DE102019119082B3 - Control method for providing electrical control power for transmission networks and / or an electrical energy market product - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung für Übertragungsnetze und/oder zur Bereitstellung eines elektrischen Energiemarktproduktes mit den folgenden Verfahrensschritten:• Analysieren (M1) einer Vielzahl von Reserveeinheiten (RE1...REx), die jeweils ein elektrisches Gebäudenetz (G) aufweisen und das elektrische Gebäudenetz (G) dadurch definiert ist, dass es über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (NAP) an ein elektrisches Versorgernetz angeschlossen ist, wobei in jedem elektrischen Gebäudenetz (G) gruppiert sind:o signifikante elektrische Leistungseinheiten (L1.1... L1.n; L2.1...L2.n;... Lx.1...Lx.n) mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils mehr oder gleich 2kW undo elektrische Klein-Leistungseinheiten (L1.n+1... L1.o; L2.n+1...L2.o; Lx.n+1... Lx.o) mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils weniger als 2kW,• fortlaufendes Disponieren (M2) eines vorauseilenden Arbeitspunktes für jede Reserveeinheit (RE1...REx), wobei ein Arbeitspunkt-Beitrag der signifikanten elektrischen Leistungseinheiten (L1.1... L1.n; L2.1...L2.n;... Lx.1...Lx.n) jeder Reserveeinheit (RE1...REx) mittels Daten-Kommunikation mit den signifikanten elektrischen Leistungseinheiten (L1.1... L1.n; L2.1...L2.n,... Lx.1...Lx.n) erfasst oder erfasst und gesteuert wird und wobei ein Arbeitspunkt-Beitrag durch die elektrischen Klein-Leistungseinheiten (L1.n+1... L1.o; L2.n+1...L2.o;... Lx.n+1... Lx.o) jeder Reserveeinheit (RE1...REx) mittels eines für die jeweilige Reserveeinheit (RE1...REx) Gebäudenetz-typischen Standardlastprofils einkalkuliert wird und• Aggregieren (M3) einer Mehrzahl aus der Vielzahl analysierter Reserveeinheiten (RE1...REx) zur Bildung einer Reservegruppe (RG) mit einem Leistungspotential im Megawatt-Bereich unter Summierung der fortlaufend disponierten vorauseilenden Arbeitspunkte der aggregierten Reserveeinheiten (RE1...REx).The invention relates to a control method for providing electrical control power for transmission networks and / or for providing an electrical energy market product with the following process steps: Analyzing (M1) a plurality of reserve units (RE1 ... REx), each of which has an electrical building network (G) and the electrical building network (G) is defined in that it is connected to an electrical supply network via a common network connection point (NAP), with each electrical building network (G) grouping: o significant electrical power units (L1.1 ... L1 .n; L2.1 ... L2.n; ... Lx.1 ... Lx.n) with an electrical power conversion of more than or equal to 2kW and small electrical power units (L1.n + 1 ... L1.o; L2.n + 1 ... L2.o; Lx.n + 1 ... Lx.o) with an electrical power consumption of less than 2kW each, • Continuous scheduling (M2) of a leading working point for each reserve unit (RE1 ... REx), where ei a working point contribution of the significant electrical power units (L1.1 ... L1.n; L2.1 ... L2.n; ... Lx.1 ... Lx.n) of each reserve unit (RE1 ... REx) by means of data communication with the significant electrical power units (L1.1 ... L1. n; L2.1 ... L2.n, ... Lx.1 ... Lx.n) is recorded or recorded and controlled and with an operating point contribution by the small electrical power units (L1.n + 1. .. L1.o; L2.n + 1 ... L2.o; ... Lx.n + 1 ... Lx.o) of each reserve unit (RE1 ... REx) by means of one for the respective reserve unit (RE1 ... REx) building network-typical standard load profile is factored in and • aggregating (M3) a plurality of the large number of analyzed reserve units (RE1 ... REx) to form a reserve group (RG) with a power potential in the megawatt range, adding up the continuously planned leading working points of the aggregated reserve units (RE1 ... REx)
Description
Haus-Akkus oder Hausbatterien sind Batterien mit Sekundärzellen, die in einem Gebäude eines Haushalts oder auch eines Gewerbebetriebs installiert sind und die dort vorhandenen elektrischen Geräte (elektrische Verbraucher) mit Strom versorgen können. Insbesondere sind als solche als Batterien ausgebildete elektrische Leistungseinheiten in Zusammenhang mit elektrischen Leistungseinheiten in Form regenerativer Stromerzeuger, wie zum Beispiel gleichfalls Gebäude installierter Photovoltaikanlagen sinnvoll für die Unterstützung der Energiewende einsetzbar. Sie können, da sie an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind, netzdienlich elektrische Leistung aus dem Stromnetz als sogenannte negative Regelleistung aufnehmen und im Bedarfsfall ebenso netzdienlich elektrische Leistung an das Stromnetz als so genannte positive Regelleistung abgeben, um die Übertragungsnetze zu stabilisieren. Beispielsweise kann dazu die in einer Batterie gespeicherte Energie als positive Regelleistung an das Stromnetz eines Übertragungsnetzbetreibers abgegeben werden.House batteries or house batteries are batteries with secondary cells that are installed in a building of a household or a commercial enterprise and can supply the electrical devices (electrical consumers) there with electricity. In particular, electrical power units designed as batteries in connection with electrical power units in the form of regenerative power generators, such as, for example, photovoltaic systems that are also installed in buildings, can be used sensibly to support the energy transition. Since they are connected to the public power grid, they can take up electrical power from the power grid as what is known as negative control power and, if necessary, supply electrical power to the power grid as so-called positive control power in order to stabilize the transmission networks. For example, the energy stored in a battery can be delivered as positive control power to the power grid of a transmission network operator.
Aus Sicht der Übertragungsnetzbetreiber haben so genannte Reserveeinheiten, die vormals auch als technische Einheiten bezeichnet wurden, zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung üblicherweise ein solches Leistungspotential, dass diese negative und/oder positive Regelleistung in Form von Primärregelleistung, jetzt als FCR (Frequency Containment Reserve) bezeichnet, oder Sekundärregelleistung, jetzt als aFRR (automated Frequency Restoration Reserve) bezeichnet, im Bereich vieler MW abgeben oder aufnehmen können. Klassisch handelt es sich dabei beispielsweise um einzelne Wasser- oder Gas-Kraftwerke zur Erzeugung elektrischer Energie, wobei diese Kraftwerke zur Bereitstellung der gewünschten positiven oder negativen elektrischen Regelleistung entsprechend hochgefahren oder gedrosselt werden.From the point of view of the transmission system operator, so-called reserve units, which were previously also known as technical units, usually have such a power potential for the provision of electrical control power that this negative and / or positive control power in the form of primary control power, now referred to as FCR (Frequency Containment Reserve), or secondary control reserve, now referred to as aFRR (automated frequency restoration reserve), in the range of many MW. Classically, these are, for example, individual water or gas power plants for generating electrical energy, these power plants being ramped up or throttled accordingly to provide the desired positive or negative electrical control power.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Fachbegriff einer Reserveeinheit jedoch sehr viel kleiner als fachüblich definiert. Das heißt eine Reserveeinheit im Sinne der Erfindung liegt beispielsweise bereits in Form einer einzelnen Gebäudebatterie oder auch in Form eines einzelnen Gebäudes mit einem zugehörigen Gebäudenetz vor. Für den Fall der Reserveeinheit als einzelnes Gebäude ist genauer gesagt gemeint, dass die Reserveeinheit auch als Summe aller elektrischen Energie-Verbraucher und/oder elektrischer Energie-Erzeuger definiert werden kann, deren elektrische Leistungsflüsse zwischen dieser Reserveeinheit und dem externen Übertragungsnetz über eine gemeinsamen Netzanschlusspunkt mit einer elektrischen Strom-Zählereinheit erfassbar sind.In the context of the present invention, however, the technical term of a reserve unit is defined much smaller than is customary in the art. That is to say, a reserve unit within the meaning of the invention is already available, for example, in the form of an individual building battery or also in the form of an individual building with an associated building network. In the case of the reserve unit as a single building, this means more precisely that the reserve unit can also be defined as the sum of all electrical energy consumers and / or electrical energy producers whose electrical power flows between this reserve unit and the external transmission network via a common network connection point an electric current meter unit can be detected.
