FIG. 2 shows an embodiment of the method in the form of a flow chart, which is explained below using the example of the electrical system from FIG. 1 as an example.
Das Verfahren startet mit einem Schritt S1. In dem folgenden zweiten Schritt S2 werden individuelle Geräteziele PGer.soiu für jedes Gerät i der Anlage 1 festgelegt, beispielsweise durch das Energiemanagementsystem 7. In einem Schritt S3 erfolgt eine Detektion von Eigenschaften der Wechselspannung am NAP 4 der Anlage 1 durch das Messgerät 6. im vorliegenden Fall werden eine Amplitude Uo, eine Frequenz f und ein Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 detektiert. Diese Eigenschaften werden der Steuerungseinheit 3 übermittelt. The method starts with a step S1. In the following second step S2, individual device targets PGer.soiu are defined for each device i in system 1, for example by the energy management system 7. In a step S3, properties of the AC voltage on the NAP 4 in system 1 are detected by the measuring device 6 In the present case, an amplitude Uo, a frequency f and a power flow RAPI of the system 1 are detected. These properties are transmitted to the control unit 3.
In einem folgenden Schritt S4 ermittelt die Steuerungseinheit 3 aus den am NAP 4 detektierten Eigenschaften der Wechselspannung und unter Berücksichtigung von Kennlinien ein Anlagenziel PAni.soii der Anlage 1 und einen Toleranzbereich um das Anlagenziel PAni.soii. Das Anlagenziel PAni.soii befindet sich innerhalb des Toleranzbereiches. Dabei ist es möglich, dass das Anlagenziel mit einem der Schwellwerte übereinstimmt. Beispielsweise kann anhand der detektierten Frequenz f und unter Berücksichtigung einer Wirkleistungs-Frequenz-Kennlinie P(f) ein Anlagenziel PAni.soii für einen Wirkleistungsanteil des Leistungsflusses RAPI der Anlage 1 und der dem Anlagenziel zugeordnete Toleranzbereich ermittelt werden. Im vorliegenden Fall wird der Toleranzbereich exemplarisch durch einen unteren Schwellwert PTH I mit PTH I < PAni.soii und einen oberen Schwellwert PTH2 mit PTH2 > PAni.soii für den Leistungsfluss, insbesondere dessen Wirkleistungsanteil, festgelegt. In a subsequent step S4, the control unit 3 determines a system target PAni.soii from system 1 and a tolerance range around the system target PAni.soii from the properties of the AC voltage detected at NAP 4 and taking into account characteristic curves. The plant target PAni.soii is within the tolerance range. It is possible that the plant target matches one of the threshold values. For example, a system target PAni.soii for an active power component of the power flow RAPI of system 1 and the tolerance range assigned to the system target can be determined on the basis of the detected frequency f and taking into account an active power-frequency characteristic curve P (f). In the present case, the tolerance range is determined by way of example by means of a lower threshold value PTH I with PTH I <PAni.soii and an upper threshold value PTH2 with PTH2> PAni.soii for the power flow, in particular its active power component.
In einem Schritt S5 wird der im Schritt S3 am NAP 4 ermittelte Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 mit dem Toleranzbereich um das Anlagenziel PAni.soii verglichen. Wenn der über den NAP 4 transferierte Leistungsfluss RAPI innerhalb des Toleranzbereiches um das Anlagenziel RAPI liegt - also dann, wenn für den Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 PTH I < RAPI < PTH2 gilt - verzweigt das Verfahren zu einem Schritt S6, bei dem die Anlage 1 durch die Steuerungseinheit 3 in der zweiten Stufe betrieben wird. Hierzu werden die individuellen Geräteziele PGer.soiu an die jeweiligen Regler der Geräte 2 der Anlage 1 kommuniziert. Jeder der Regler für die Mehrzahl der elektrischen Geräte kann in dem ihm zugeordneten elektrischen Gerät angeordnet sein. Alternativ dazu können die Regler auch zusammen innerhalb der Steuerungseinheit angeordnet