CH710855A2

CH710855A2 - Intelligent energy interconnection system with commercial platform.

Info

Publication number: CH710855A2
Application number: CH01825/15A
Authority: CH
Inventors: Strässle Felix
Original assignee: Regio Energie Solothurn
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-09-15
Also published as: CH710849A2; CH710849B1; CH710855B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere ein Energie-Verbundsystem, bei welcher zur Steuerung und dynamischen Moderation des Energieflusses in einem Energieübertragungsnetz (15) ein Energie-Marktplatz (31) mit virtuellen User-Konten (K i ) vorgesehen ist. Diese virtuellen Konten (K i ) erlauben den Usern den Zugang zu einem Portal, resp. Handelsplattform (38), und weisen eine energieträgerunabhängige, zeitentkoppelte und wertvariable Währungseinheit auf. Dies ermöglicht einem Energieversorger (16) die erforderliche Energie kosteneffizient und bedarfsgerecht einzuspeisen, zu speichern oder abzurufen.The invention relates to a device, in particular an energy-interconnected system, in which an energy marketplace (31) with virtual user accounts (K i) is provided for the control and dynamic moderation of the energy flow in an energy transmission network (15). These virtual accounts (K i) allow users access to a portal, resp. Trading Platform (38), and have an energy source independent, time-decoupled and value-variable currency unit. This allows an energy supplier (16) to supply, store or retrieve the required energy in a cost-efficient and needs-based manner.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für die Steuerung und dynamische Moderation eines Energieflusses – und des damit verbundenen Geldflusses – in einem intelligenten Energieübertragungsnetz für Elektrizität, Gas, Wasser, Fernwärme, etc., eines regionalen Energieversorgers. The present invention relates to a device according to the preamble of claim 1, in particular for the control and dynamic moderation of an energy flow - and the associated cash flow - in an intelligent energy transmission network for electricity, gas, water, district heating, etc., of a regional energy supplier ,

[0002] Intelligente Energie-Verbundsysteme (im Folgenden auch Energienetze genannt) für Strom, Fernwärme, Gas und Wasser sind grundsätzlich bekannt, bspw. aus der EP 1 079 343 und umfassen neben einer kommunikativen Vernetzung auch die Steuerung von Stromerzeugern, Speichern, elektrischen Verbrauchern, Netzbetriebsmittel für die Energieversorgung über Energieübertragungsnetze und Energieverteilernetze. Moderne Energielieferanten erlauben auch die Netzbenutzung für Drittanbieter. Intelligent energy systems (hereinafter also referred to as energy networks) for electricity, district heating, gas and water are basically known, for example. From EP 1 079 343 and include not only a communicative networking and the control of power generators, storage, electrical consumers , Network resources for power supply via power transmission networks and power distribution networks. Modern energy suppliers also allow third-party network usage.

[0003] Die vermehrte Netzbenutzung von Drittanbieter ist problematisch, insbesondere weil diese (Prosumenten) mit diskontinuierlichen Energiequellen, wie Wind-, Solar-, Wellen-, Gezeiten-, Wasser-, Biomassen-, Geothermie-Energie arbeiten und damit die Netzwerkstabilität, Versorgungssicherheit und Kosteneffizienz der zentralen Energieversorgungsunternehmen destabilisieren. Es versteht sich, dass damit ein effizientes Energiemanagement der Netzbetreiber immer komplexer wird und alle Stufen und Bereiche der Energieproduktion und des Energieverbrauchs, von der Planung bis zum Betrieb umfasst. Dabei stehen die Ressourcenschonung, der Klimaschutz, aber auch die optimale Kostenstruktur im Vordergrund, immer unter der Prämisse der unbedingten Sicherstellung des Energiebedarfs der Nutzer. The increased use of third-party network is problematic, especially because these (prosumers) with discontinuous energy sources, such as wind, solar, wave, tidal, water, biomass, geothermal energy work and thus the network stability, security of supply and destabilize the cost efficiency of central energy companies. It goes without saying that an efficient energy management of network operators is becoming increasingly complex and encompasses all stages and areas of energy production and energy consumption, from planning to operation. The focus here is on resource conservation, climate protection and the optimal cost structure, always under the premise of unconditionally securing the users' energy requirements.