Die verschiedenen elektrischen Energie-Verbraucher und elektrischen Energie-Erzeuger werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung generisch als elektrische Leistungseinheiten bezeichnet. Diese setzen sich zusammen aus einer Mischung von Leistungsaufnahme-Einheiten, Leistungsabgabe-Einheiten und Leistungsaufnahme/abgabe-Einheiten, ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- - elektrische Lasten als Stromverbrauchseinheiten, die technisch ausschließlich für eine elektrische Leistungsaufnahme geeignet sind,
- - elektrische Speicher als Stromspeichereinheiten, die technische sowohl für die elektrische Leistungsaufnahme als auch für die elektrische Leistungsabgabe geeignet sind und
- - elektrische Erzeuger als Stromerzeugungseinrichtungen, die technisch ausschließlich für eine elektrische Leistungsabgabe geeignet sind.
- - electrical loads as power consumption units that are technically only suitable for electrical power consumption,
- - Electrical storage as power storage units that are technically suitable for both electrical power consumption and electrical power output and
- - electrical generators as power generation devices that are technically only suitable for delivering electrical power.
Gemäß dieser weit reichenden Definition befinden sich somit in einem über seinen Netzanschlusspunkt definierten Gebäudenetz mindestens eine, üblicherweise aber eine Vielzahl solcher vorangehend definierter elektrischer Leistungseinheiten.According to this far-reaching definition, a building network defined via its network connection point contains at least one, but usually a large number of such previously defined electrical power units.
Die in einem Gebäudenetz üblicherweise als Vielzahl vorhandenen elektrischen Leistungseinheiten einer durch das Gebäudenetz repräsentierten Reserveeinheit werden im Sinne der vorliegenden Erfindung abhängig von ihrem individuellen Leistungsaufnahme/abgabe-Potential in zwei Gruppen aufgeteilt. Wenn das Leistungsaufnahme/abgabe-Potential größer gleich zwei Kilowatt beträgt, werden diese elektrischen Leistungseinheiten nachfolgend als signifikante elektrische Leistungseinheiten bezeichnet. Signifikante elektrische Leistungseinheiten sind beispielsweise im Zusammenhang mit Gebäudenetzen Photovoltaik-Anlagen mit einer entsprechend hohen elektrischen Leistung, Gebäudebatteriespeicher mit einer entsprechend hohen Speicherkapazität, Klimaanlagen und -geräte, Wärmepumpen, thermische Energiespeicher, Ladeanschlusseinheiten für Elektrofahrzeuge, Backöfen und elektrische Warmwasserbereiter. In Gebäudenetzen von Gewerbebetrieben kommen als Varianten für signifikante elektrische Leistungseinheiten noch eine Reihe gewerblicher Anlagen und Maschinen mit einer Leistungsaufnahme von mehr als zwei Kilowatt hinzu. Ebenso können signifikante elektrische Leistungseinheiten in Form kleiner gewerblich oder privat genutzter Blockheizkraftwerke mit integriertem Stromgenerator im Gebäudenetz integriert sein.The electrical power units of a reserve unit represented by the building network, which are usually present as a large number in a building network, are divided into two groups for the purposes of the present invention, depending on their individual power consumption / output potential. If the power consumption / output potential is greater than or equal to two kilowatts, these electrical power units are referred to below as significant electrical power units. Significant electrical power units in connection with building networks are, for example, photovoltaic systems with a correspondingly high electrical power, building battery storage systems with a correspondingly high storage capacity, air conditioning systems and devices, heat pumps, thermal energy storage units, charging connection units for electric vehicles, ovens and electric water heaters. In the building networks of commercial enterprises, there are also a number of commercial systems and machines with a power consumption of more than two kilowatts as variants for significant electrical power units. Likewise, significant electrical power units in the form of small commercially or privately used combined heat and power units with an integrated power generator can be integrated in the building network.
In den signifikanten elektrischen Leistungseinheiten existiert eine Untergruppe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als so genannte disponierbare signifikante Leistungseinheiten bezeichnet werden sollen. Der Begriff der Disponierbarkeit bezieht sich dabei auf die Möglichkeit, einen Aktivierungs- oder Deaktivierungszeitpunkt der signifikanten Leistungseinheit ohne wesentliche Komforteinbußen für einen oder mehrere Nutzer dieser Leistungseinheiten im Gebäudenetz zu verschieben und auf diese Weise mit der Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe zu disponieren. Die Verschiebung bewegt sich üblicherweise im Bereich weniger Minuten, rein beispielhaft seien fünf Minuten genannt. Wenn ein Nutzer sein Elektrofahrzeug an den Ladepunkt seines Gebäudenetzes zum Laden anschließt, so stellt es für den Nutzer angesichts von üblichen Ladezeiträumen vieler Stunden kein Problem dar, wenn der Ladevorgang um etwa fünf Minuten verzögert beginnt. Gleiches gilt für eine Wärmepumpe oder einen thermischen Energiespeicher. Eine solche zeitliche Verzögerung im Bereich weniger Minuten ist angesichts der regelmäßig viele Stunden dauernden Lade- und Entladevorgänge für den Nutzer ohne signifikanten Bedienungskomfortverlust der Gebäudetechnik verkraftbar - daher sind diese signifikanten Leistungseinheiten hinsichtlich ihres elektrischen Leistungsverhaltens in einem gewissen zeitlichen Rahmen disponierbar und werden nachfolgend als disponierbare signifikante Leistungseinheiten bezeichnet.In the significant electrical power units there is a subgroup which in the context of the present invention is to be referred to as so-called disposable significant power units. The concept of availability refers to the possibility of a To postpone the activation or deactivation time of the significant power unit without significant loss of comfort for one or more users of these power units in the building network and in this way to dispose of the power consumption or power output. The shift is usually in the range of a few minutes, five minutes may be mentioned purely by way of example. If a user connects his electric vehicle to the charging point of his building network for charging, it is not a problem for the user, given the usual charging times of many hours, if the charging process starts with a delay of around five minutes. The same applies to a heat pump or a thermal energy store. Such a time delay in the range of a few minutes is manageable for the user in view of the charging and discharging processes that regularly take many hours without a significant loss of ease of use of the building technology - therefore, these significant power units can be scheduled with regard to their electrical performance within a certain time frame and are subsequently considered to be significant Denotes power units.
Anders stellt sich dies für signifikante elektrische Leistungseinheiten beispielsweise in Form von Klimaanlagen- und -geräten, Geräten zur Erzeugung von Warmwasser oder Backöfen dar. Nutzer dieser signifikanten elektrischen Leistungseinheiten erwarten eine sofortige Funktionserfüllung. Sie können und wollen nicht fünf bis zehn Minuten warten, bis die gekühlte Luft und/oder das warme Wasser eintreffen.The situation is different for significant electrical power units, for example in the form of air conditioning systems and devices, devices for generating hot water or baking ovens. Users of these significant electrical power units expect an immediate functional performance. You can't and don't want to wait five to ten minutes for the cooled air and / or warm water to arrive.