sein. Wenn die Regler in den Geräten 2 angeordnet sind, signalisiert die Steuerungseinheit 3 den Geräten 2 der Anlage 1 , dass der Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 innerhalb des Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt oder das Verfahren in der zweiten Stufe betrieben wird. In einem Fall, bei dem die Regler in der Steuerungseinheit 3 angeordnet sind, ist eine entsprechende Signalisierung nicht erforderlich. In Reaktion darauf wird jedes Gerät 2 der Anlage 1 so geregelt, dass sein Leistungsfluss Pcer.i das jeweilige Geräteziel PGer.soiu bestmöglich erreicht oder diesem entspricht. Diese Regelung kann über die Steuerungen 14, 24, 34 der einzelnen elektrischen Geräte 2 oder aber durch die innerhalb der Steuerungseinheit 3 angeordneten Regler erfolgen. In a step S5, the power flow RAPI of the system 1 determined in step S3 on the NAP 4 is compared with the tolerance range around the system target PAni.soii. If the power flow RAPI transferred via the NAP 4 is within the tolerance range around the plant target RAPI - that is, if the power flow RAPI of plant 1 is PTH I <RAPI <PTH2 - the process branches to a step S6, in which plant 1 is operated by the control unit 3 in the second stage. For this purpose, the individual device targets PGer.soiu are communicated to the respective controllers of devices 2 in system 1. Each of the regulators for the majority of the electrical devices can be arranged in the electrical device assigned to them. Alternatively, the controllers can also be arranged together within the control unit. If the controllers are arranged in devices 2, the signals Control unit 3 the devices 2 of plant 1, that the power flow RAPI of plant 1 is within the tolerance range around the plant target PAni.soii or the process is operated in the second stage. In a case in which the regulators are arranged in the control unit 3, corresponding signaling is not necessary. In response to this, each device 2 of the system 1 is regulated in such a way that its power flow Pcer.i reaches the respective device target PGer.soiu as best as possible or corresponds to it. This regulation can take place via the controls 14, 24, 34 of the individual electrical devices 2 or else via the regulators arranged within the control unit 3.
Das Verfahren springt schließlich zurück zu dem Schritt S3, bei dem erneut der über den NAP 4 fließende Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 , sowie die Amplitude Uo und die Frequenz f der Wechselspannung durch das Messgerät 6 detektiert werden. The method finally jumps back to step S3, in which the power flow RAPI of the system 1 flowing via the NAP 4, as well as the amplitude Uo and the frequency f of the AC voltage are detected by the measuring device 6.
Wenn der über den NAP 4 transferierte Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 außerhalb des Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt - also dann, wenn PTM < RAPI < PTH2 nicht gilt - verzweigt das Verfahren zu einem Schritt S7, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren durch die Steuerungseinheit 3 in der ersten Stufe betrieben wird. Hier ist es Ziel, den mit dem EVN 5 ausgetauschten Leistungsfluss RAPI der Anlage 1 in Richtung des Anlagenzieles PAni.soii ZU modifizieren, zumindest in der Form, dass der Leistungsfluss sich wieder in den Toleranzbereiches um das Anlagenziel RAPI ändert. If the power flow RAPI of the system 1 transferred via the NAP 4 is outside the tolerance range around the system target PAni.soii - that is, if PTM <RAPI <PTH2 does not apply - the method branches to a step S7, in which the method according to the invention by Control unit 3 is operated in the first stage. The aim here is to modify the power flow RAPI of system 1 exchanged with the EVN 5 in the direction of the system target PAni.soii, at least in the form that the power flow changes again within the tolerance range around the system target RAPI.