Die Grenze zwischen disponierbaren und nicht-disponierbaren elektrischen Leistungseinheiten ist somit eine subjektive, die von spezifischen Nutzer-Gewohnheiten abhängt. Im statistischen Mittel ist jedoch mit einer hohen Wahrscheinlichkeit vorhersagbar, welche signifikanten elektrischen Leistungseinheiten aus überwiegender Nutzersicht in einem Zeitfenster von bis zu zehn Minuten als disponierbar und welche als nicht-disponierbar eingestuft würden.The boundary between disposable and non-disposable electrical power units is thus a subjective one that depends on specific user habits. On the statistical average, however, it is possible to predict with a high degree of probability which significant electrical power units would be classified as disposable and which would be classified as non-disposable in a time window of up to ten minutes from the predominant user perspective.
Ist das Leistungsaufnahme/abgabe-Potential elektrischer Leistungseinheiten im Gebäudenetz kleiner als zwei Kilowatt, so werden diese elektrischen Leistungseinheiten nachfolgend als elektrische Klein-Leistungseinheiten bezeichnet. Dazu zählen sämtliche Verbraucher in Gebäudenetzen, wie insbesondere sämtliche Leuchtmittel, sämtliche Haushaltsgeräte mit Leistungsaufnahmen unter zwei Kilowatt wie zum Beispiel die meisten Staubsauger, Heißwasserbereiter, Kühl- und Gefrierschränke, Waschmaschinen, Bügeleisen, alle Art von Unterhaltungselektronik, Computer und so weiter. Diese elektrischen Klein-Leistungseinheiten werden in ihrem Verbrauch unter statistischen Standardlastprofilkurven erfasst.If the power consumption / output potential of electrical power units in the building network is less than two kilowatts, these electrical power units are referred to below as electrical small power units. This includes all consumers in building networks, in particular all light sources, all household appliances with a power consumption of less than two kilowatts such as most vacuum cleaners, hot water heaters, refrigerators and freezers, washing machines, irons, all kinds of entertainment electronics, computers and so on. The consumption of these small electrical power units is recorded using statistical standard load profile curves.
Wichtig ist zu betonen, dass der Begriff des Gebäudenetzes, das über den gemeinsamen Netzanschlusspunkt eine definierte Menge an elektrischen Leistungseinheiten im Gebäudenetz definiert, nicht impliziert, dass sich sämtliche elektrische Leistungseinheiten innerhalb eines wie auch immer gearteten Gebäudes befinden müssen. Elektrische Leistungseinheiten, die sich ohnehin im Freien befinden müssen oder dort üblicherweise angeordnet sind, wären beispielsweise Photovoltaik-, Wasser- oder Windenergieanlagen. Ebenso können Leuchtmittel oder beispielsweise als Rasenmäherroboter ausgebildete elektrische Leistungseinheiten dauerhaft im Freien positioniert sein. Durch den gemeinsamen Netzanschlusspunkt sind diese elektrischen Leistungseinheiten ebenfalls einem Gebäudenetz zugeordnet. Ebenso ist es für eine Reserveeinheit denkbar, dass der zugeordnete Netzanschlusspunkt und über diesen Netzanschlusspunkt angeschlossenen elektrischen Leistungseinheiten gar kein Gebäude aufweist. Entscheidend ist letztlich nur der gemeinsame Netzanschlusspunkt, der die Menge, der darüber im angeschlossenen elektrischen Netz erfassten, elektrischen Leistungseinheiten definiert. Dieses elektrische Netz ist der Einfachheit halber als Gebäudenetz bezeichnet, weil sich in den allermeisten Fällen die für den Netzanschlusspunkt ebenso notwendige elektrische Strom-Zählereinheit nicht unter freiem Himmel, sondern wettergeschützt in einem Gebäude befindet. Dieses Gebäude kann so klein sein, dass es im Extremfall in Form einer Zähleranschlusssäule ausschließlich die elektrische Strom-Zählereinheit aufnimmt und alle elektrischen Leistungseinheiten dieses Gebäudenetzes mit der Zähleranschlusssäule im Freien angeordnet sind.It is important to emphasize that the term building network, which defines a defined number of electrical power units in the building network via the common network connection point, does not imply that all electrical power units must be located within a building of whatever type. Electrical power units that must be in the open anyway or are usually arranged there would be, for example, photovoltaic, water or wind energy systems. Illuminants or electrical power units designed as robotic lawn mowers, for example, can also be permanently positioned in the open air. Due to the common network connection point, these electrical power units are also assigned to a building network. It is also conceivable for a reserve unit that the assigned network connection point and electrical power units connected via this network connection point have no building at all. Ultimately, only the common network connection point is decisive, which defines the amount of electrical power units recorded in the connected electrical network. For the sake of simplicity, this electrical network is referred to as a building network, because in the vast majority of cases the electrical current meter unit, which is also necessary for the network connection point, is not located in the open air but in a building protected from the weather. This building can be so small that, in the extreme case, in the form of a meter connection column, it only houses the electrical power meter unit and all electrical power units of this building network with the meter connection column are arranged outdoors.
Zur Stabilisierung der Netzfrequenz benötigen die Übertragungsnetzbetreiber Anbieter von positiver und/oder negativer Regelleistung. Sei es für negative und/oder positive Regelleistung in Form von
- • Frequency Containment Reserve (FCR=Primärregelleistung)
- • automated Frequency Restoration Reserve (aFRR=Sekundärregelleistung), oder
- • manual Frequency Restoration Reserve (mFRR=Minutenreserve).
- • Frequency containment reserve (FCR = primary control reserve)
- • automated Frequency Restoration Reserve (aFRR = secondary control power), or
- • Manual Frequency Restoration Reserve (mFRR = minute reserve).
Aus der
Die Anbieter müssen verlässlich und mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagbar ihre Regelleistungsangebote erfüllen. Die gleichen Anforderungen an Verlässlichkeit und Vorhersagbarkeit gelten für Energiemarktprodukte.The providers have to fulfill their control power offers reliably and with a very high probability in a predictable way. The same requirements for reliability and predictability apply to energy market products.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Steuerungsverfahren zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung für Übertragungsnetze und/oder zur Bereitstellung eines elektrischen Energiemarktproduktes zu schaffen, das das elektrische Leistungspotential vieler unterschiedlicher elektrischer Leistungseinheiten in Gebäudenetzen für eine verlässliche und vorhersagbare Bereitstellung optimiert zum Einsatz bringt.The present invention is therefore based on the object of creating a control method for providing electrical control power for transmission networks and / or for providing an electrical energy market product that uses the electrical power potential of many different electrical power units in building networks in an optimized manner for reliable and predictable provision.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Steuerungsverfahren zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung für Übertragungsnetze und/oder zur Bereitstellung eines elektrischen Energiemarktproduktes mit den folgenden Verfahrensschritten:
- • Analysieren einer Vielzahl von Reserveeinheiten, die jeweils ein elektrisches Gebäudenetz aufweisen und das elektrische Gebäudenetz dadurch definiert ist, dass es über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein elektrisches Versorgernetz angeschlossen ist, wobei in jedem elektrischen Gebäudenetz gruppiert sind:
- o signifikante elektrische Leistungseinheiten mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils mehr oder gleich 2kW und
- o elektrische Klein-Leistungseinheiten mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils weniger als 2kW;
- • fortlaufendes Disponieren eines vorauseilenden Arbeitspunktes für jede Reserveeinheit, wobei ein Arbeitspunkt-Beitrag der signifikanten elektrischen Leistungseinheiten jeder Reserveeinheit mittels Daten-Kommunikation mit den signifikanten elektrischen Leistungseinheiten erfasst oder erfasst und gesteuert wird und wobei ein Arbeitspunkt-Beitrag durch die elektrischen Klein-Leistungseinheiten jeder Reserveeinheit mittels eines für die jeweilige Reserveeinheit Gebäudenetz-typischen Standardlastprofils einkalkuliert wird und
- • Aggregieren einer Mehrzahl aus der Vielzahl analysierter Reserveeinheiten zur Bildung einer Reservegruppe (
RG ) mit einem elektrischen Leistungspotential im Megawatt-Bereich unter Summierung der fortlaufend disponierten vorauseilenden Arbeitspunkte der aggregierten Reserveeinheiten.
- • Analysis of a large number of reserve units, each of which has an electrical building network and the electrical building network is defined by the fact that it is connected to an electrical supply network via a common network connection point, with the following being grouped in each electrical building network:
- o significant electrical power units with an electrical power consumption of more than or equal to 2kW and
- o small electrical power units with an electrical power consumption of less than 2kW each;
- • Continuous scheduling of a leading working point for each reserve unit, whereby an operating point contribution of the significant electrical power units of each reserve unit is recorded or recorded and controlled by means of data communication with the significant electrical power units and an operating point contribution from the small electrical power units of each reserve unit is calculated using a standard load profile typical of the building network for the respective reserve unit and
- • Aggregation of a plurality of the multitude of analyzed reserve units to form a reserve group (
RG ) with an electrical power potential in the megawatt range, adding up the continuously scheduled, leading working points of the aggregated reserve units.
Für jede der analysierten Reserveeinheiten kann deren individuelle Mischung an signifikanten elektrischen Leistungseinheiten und elektrischen Klein-Leistungseinheiten gemeinsam für die Bereitstellung elektrischer Regelleistung genutzt werden. Dies geschieht dadurch, dass die Möglichkeit der individuellen Status-Analyse der signifikanten Leistungseinheiten mit der Berücksichtigung aller Klein-Leistungseinheiten durch den statistischen Ansatz eines Gebäudenetz-typischen Standardlastprofils kombiniert wird. Gebäudenetztypisch bezieht sich auf die konkrete Ausgestaltung des Gebäudes als Einfamilien- oder Mehrfamilienhaus oder als kleiner oder mittlerer Gewerbebetriebe. Diese Standardlastprofile sind durch statistische Mittelung hunderter gleichartiger Gebäude gewonnene Erwartungswerte der elektrischen Leistungsaufnahme, zeitlich aufgelöst über den Verlauf üblicher Arbeits- und Feiertags-Szenarien. Diese Standardlastprofile der Klein-Leistungseinheiten einer Reserveeinheit werden durch die Datenkommunikation mit den signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheit ergänzt. Das heißt es ist über die Tageszeit-abhängige zu erwartende Standard-Last hinaus die Information gegeben, was von der Reserveeinheit zusätzlich an elektrischer Leistung netzdienlich aufgenommen oder abgegeben werden kann.For each of the reserve units analyzed, their individual mix of significant electrical power units and small electrical power units can be used together for the provision of electrical control power. This is done by combining the possibility of individual status analysis of the significant power units with the consideration of all small power units through the statistical approach of a building network-typical standard load profile. Typical building network refers to the specific design of the building as a single-family or multi-family house or as a small or medium-sized commercial enterprise. These standard load profiles are expected values of the electrical power consumption obtained through statistical averaging of hundreds of similar buildings, resolved over time over the course of common work and holiday scenarios. These standard load profiles of the small power units of a reserve unit are supplemented by the data communication with the significant electrical power units of the reserve unit. This means that, in addition to the expected standard load, which is dependent on the time of day, information is given as to what additional electrical power can be consumed or output by the reserve unit in a way that is beneficial to the network.
Einzelne Reserveeinheiten in Form von Gebäudenetzen mögen in Einzelfällen von den Standardlastprofilen nach oben oder unten hin abweichen. Jedoch mitteln sich diese Abweichungen beim Verfahrensschritt des Aggregierens einer Mehrzahl von Reserveeinheiten zu einer Reservegruppe mit einem Leistungspotential im Megawatt-Bereich (wenige bis viele hundert Megawatt) heraus. Für das Aggregieren derartiger Reservegruppen müssen regelmäßig 500 bis 10.000, bevorzugt 5.000 bis 100.000 Reserveeinheiten in Form von Gebäudenetzen herangezogen werden. Derzeit erlaubt die Bundesnetzagentur den Übertragungsnetzbetreibern in Deutschland vier Gigawatt an Regelleistung mit Anbietern von Regelleistung zu kontraktieren. Bei einem Regelleistungspotential von zwei Kilowatt pro Reserveeinheit wären dies zwei Millionen Reserveeinheiten, die aggregiert werden müssten. Für die Primärregelleistung FCR dürfen die Übertragungsnetzbetreiber derzeit ein Gigawatt an Regelleistung kontraktieren.Individual reserve units in the form of building networks may in individual cases deviate upwards or downwards from the standard load profiles. However, these deviations are averaged out in the process step of aggregating a plurality of reserve units to form a reserve group with a power potential in the megawatt range (a few to many hundreds of megawatts). For the aggregation of such reserve groups, 500 to 10,000, preferably 5,000 to 100,000 reserve units in the form of building networks must be used regularly. The Federal Network Agency is currently allowing transmission system operators in Germany to contract four gigawatts of control power with providers of control power. With a control power potential of two kilowatts per reserve unit, this would be two million reserve units that would have to be aggregated. For the primary control reserve FCR, the transmission system operators are currently allowed to contract one gigawatt of control reserve.
Der Verfahrensschritt des Aggregierens ist ein dynamischer. Das heißt zur Bildung der Reservegruppe werden immer wieder einzelne Reserveeinheiten aus der aggregierten Menge hinzu- oder herausgenommen. Gründe dafür können vielfältig sein. Allein die nicht permanent 100%ige Erreichbarkeit signifikanter elektrischer Leistungseinheiten in Reservegruppen über das Internet (üblich ist im zeitlichen Mittel eine Internet-Versorgungsabdeckung von 98,5%) macht es notwendig, bereits aggregierte Reserveeinheiten durch andere zu ersetzen, um im zeitlichen Mittel den disponierten vorauseilenden Arbeitspunkt verlässlich und zutreffend bereit zu stellen. Weiterhin können besonders extreme, durch Nutzer von Gebäudenetzen angeforderte Leistungsaufnahmen, die zum Beispiel durch extreme regionale Wetterverhältnisse bedingt sind, dazu führen, eine Reihe von Gebäudenetzen aus der Menge der aggregierten Gebäudenetze zu substituieren. Generell gilt, je größer und je weiter regional verteilt die Menge der aggregierbaren Reserveeinheiten ist, desto verlässlicher und einfacher lässt sich eine Reservegruppe mit einem hinreichend stabilen Leistungspotential realisieren.The aggregation process step is dynamic. This means that individual reserve units are repeatedly added or removed from the aggregated quantity to form the reserve group. The reasons for this can be varied. The fact that significant electrical power units are not permanently 100% accessible in reserve groups via the Internet (an average Internet supply coverage of 98.5% is common) makes it necessary to replace reserve units that have already been aggregated with others in order to achieve the planned average Reliable and accurate provision of the leading working point. Furthermore, particularly extreme power consumptions requested by users of building networks, which are caused, for example, by extreme regional weather conditions, can lead to a number of building networks being substituted from the set of aggregated building networks. In general, the larger and the more regionally distributed the amount of aggregable reserve units, the more reliably and easily a reserve group with a sufficiently stable performance potential can be implemented.