Wenn die Regler der Geräte 2 in den jeweiligen Geräten 2 angeordnet sind, signalisiert die Steuerungseinheit 3 den Geräten 2 der Anlage 1 , dass das Verfahren in der ersten Stufe betrieben wird. In einem Fall, bei dem die Regler der Geräte 2 in der Steuerungseinheit 3 angeordnet sind, ist eine derartige Signalisierung nicht erforderlich. Sodann werden modifizierte Sollwerte PGer.soiu oder eine die modifizierten Sollwerte PGer.soiu beinhaltende Größe PGer.soiu, beispielsweise eine modifizierte Differenz zwischen modifiziertem Sollwert und Leistungsfluss des Gerätes gemäß (PGer.soiu - Pcer.i), an die Regler der elektrischen Geräte 2 kommuniziert. Die modifizierten Sollwerte PGer.soiu beinhalten einen ersten Korrekturterm, der von einer Differenz des Leistungsflusses RAPI und dem Anlagenziel PAni.soii der Anlage 1 abhängt und einen zweiten Korrekturterm, der eine insgesamt vorhandene (i.e. über alle Geräte summierten) Abweichung der Leistungsflüsse PGer.i der einzelnen Geräte von ihren jeweiligen individuellen Gerätezielen PGer.soiu berücksichtigt und mit dem die insgesamt vorhandene Abweichung Z ' die einzelnen Geräte i der Anlage 1 verteilt wird. Dabei kann die Verteilung ungewichtet oder gegebenenfalls mit Wichtungsfaktoren Xi gewichtet erfolgen. Über den zweiten Korrekturterm wird gewährleistet, dass die Differenz APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i zwischen dem Leistungsfluss Pcer.i und dem jeweiligen individuellen Geräteziel PGer.soiu für jedes Gerät der Anlage 1 einem geräteindividuellen Vorgabewert entspricht. If the controllers of the devices 2 are arranged in the respective devices 2, the control unit 3 signals the devices 2 of the system 1 that the method is being operated in the first stage. In a case in which the controllers of the devices 2 are arranged in the control unit 3, such signaling is not necessary. Modified setpoints PGer.soiu or a variable PGer.soiu containing the modified setpoints PGer.soiu, for example a modified difference between the modified setpoint and power flow of the device according to (PGer.soiu - Pcer.i), are then sent to the controllers of the electrical devices 2 communicates. The modified setpoints PGer.soiu include a first correction term, which depends on a difference in the power flow RA P I and the plant target PAni.soii of plant 1, and a second correction term, which shows an overall deviation (ie summed up across all devices) of the power flows PGer .i of the individual devices by their respective individual Device targets PGer.soiu are taken into account and with which the total existing deviation Z ' the individual devices in system 1 is distributed. The distribution can be unweighted or, if necessary, weighted with weighting factors Xi. The second correction term ensures that the difference APcer.i = PGer.soiu - Pcer.i between the power flow Pcer.i and the respective individual device target PGer.soiu corresponds to a device-specific default value for each device in system 1.
Bezuaszeichenliste Reference list
Anlage investment
Gerät device
Steuerungseinheit Control unit
Netzanschlusspunkt Network connection point
Energieversorgungsnetz Energy supply network
Messgerät Measuring device
Energiemanagementsystem Energy management system
Photovoltaik (PV) - Wechselrichter Photovoltaic (PV) inverters
PV - Generator PV generator
DC-Eingang DC input
DC/AC-Wandler DC / AC converter
Steuerung control
Messgerät Measuring device
AC-Anschluss AC connection
Batterie - Wechselrichter Battery inverter
Batterie battery
DC-Anschluss DC connection
DC/AC-Wandler DC / AC converter
Steuerung control
Messgerät Measuring device
AC-Anschluss AC connection
Anschlusseinheit Connection unit
Verbraucher consumer
AC-Anschluss AC connection
Leistungsbegrenzer Power limiter
Steuerung control
Messgerät Measuring device

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage (1 ) mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten (2) mittels einer Steuerungseinheit (3), wobei die Anlage (1 ) über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (4) mit einem Energieversorgungsnetz (5) verbunden ist und wobei die Mehrzahl der Geräte (2) ausgewählt ist aus einem energieerzeugend betreibbaren Gerät (2), einem energiespeichernd betreibbaren Gerät (2) und einem energieverbrauchend betreibbaren Gerät (2), wobei das Verfahren 1. A method for controlling an electrical system (1) with a plurality of electrical devices (2) by means of a control unit (3), the system (1) being connected to a power supply network (5) via a common network connection point (4) and wherein the majority of the devices (2) is selected from an energy-generating device (2), an energy-storing device (2) and an energy-consuming device (2), the method
- eine erste Stufe aufweist, die auf eine Erreichung eines Anlagenzieles PAni.soii für einen der Anlage (1 ) zugeordneten Leistungsfluss RAPI an dem Netzanschlusspunkt (4) abzielt, und - Has a first stage, which is aimed at achieving a plant goal PAni.soii for a power flow RAPI assigned to the plant (1) at the network connection point (4), and