In einer bevorzugten Variante ist das Steuerungsverfahren derart weitergebildet, dass der vorauseilende Arbeitspunkt mittels Daten-Kommunikation mit disponierbaren, signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheiten derart gesteuert wird, dass von der Reserveeinheit bereitgestellte Leistungspotentiale signifikant beeinflusst werden. Mit einer signifikanten Beeinflussung ist ein Betrag von mindestens 5%, bevorzugt mindestens 10% des Leistungspotentials bezogen auf eine einzelne Reserveeinheit gemeint. Mit dem Begriff des Leistungspotentials einer Reserveeinheit oder einer Reservegruppe ist an dieser Stelle und nachfolgend im Verfahrensszenario des Bereitstellens von Regelleistung das Regelleistungspotential gemeint. Im Szenario des Bereitstellens eines Energiemarktproduktes ist es das elektrische Leistungspotential für das Energiemarktprodukt. Wie in der Beschreibungseinleitung erläutert sind gewisse signifikante elektrische Leistungseinheiten im Gebäudenetz aus Sicht der Nutzer ohne Komforteinbußen disponierbar. Das heißt deren Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe kann um Zeiträume weniger bis vieler Minuten verzögert werden. Derzeit sind dies nach den Anforderungen der Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland genau fünf Minuten. Die hier beschriebenen Steuerungsverfahren eignen sich jedoch auch dazu andere Vorgaben im Minutenbereit, die über oder unter den derzeit geforderten fünf Minuten liegen zu erfüllen. Geschieht dies bei deiner Vielzahl von Gebäudenetzen, so macht dies einen signifikanten Anteil für das jeweilige Leistungspotential der Reservegruppe aus. Auf diese Weise ist es möglich, das von der Reservegruppe für den Übertragungsnetzbetreiber bereitgestellte Leistungspotential verlässlich und vorhersagbar konstant zu halten.In a preferred variant, the control method is developed in such a way that the leading operating point is controlled by means of data communication with disposable, significant electrical power units of the reserve units in such a way that the power potentials provided by the reserve unit are significantly influenced. A significant influence means an amount of at least 5%, preferably at least 10% of the power potential based on an individual reserve unit. At this point and below in the procedural scenario of providing control power, the concept of the power potential of a reserve unit or a reserve group means the control power potential. In the scenario of providing an energy market product, it is the electrical power potential for the energy market product. As explained in the introduction to the description, certain significant electrical power units in the building network can be scheduled from the users' point of view without sacrificing comfort. That means their power consumption or power output can be delayed by periods of a few to many minutes. According to the requirements of the transmission system operators in Germany, this is currently exactly five minutes. The control methods described here are, however, also suitable for meeting other requirements in minutes that are above or below the currently required five minutes. If this happens in your large number of building networks, this makes up a significant proportion of the respective performance potential of the reserve group. In this way it is possible to keep the performance potential made available by the reserve group for the transmission system operator constant in a reliable and predictable manner.
Die vorangehend beschriebene bevorzugte Variante des Steuerungsverfahren ist vorteilhaft derart weitergebildet, dass das Leistungspotential der Reservegruppe durch die disponierbaren, signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheiten mittels von Nutzern der disponierbaren signifikanten elektrischen Leistungseinheiten eingeräumten Dispositionszeiten zum vollständigen oder teilweisen Aktivieren oder zum Deaktivieren der disponierbaren signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheiten gesteuert wird. Die Steuerung kann dabei, wie vorangehend beschrieben, derart ausgebildet sein, dass eine signifikante Beeinflussung des Leistungspotentials von Reserveeinheiten erzielt wird. Dies geschieht mit dem Zweck, dass im Ergebnis die Summe der von den Reserveeinheiten bereitgestellten Leistungspotentiale, nämlich das Leistungspotential der aus den Reserveeinheiten gebildeten Reservegruppe, vorhersagbar gehalten wird. Alternativ kann bei Bedarf und in Absprache mit dem Übertragungsnetzbetreiber oder dem Empfänger des Energiemarktproduktes auch auf gleichem Wege, d.h. über eine Steuerung der disponierbaren signifikanten Leistungseinheiten, eine Steigerung oder Reduktion des Leistungspotentials der Reservegruppe realisiert werden.The preferred variant of the control method described above is advantageously developed in such a way that the power potential of the reserve group through the disposable, significant electrical power units of the reserve units by means of disposition times granted by users of the disposable significant electrical power units for fully or partially activating or deactivating the disposable significant electrical power units of the Reserve units is controlled. The controller can, as described above, be designed in such a way that the power potential of reserve units is significantly influenced. This is done with the purpose that, as a result, the sum of the power potentials provided by the reserve units, namely the power potential of the reserve group formed from the reserve units, is kept predictable. Alternatively, if required and in consultation with the transmission system operator or the recipient of the energy market product, the same route, i.e. An increase or reduction in the performance potential of the reserve group can be implemented via a control of the available significant performance units.
Bei allen vorangehend beschriebenen Varianten des Steuerungsverfahrens ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass durch Kommunikation mit den Nutzern der disponierbaren, signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheiten seitens der Nutzer Dispositionszeiten während eines Nutzungszeitraums der disponierbaren signifikanten elektrischen Leistungseinheiten eingeräumt werden. Diese einmalige oder mehrmalige Kommunikation mit dem Nutzer bezüglich der Einräumung von Dispositionszeiten erhöht unmittelbar die Steuer-Bandbreite für das Leistungspotential der jeweiligen Reserveeinheit. Mittelbar gilt dies ebenso für die Reservegruppe, wenn für hinreichend viele signifikante elektrische Leistungseinheiten in hinreichend vielen Reserveeinheiten derartige Dispositionszeiten eingeräumt wurden.In all of the variants of the control method described above, it is also preferably provided that, through communication with the users of the disposable, significant electrical power units of the reserve units, the users allow disposition times during a period of use of the disposable, significant electrical power units. This one-time or multiple communication with the user regarding the granting of disposition times directly increases the control bandwidth for the performance potential of the respective reserve unit. This also applies indirectly to the reserve group if such disposition times have been granted for a sufficient number of significant electrical power units in a sufficient number of reserve units.
Für alle vorangehend beschriebenen Varianten des Steuerungsverfahrens ist bevorzugt vorgesehen, dass der Nutzungszeitraum der Lebensdauer der disponierbaren, signifikanten elektrischen Leistungseinheiten im Gebäudenetz entspricht oder dass der Nutzungszeitraum eine Dauer von weniger als einer Stunde oder von weniger als 12, bevorzugt 24 und besonders bevorzugt 48 Stunden entspricht.For all variants of the control method described above, it is preferably provided that the usage period corresponds to the service life of the disposable, significant electrical power units in the building network or that the usage period corresponds to a duration of less than one hour or less than 12, preferably 24 and particularly preferably 48 hours .
Der sich über die gesamte Lebensdauer der signifikanten elektrischen Leistungseinheit erstreckende Nutzungszeitraum einer Dispositionszeit ist beispielsweise beim Erwerb einer Ladeanschlusseinheit für eine Elektrofahrzeug mit dem Nutzer vereinbart worden. Das heißt, so lange die Ladeanschlusseinheit im Gebäudenetz zum Einsatz kommt, was deren Lebenszeit entspricht, hat der Nutzer sein Einverständnis dafür gegeben, dass ein von ihm initiierter Ladevorgang des Elektrofahrzeugs einige Minuten, derzeit bevorzugt mindestens fünf Minuten verzögert oder mit zunächst geringerer als der maximal möglichen Leistung ausgeführt werden darf. Ähnliches gilt für den Erwerb einer signifikanten elektrischen Leistungseinheit in Form eines Gebäude-Batteriespeichers. Alternativ oder kumulativ zu dieser Verfahrensvariante kann sich der Nutzer beim Erwerb eines Batteriespeichers auch dazu verpflichten, dass ein prozentualer Anteil der Speicherkapazität des Batteriespeichers bevorzugt für netzdienliche Zwecke genutzt wird. Auch dadurch verzögern oder beschleunigen sich Lade- und Entladevorgänge des Batteriespeichers netzdienlich zum Zwecke der Stabilisierung der Übertragungsnetze.The usage period of a disposition time extending over the entire service life of the significant electrical power unit is for example, when purchasing a charging connection unit for an electric vehicle, this has been agreed with the user. This means that as long as the charging connection unit is used in the building network, which corresponds to its lifetime, the user has given his consent that a charging process of the electric vehicle initiated by him may be delayed by a few minutes, currently preferably at least five minutes or initially less than the maximum possible performance may be performed. The same applies to the acquisition of a significant electrical power unit in the form of a building battery storage system. As an alternative or in addition to this variant of the method, when purchasing a battery storage device, the user can also undertake that a percentage of the storage capacity of the battery storage device is preferably used for grid-related purposes. This also delays or accelerates the charging and discharging processes of the battery storage system in a way that is beneficial to the network for the purpose of stabilizing the transmission networks.
In einer Weiterbildung aller Varianten des Steuerungsverfahrens ist vorgesehen, dass angesichts eingeräumter Dispositionszeiten die Nutzer im Bedarfsfall mit der Anfrage kontaktiert werden, ob gegen eine Vergütung eine Veränderung der Dispositionszeit für einzelne disponierbare signifikante elektrische Leistungseinheiten vorgenommen werden darf. Dabei kann eine einmalige oder eine dauerhafte Veränderung der Dispositionszeit angefragt werden. Ebenso ist denkbar, dass die Vergütung dem Nutzer ähnlich zu einer Versteigerung mit zeitlich variierenden Vergütungsbeträgen angeboten wird. In a further development of all variants of the control method, it is provided that, in view of the disposition times allowed, the users are contacted with the request, if necessary, as to whether a change in the disposition time for individual disposable significant electrical power units may be made in return for remuneration. A one-time or permanent change in the disposition time can be requested. It is also conceivable that the remuneration is offered to the user similar to an auction with remuneration amounts that vary over time.
Wie bereits ausgeführt wurde ist eine Variante des Steuerungsverfahrens dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungspotential der Reservegruppe konstant gehalten wird. Besonders bevorzugt ist dieses Verfahren dadurch weitergebildet, dass beim Aggregieren der Reserveeinheiten zu der Reservegruppe mit dem Leistungspotential im Megawatt-Bereich das Leistungspotential konstant gehalten wird, indem
- • die Zusammensetzung der aggregierten Reserveeinheiten variiert wird und/oder
- • im Rahmen der eingeräumten Dispositionszeiten disponierbarer signifikanter elektrischer Leistungseinheiten aggregierter Reserveeinheiten das Leistungspotential der jeweiligen Reserveeinheit durch ein Steuern der disponierbaren signifikanten elektrischen Leistungseinheiten geregelt wird.
- • the composition of the aggregated reserve units is varied and / or
- • within the scope of the allocated scheduling times for disposable significant electrical power units of aggregated reserve units, the power potential of the respective reserve unit is regulated by controlling the disposable significant electrical power units.
Eine bevorzugte vorteilhafte Weiterbildung aller vorangehend beschriebenen Steuerungsverfahren sieht vor, dass ein Steuerungssystem verwendet wird, mit dem ein Austausch von Informations- und Steuerdaten zwischen dem Steuerungssystem und signifikanten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheiten anhand paketvermittelter und Internet-basierter Daten auf Seiten der Reserveeinheiten vorgenommen wird und dass ein Austausch von Informations- und Steuerdaten betreffend die aggregierte Reservegruppe vom Kommunikationsmodul in einem Prozessnetzes eines Übertragungsnetzbetreibers anhand paketvermittelter Prozessnetz-Daten innerhalb des Prozessnetzes vorgenommen wird,
wobei mit dem Steuerungssystem eine Zwischenwandlung am Steuerungssystem ankommender, paketvermittelter und Internet-basierter Daten in serielle Daten vorgenommen wird und die zwischengewandelten seriellen Daten in paketvermittelte Prozessnetz-Daten gewandelt in das Prozessnetz eingespeist werden und wobei mit dem Steuerungssystem eine Zwischenwandlung am Steuerungssystem ankommender, paketvermittelter Prozessnetz-Daten in serielle Daten vorgenommen wird und die zwischengewandelten seriellen Daten in paketvermittelte Internet-basierte Daten gewandelt in das Internet eingespeist werden.A preferred advantageous development of all the control methods described above provides that a control system is used with which an exchange of information and control data between the control system and significant electrical power units of the reserve units is carried out on the basis of packet-switched and Internet-based data on the part of the reserve units and that an exchange of information and control data relating to the aggregated reserve group is carried out by the communication module in a process network of a transmission network operator using packet-switched process network data within the process network,
The control system is used to perform an intermediate conversion of packet-switched and Internet-based data arriving at the control system into serial data and the intermediate-converted serial data is converted into packet-switched process network data and is fed into the process network, and the control system is used to perform an intermediate conversion of packet-switched process networks arriving at the control system -Data is made into serial data and the intermediate converted serial data is converted into packet-switched Internet-based data and fed into the Internet.
Ein solches Steuerungssystem ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Vernetzung einer großen Anzahl von Reserveeinheiten mit jeweils vielen elektrischen Leistungseinheiten zu einer einzigen Reservegruppe. Dieses Steuerungssystem ist Gegenstand der internationalen Patentanmeldung
Das Steuerungssystem bildet also ein Bindeglied zwischen den über das öffentliche Internet verbundenen Reserveeinheiten mit ihren signifikanten elektrischen Leistungseinheiten und den über das nicht-öffentliche, sichere Prozessnetz verbundenen Rechnern eines virtuellen Regelleistungskraftwerkes. Messdaten und Statusdaten von jeder signifikanten elektrischen Leistungseinheit beispielsweise in Form einer Gebäudebatterie werden über die Hardware des Steuerungssystems an den zuständigen Rechner im Prozessnetz geleitet. Umgekehrt werden Steuerdaten, welche Steuerbefehle für die Gebäudebatterien oder andere signifikante elektrische Leistungseinheiten enthalten, von dem zuständigen Rechner im Prozessnetz nur über das Steuerungssystem an die Gebäudebatterien im Internet geleitet. Auf diese Weise ist das Steuerungsverfahren mit Vorteil so weitergebildet, dass die Zwischenwandlung paketvermittelter Daten in serielle Daten durch das Steuerungssystem durch die Hardware des Steuerungssystems realisiert wird, die einen Kommunikations-Protokollwechsel in der Datenkommunikation erzwingt.The control system thus forms a link between the public Internet connected reserve units with their significant electrical power units and the computers of a virtual control power plant connected via the non-public, secure process network. Measurement data and status data from every significant electrical power unit, for example in the form of a building battery, are sent to the responsible computer in the process network via the hardware of the control system. Conversely, control data, which contain control commands for the building batteries or other significant electrical power units, are only sent from the responsible computer in the process network to the building batteries on the Internet via the control system. In this way, the control method is advantageously developed in such a way that the intermediate conversion of packet-switched data into serial data is implemented by the control system using the hardware of the control system, which forces a communication protocol change in the data communication.
Weiterhin wird bevorzugt das Steuerungsverfahren mit einem entsprechend ausgebildeten Steuerungssystem so betrieben, dass das Steuerungssystem als Durchgangstor zwischen dem Prozessnetz eines Übertragungsnetzbetreibers und einer aus einer Mehrzahl von Reserveeinheiten aggregierten Reservegruppe fungiert.Furthermore, the control method is preferably operated with a correspondingly designed control system in such a way that the control system acts as a gateway between the process network of a transmission network operator and a reserve group aggregated from a plurality of reserve units.