- eine zweite Stufe aufweist, die darauf abzielt, dass jedes Gerät (2) ein individuelles Geräteziel PGer.soiu für einen Leistungsfluss Pcer.i des jeweiligen Geräts (2) erreicht, has a second stage, which aims to ensure that each device (2) achieves an individual device target PGer.soiu for a power flow Pcer.i of the respective device (2),
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: the method comprising the following steps:
- Detektieren des Leistungsflusses RAPI der Anlage (1 ) an dem - Detecting the power flow RAPI of the system (1) on the
Netzanschlusspunkt (4), Network connection point (4),
- Vergleich des detektierten Leistungsflusses RAPI der Anlage (1 ) mit dem Anlagenziel PAni.soii der Anlage (1 ), - Comparison of the detected power flow RAPI of the plant (1) with the plant target PAni.soii of the plant (1),
- Betreiben des Verfahrens in der zweiten Stufe, wenn der Leistungsfluss RAPI der Anlage (1 ) innerhalb eines Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt, so dass jedes Gerät (2) das ihm zugeordnete individuelle Geräteziel Peer, soii.i bestmöglich erreicht, und - Operation of the method in the second stage when the power flow RAPI of the system (1) is within a tolerance range around the system target PAni.soii, so that each device (2) reaches its assigned individual device target peer, soii.i as best as possible, and
- Betreiben des Verfahrens in der ersten Stufe, wenn der Leistungsfluss RAPI der Anlage (1 ) außerhalb des Toleranzbereiches um das Anlagenziel PAni.soii liegt, wobei die Geräte (2) der Anlage (1 ) derart in Richtung einer Erreichung des Anlagenzieles PAni.soii geregelt werden, dass für jedes Gerät (2) eine Differenz APcer = Peer, soii.i - Pcer.i zwischen dem jeweiligen Leistungsfluss Pcer.i des Geräts (2) und dem jeweiligen individuellen Geräteziel PGer.soiu einem geräteindividuellen Vorgabewert entspricht. - Operation of the method in the first stage when the power flow RAPI of the system (1) is outside the tolerance range around the system target PAni.soii, the devices (2) of the system (1) being in the direction of achieving the system target PAni.soii it is regulated that for each device (2) a difference APcer = Peer, soii.i - Pcer.i between the respective power flow Pcer.i of the device (2) and the respective individual device target PGer.soiu corresponds to a device-specific default value.
2. Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die geräteindividuellen Vorgabewerte für jedes Gerät (2) derart gewählt sind, dass für die Geräte (2) eine gleichgroße relative Abweichung APcen.i / PGer.Nom.i bezogen auf eine Nominalleistung PGer,Nom,i des jeweiligen Gerätes (2) resultiert.2. The method for controlling an electrical system (1) according to claim 1, wherein the device-specific default values for each device (2) are selected such that that the devices (2) have the same relative deviation APcen.i / PGer.Nom.i based on a nominal power PGer, Nom, i of the respective device (2).
3. Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Anlage (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die geräteindividuellen Vorgabewerte derart gewählt sind, dass sich für zumindest ein Gerät (2) der Anlage (1 ) eine relative Abweichung APGer.i/PGer.Nom.i des Leistungsflusses bezogen auf die Nominalleistung dieses Geräts (2) von den relativen Abweichungen APGer.j/PGer.Nom.j der anderen Geräte (2) der Anlage (1 ) unterscheidet. 3. The method for controlling an electrical system (1) according to claim 1, wherein the device-specific default values are selected such that there is a relative deviation APGer.i / PGer.Nom.i of the device (1) for at least one device (2) Power flow based on the nominal power of this device (2) differs from the relative deviations APGer.j / PGer.Nom.j of the other devices (2) of the system (1).
4. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach Anspruch 3, wobei die relativen 4. A method of controlling a plant (1) according to claim 3, wherein the relative
Abweichungen APGer,i/PGer,Nom,i der Leistungsflüsse von den individuellen Gerätezielen über unterschiedliche den Geräten (2) zugeordneteDeviations APGer, i / PGer, Nom, i of the power flows from the individual device targets via different ones assigned to the devices (2)
Wichtungsfaktoren Xi eingestellt werden. Weighting factors Xi can be set.
5. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die individuellen Geräteziele PGer.soiu der einzelnen Geräte (2) zeitlich variieren. 5. A method for controlling a system (1) according to one of the preceding claims, wherein the individual device targets PGer.soiu of the individual devices (2) vary in time.
6. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das individuelle Geräteziel PGer.soiu für den Leistungsfluss eines Gerätes (2) von dem einen Gerät (2) selbst bereitgestellt und/oder zeitlich variiert wird. 6. A method for controlling a system (1) according to one of the preceding claims, wherein the individual device target PGer.soiu for the power flow of a device (2) is provided by the one device (2) itself and / or is varied in time.
7. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die individuellen Geräteziele PGer.soiu für die Leistungsflüsse der einzelnen Geräte (2) von einem übergeordneten Energiemanagementsystem (7) bereitgestellt und/oder zeitlich variiert werden. 7. The method for controlling a system (1) according to one of the preceding claims, wherein the individual device targets PGer.soiu for the power flows of the individual devices (2) are provided by a higher-level energy management system (7) and / or are varied over time.
8. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii zeitlich variiert. 8. A method for controlling a plant (1) according to one of the preceding claims, wherein the plant target PAni.soii and / or the tolerance band around the plant target PAni.soii varies in time.
9. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach Anspruch 8, wobei das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii aus einer Detektion von Frequenz, Spannung, Wirkleistung und/oder Blindleistung am Netzanschlusspunkt (4) und unter Berücksichtigung einer Kennlinie ermittelt wird, wobei die Kennlinie insbesondere eine Wirkleistungs-Frequenz-Kennlinie (P(f)), eine Blindleistungs-Spannungs-Kennlinie (Q(U)), eine Blindleistungs- Wirkleistungs-Kennlinie (Q(P)), und/oder eine Phasenverschiebungs- Wirkleistungs-Kennlinie (cos_phi(P)) umfasst. 9. The method for controlling a system (1) according to claim 8, wherein the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii from a detection of frequency, voltage, active power and / or reactive power at the grid connection point (4) and taking into account a characteristic curve, the characteristic curve in particular an active power-frequency characteristic curve (P (f)), a reactive power-voltage characteristic curve (Q (U)), a reactive power-active power characteristic curve ( Q (P)), and / or a phase shift active power characteristic (cos_phi (P)) comprises.
10. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Anlagenziel PAni.soii und/oder das Toleranzband um das Anlagenziel PAni.soii von einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes (5) per Funk oder kabelgebunden vorgegeben wird. 10. A method for controlling a system (1) according to one of the preceding claims, wherein the system target PAni.soii and / or the tolerance band around the system target PAni.soii is specified by an operator of the energy supply network (5) by radio or by cable.
11. Verfahren zur Steuerung einer Anlage (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte wiederholt, insbesondere in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt durchlaufen werden. 11. A method for controlling a system (1) according to one of the preceding claims, wherein the method steps are repeated, in particular repeated at regular intervals.
12. Steuerungseinheit (3) zur Steuerung einer elektrischen Anlage (1 ), wobei die Anlage (1 ) eine Mehrzahl von elektrischen Geräten (2) umfasst und ein energieerzeugend betreibbares Gerät (2), ein energiespeichernd betreibbares Gerät (2) und/oder ein energieverbrauchend betreibbares Gerät (2) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (3) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgelegt und eingerichtet ist. 12. Control unit (3) for controlling an electrical system (1), the system (1) comprising a plurality of electrical devices (2) and an energy-operated device (2), an energy-operated device (2) and / or one Contains energy-operated device (2), characterized in that the control unit (3) is designed and set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
13. Energieverbrauchende und/oder energieerzeugende elektrische Anlage (1 ) mit einer Mehrzahl von elektrischen Geräten (2), wobei die Anlage (1 ) zumindest ein energieerzeugend betreibbares Gerät (2), zumindest ein energiespeichernd betreibbares Gerät (2) und/oder zumindest ein energieverbrauchend betreibbares Gerät (2) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1 ) eine Steuerungseinheit (3) nach Anspruch 12 umfasst. 13. Energy-consuming and / or energy-generating electrical system (1) with a plurality of electrical devices (2), the system (1) having at least one energy-generating operable device (2), at least one energy-storing device (2) and / or at least one Energy-operated device (2), characterized in that the system (1) comprises a control unit (3) according to claim 12.
14. Energieverbrauchende und/oder energieerzeugende Anlage (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der elektrischen Geräte (2) einen Wechselrichter, insbesondere einen PV-Wechselrichter (10) oder einen Batterie-Wechselrichter (11 ) aufweist. 14. Energy-consuming and / or energy-generating system (1) according to claim 13, characterized in that at least one of the electrical devices (2) has an inverter, in particular a PV inverter (10) or a battery inverter (11).
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