Weiterhin bevorzugt ist das vorangehende Steuerungsverfahren derart ausgebildet, dass das Steuerungssystem derart eingerichtet verwendet wird, dass dieses Steuerungssystem integriert im Prozessnetz eines Übertragungsnetzbetreibers aus Sicht des Übertragungsnetzbetreibers als Reservegruppe präqualifizierbar und einsetzbar ist.Furthermore, the above control method is preferably designed such that the control system is used in such a way that this control system, integrated in the process network of a transmission network operator, can be prequalified and used as a reserve group from the perspective of the transmission network operator.
Teile der Hardware des Steuerungssystems sind derart in das Prozessnetz integriert, dass diese als eine für das Prozessnetz virtuelle technische Einheit fungieren. Diese Teile der Hardware sind als so genanntes Customer Premises Equipment (
Mit einer seriellen Schnittstelle ist vorliegend insbesondere eine CCITT-V.24-Schnittstelle oder eine EIA-RS-232-Schnittstelle gemeint, weil über sie ein unerlaubter Zugriff erschwert ist. Moderne serielle Schnittstellen wie Ethernet, USB, Firewire, CAN-Bus werden üblicherweise nicht als serielle Schnittstellen bezeichnet und sind hier auch nicht gemeint. Alternativ kann auch eine RS-485-Schnittstelle als serielle Schnittstelle eingesetzt werden.In the present case, a serial interface means in particular a CCITT-V.24 interface or an EIA-RS-232 interface, because they make unauthorized access more difficult. Modern serial interfaces such as Ethernet, USB, Firewire, CAN bus are usually not referred to as serial interfaces and are not meant here either. Alternatively, an RS-485 interface can also be used as a serial interface.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Steuerungssystems umfasst die serielle Schnittstelle mindestens zwei, vier, acht oder 16 Datenleitungen. Es können bis zu 24 Datenleitungen zwischen den als Reservegruppe
Vorteilhafterweise ist das Steuerungssystem so konfiguriert über das Kommunikationsmodul jeweils dynamisch die Datenleitung auszuwählen, über welche Daten versendet werden. Auch ein im Steuerungssystem vorhandener Kopplungsprozessor ist bevorzugt derart konfiguriert, jeweils dynamisch die Datenleitung auszuwählen, über welche Daten versendet werden. Beispielsweise können die für eine bestimmte Übertragungsrichtung vorgesehenen Datenleitungen bei jeder Datenübertragung zyklisch durchlaufen werden.The control system is advantageously configured via the communication module to dynamically select the data line via which data is sent. There is also a coupling processor in the control system preferably configured to dynamically select the data line over which data is sent. For example, the data lines provided for a specific transmission direction can be cycled through with each data transmission.
Die serielle Schnittstelle ist vorzugsweise für eine Übertragungsrate von mehr als 20.000, mehr als 50.000, mehr als 70.000 Baud ausgelegt. Insbesondere kann hier eine Hochleistungs-PCI-Netzkarte (PCI - Peripheral Component Interconnect) mit einer Baudrate von 921.600 eingesetzt werden.The serial interface is preferably designed for a transmission rate of more than 20,000, more than 50,000, more than 70,000 baud. In particular, a high-performance PCI network card (PCI - Peripheral Component Interconnect) with a baud rate of 921,600 can be used.
Während das Steuerungssystem, dessen Verwendung und das Steuerungsverfahren unter Einsatz eines solchen Steuerungssystems bevorzugt zur Bereitstellung von Regelleistung in einem Übertragungsnetz vorgesehen sein können, können sie auch für die Bereitstellung anderer Energiemarktprodukte, wie z.B. Peakload-Blöcken, Offpeak-Einzelstundenblöcken und Peakload-Einzelstundenblöcken ausgebildet sein, z.B. für eine Teilnahme am Intraday-Handel.While the control system, its use and the control method using such a control system can preferably be provided for the provision of control power in a transmission network, they can also be provided for the provision of other energy market products, e.g. Peak load blocks, off-peak individual hour blocks and peak load individual hour blocks, e.g. for participation in intraday trading.
Für eine weitere Variante der vorangehend beschriebenen Steuerungsverfahren ist bevorzugt vorgesehen, dass im Zusammenwirken mit mindestens einer Reserveeinheit ein Computer-Programmprodukt für das Auslesen von Status-Daten einer Mehrzahl in der Reserveeinheit an das elektrisches Gebäudenetz angeschlossener, elektrischer Leistungseinheiten, eingesetzt wird, wobei jede dieser elektrischen Leistungseinheiten eine ihr zugeordnete Software-Applikation aufweist und damit zu akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten werden, wobei die akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten ausgewählt sind aus der Gruppe der signifikanten elektrischen Leistungseinheiten und der Gruppe der elektrischen Klein-Leistungseinheiten und die Software-Applikationen der akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten auf einem digitalen Endgerät oder auf einer Mehrzahl digitaler Endgeräte installiert oder installierbar sind, wobei das Computer-Programmprodukt Softwaremittel aufweist, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt werden, den Computer dazu veranlassen, die folgenden Schritte auszuführen:
- • Zugriff auf und Aktivierung von Software-Applikationen der akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten der Reserveeinheit unter Einsatz persönlicher Zugangsdaten, die für einen automatisierten Zugriff des Computer-Programmproduktes auf die Software-Applikationen akkreditierter elektrischer Leistungseinheiten erforderlich und für diesen Zweck in Zugangsdaten-Speichermitteln des Computer-Programmproduktes vorgehalten sind und
- • Bilderfassung und Bildauswertung grafischer Darstellungen, die bei dem automatisierten Zugriff auf die Software-Applikationen der akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten durch die Software-Applikationen generiert bereit stehen, wobei die Bildauswertung derart ausgebildet ist, Status-Daten der akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten zu ermitteln und in einem Status-Datenspeicher zu speichern und/oder an eine Steuereinheit zu senden.
- • Access to and activation of software applications of the accredited electrical power units of the reserve unit using personal access data which are required for automated access of the computer program product to the software applications of accredited electrical power units and for this purpose in access data storage means of the computer program product are held and
- • Image capture and image evaluation of graphic representations that are available in the automated access to the software applications of the accredited electrical power units generated by the software applications, the image evaluation being designed to determine status data of the accredited electrical power units and in a status -Save data memory and / or send to a control unit.
Mit Hilfe dieses Computerprogrammproduktes können aus der gesamten Menge der elektrischen Leistungseinheiten diejenigen selektiert werden, die über eine ihnen zugeordnete Software-Applikation das Auslesen von Statusdaten erlauben. Dadurch ergibt sich die Untergruppe der akkreditierbaren elektrischen Leistungseinheiten. Diese werden erwartungsgemäß überwiegend signifikante elektrische Leistungseinheiten mit Leistungsaufnahmen und/oder Leistungsabgaben größer gleich zwei Kilowatt sein. Jedoch werden auch die ein oder anderen elektrischen Klein-Leistungseinheiten dabei sein. Auf diese Weise können akkreditierbare elektrische Leistungseinheiten hinsichtlich ihres Potentials als Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe erfasst werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn einige akkreditierte Leistungseinheiten zwar eine eigene Software-Applikation aufweisen jedoch keine Schnittstelle für eine Fernabfrage des Status der akkreditierten elektrischen Leistungseinheit anbieten. Im Ergebnis verbessert das im Steuerungsverfahren zur Anwendung kommende Computerprogrammprodukt die Verlässlichkeit und Vorhersagbarkeit des fortlaufend disponierten Arbeitspunktes der aggregierten Reserveeinheiten.With the help of this computer program product, from the total set of electrical power units, those can be selected that allow status data to be read out via a software application assigned to them. This results in the subgroup of accreditable electrical power units. As expected, these will be predominantly significant electrical power units with power consumption and / or power output greater than or equal to two kilowatts. However, one or the other small electrical power units will also be there. In this way, accreditable electrical power units can be recorded with regard to their potential as power consumption and / or power output. This is particularly advantageous when some accredited power units have their own software application but do not offer an interface for remote querying of the status of the accredited electrical power unit. As a result, the computer program product used in the control method improves the reliability and predictability of the continuously scheduled working point of the aggregated reserve units.
In der deutschen Patentanmeldung
Bevorzugt ist das Steuerungsverfahren unter Einsatz des vorangehend beschriebenen Computerprogrammproduktes derart weitergebildet, dass als Steuereinheit ein Bestandteil des Steuerungssystems verwendet wird. Alternativ kann die Steuereinheit aber auch auf Ebene der Reserveeinheit in einem für den Nutzer zugänglichen Gerät verortet sein. Dieses vor Ort befindliche Gerät kommuniziert dann die ermittelten Statusdaten der akkreditierten elektrischen Leistungseinheiten zum Steuerungssytem. The control method is preferably developed using the computer program product described above in such a way that a component of the control system is used as the control unit. Alternatively, the control unit can also be located at the reserve unit level in a device accessible to the user. This on-site device then communicates the ascertained status data of the accredited electrical power units to the control system.
Weiterhin ist das Steuerungsverfahren mit Vorteil so ausgebildet, dass beim Aggregieren der Reserveeinheiten solche Reserveeinheiten bevorzugt werden, die einen vergleichsweise höheren Anteil akkreditierter elektrischer Leistungseinheiten und/oder disponierbarer, signifikanter elektrischer Leistungseinheiten aufweisen. Ein höherer Anteil akkreditierter und/oder signifikanter elektrischer Leistungseinheiten erhöht die Steuer-Bandbreite des disponierbaren Leistungspotentials der Reserveeinheit. Beim Aggregieren derartiger Reserveeinheiten ist es somit einfacher, durch das fortlaufende Disponieren des Arbeitspunktes sicher zu stellen, dass das Leistungspotential der gebildeten Reservegruppe in den benötigten Bereitstellungs-Zeitfenstern hinreichend konstant bleibt. Die Bereitstellungs-Zeitfenster unterscheiden sich je nach dem ob das Bereitstellen von Primärregelleistung (FCR), von Sekundärregelleistung (aFRR) oder von Minutenreserve (mFRR) gefordert ist.Furthermore, the control method is advantageously designed such that when the reserve units are aggregated, such reserve units are preferred which have a comparatively higher proportion of accredited electrical power units and / or disposable, significant electrical power units. A higher proportion of accredited and / or significant electrical power units increases the control bandwidth of the disposable power potential of the reserve unit. When such reserve units are aggregated, it is therefore easier to ensure, through the continuous scheduling of the operating point, that the performance potential of the reserve group formed remains sufficiently constant in the required provision time windows. The provision time windows differ depending on whether the provision of primary control power (FCR), secondary control power (aFRR) or minute reserve (mFRR) is required.
Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform des Steuerungsverfahrens rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.A preferred embodiment of the control method is described below purely by way of example with reference to the attached figures.
Es zeigen:
-
1 ein schematische Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips des Steuerungsverfahrens unter Einsatz eines SteuersystemsS und -
2 Details zum Einsatz eines Computerprogrammproduktes zum Akkreditieren geeigneter elektrischer Leistungseinheiten innerhalb einer Reserveeinheit.
-
1 a schematic illustration to explain the functional principle of the control method using a control systemS. and -
2 Details on the use of a computer program product for the accreditation of suitable electrical power units within a reserve unit.
Weiterhin ist das Gebäudenetz
Ein weiterer Anschluss stellt beispielsweise über eine DSL-Leitung eine Verbindung der Reservegruppe
Die hier beispielhaft beschriebene, bevorzugte Variante des Steuerungsverfahrens sieht vor, bezogen auf das in der
- o signifikante elektrische Leistungseinheiten
L1.1 ...L1.n ; L2.1...L2.n;... Lx.1...Lx.n mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils mehr oder gleich 2kW und/oder - o elektrische Klein-Leistungseinheiten
L1.n+1 ...L1.o ; L2.n+1...L2.o; Lx.n+1... Lx.o mit einem elektrischen Leistungsumsatz von jeweils weniger als 2kW.
- o significant electrical power units
L1.1 ...L1.n ; L2.1 ... L2.n; ... Lx.1 ... Lx.n with an electrical power conversion of more than or equal to 2kW and / or - o small electrical power units
L1.n + 1 ...L1.o ; L2.n + 1 ... L2.o; Lx.n + 1 ... Lx.o with an electrical power consumption of less than 2kW each.
Anschließend erfolgt der Verfahrensschritt
Weiterhin erfolgt der Verfahrensschritt
Die durch das Steuerungsverfahren gebildeten derartigen Reservegruppen
Eine als elektrischer Gebäude-Energiespeicher ausgebildete elektrische Leistungseinheit weist noch einen zusätzlichen Computer
Weiterhin ist ein digitales Endgerät
Sofern der zusätzliche Computer
Als dritte Variante kann kumulativ oder alternativ vorgesehen sein, die Software-Applikationen
Auf dem Gerät, wo die Software-Applikationen
Seitens eines Administrator-Nutzers der Reserveeinheit
Im Zuge der zur
Und zum anderen Verfahrensschritt
Auf diese Weise können Statusdaten akkreditierter elektrischer Leistungseinheiten für jede der Reserveeinheiten
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- L1.1, L1.2... L1.nL1.1, L1.2 ... L1.n
- signifikante elektrische Leistungseinheiten der Reserveeinheit RE1significant electrical power units of the reserve unit RE1
- L1.n+1, L1.n+2... L1.oL1.n + 1, L1.n + 2 ... L1.o
- elektrische Klein-Leistungseinheiten der Reserveeinheit RE1small electrical power units of the reserve unit RE1
- GG
- Gebäudenetz der Reserveeinheit RE1Building network of the reserve unit RE1
- SMSM
- SmartmeterSmart meter
- SMGWSMGW
- Smartmeter GatewaySmartmeter gateway
- NAPNAP
- NetzanschlusspunktGrid connection point
- UNU.N.
- ÜbertragungsnetzTransmission network
- RE1, RE2, ... RExRE1, RE2, ... REx
- ReserveeinheitenReserve units
- RGRG
- ReservegruppenReserve groups
- VPPVPP
- virtual power plantvirtual power plant
- UNBUNB
- ÜbertragungsnetzbetreiberTransmission system operator
- CPECPE
- customer premises equipmentcustomer premises equipment
- SS.
- Steuerungssystem für das SteuerungsverfahrenControl system for the control process
- SESE
- SteuereinheitControl unit
- CPCP
- Computer-ProgrammproduktComputer program product
- ECEC
- externer Computerexternal computer
- ZCZC
- zusätzlicher Computeradditional computer
- DEDE
- digitales Endgerätdigital terminal
- SA1, SA2...SApSA1, SA2 ... SAp
- Software-Applikationen akkreditierter Leistungseinheiten der Reserveeinheit RE1Software applications of accredited power units of the reserve unit RE1
- 11
- InternetInternet
- 44th
- Prozessnetz eines ÜbertragungsnetzbetreibersProcess network of a transmission system operator
- M1, M2, M3, M4, M5M1, M2, M3, M4, M5
- Verfahrensschritte des SteuerungsverfahrensProcess steps of the control process
Claims (14)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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