[0004] Bekannte Verfahren zur Verbesserung der Kostenstruktur verwenden die Verbrauchs-Charakteristik der Konsumenten. Mittels Lastgang- und Schwachstellenanalysen wird das Verbrauchsverhalten von Industrie- und Gewerbeunternehmen untersucht und werden mögliche Einsparungspotentiale ermittelt. Daraus werden massgeschneiderte Lösungen entwickelt, die über automatische Steuerungen teure Schwankungen ausgleichen und teure Leistungsspitzen verhindern sollen. Known methods for improving the cost structure use the consumption characteristics of consumers. By means of load profile and weak point analyzes, the consumption behavior of industrial and commercial enterprises is examined and possible savings potentials are determined. From this, tailor-made solutions are developed that compensate for expensive fluctuations by means of automatic controls and prevent expensive peaks in performance.

[0005] Grundsätzlich sind auch intelligente Steuerungen für die Eigenverbrauchsregelung mit Hilfe von Photovoltaik-Anlagen und anderen dezentralen Energie-Erzeugungsanlagen bekannt, bspw. aus der US 2014/0 052 303, in welcher ein Home-Network mit einem Smart-Energy-Management-System (In-House-Komplementarität) beschrieben wird. In US 2012/0 191 262 wird die Kombination eines Stromnetzes mit einem Speichersystem in Form eines Fluidspeichers, d.h. eines mechanischen, kinetischen, elektrischen, elektrochemischen oder thermischen Speichersystems, bevorzugt mit komprimiertem Gas, beschrieben, wobei die Speicherung und Abgabe von Elektrizität nur bei geeigneten Marktpreisen erfolgt. In principle, intelligent controls for the self-consumption control with the help of photovoltaic systems and other decentralized power generation plants are known, for example. From US 2014/0 052 303, in which a home network with a smart energy management System (in-house complementarity). In US 2012/0191 262 the combination of a power network with a storage system in the form of a fluid reservoir, i. a mechanical, kinetic, electrical, electrochemical or thermal storage system, preferably with compressed gas, described, wherein the storage and delivery of electricity takes place only at appropriate market prices.

[0006] Leider können die oben genannten Nachteile mit diesen Systemen nicht wirksam und nachhaltig behoben werden. Der Wildwuchs autarker Energie-Zellen stört den ausgeglichenen Energiefluss und erschwert die Kompatibilität derselben. Insbesondere führt die dezentrale Energieumwandlung zu unerwünschten Netzinstabilitäten. Der Auslastungsgrad des öffentlichen/regionalen Energienetzes ist damit nicht mehr in einfacher Weise kontrollierbar. Versorgungssicherheit und/oder Kosteneffizienz der zentralen/regionalen Energieversorgungsunternehmen sind nicht mehr gewährleistet und/oder werden äusserst komplex. Unfortunately, the above-mentioned disadvantages can not be effectively and sustainably remedied with these systems. The proliferation of self-sufficient energy cells disturbs the balanced energy flow and makes their compatibility more difficult. In particular, the decentralized energy conversion leads to undesirable network instabilities. The degree of utilization of the public / regional energy network is therefore no longer easily controllable. Security of supply and / or cost efficiency of the central / regional energy supply companies are no longer guaranteed and / or become extremely complex.

[0007] Diese Komplexität zeigt sich an der Vielfalt von Verfahren zur Stabilisierung des Energieverbrauchs. In dieser Vielfalt lassen sich auch diverse Börsen und Auktionsplattformen zum Handeln mit Energie-Einheiten, wie bspw. in der Publikation WO 02/17 151 beschrieben, finden. Dieses System umfasst Energie-Messstationen, Kommunikationsmittel für Tarif-Informationen, lokale Rechnereinheiten zur Bestimmung eines voraussichtlichen Handelsabschlusses und geeignete Schaltstellen beim Nutzer. Andere Verfahren mit Handelsplattformen sind bspw. aus der US 2004/0 010 478 bekannt, bei welchem vorgeschlagen wird, einen auf Angebot und Nachfrage basierenden Echtzeit-Preis-Rechner zu verwenden. Die US 2007/0 271 173 offenbart ein elektronisches Auktionssystem mit der Möglichkeit variable Angebote zu machen. This complexity is reflected in the variety of methods for stabilizing energy consumption. In this diversity, various stock exchanges and auction platforms can also be found for trading in energy units, as described, for example, in the publication WO 02/17 151. This system includes energy metering stations, communication means for tariff information, local computer units for determining an anticipated trade and suitable switching points at the user. Other methods with trading platforms are known, for example, from US 2004/0 010 478, which proposes to use a real time price calculator based on supply and demand. US 2007/0 271 173 discloses an electronic auction system with the ability to make variable offers.

[0008] Ebenso sind elektronische Abrechnungsverfahren hinlänglich bekannt. So wird in der US 2012/0 095 813 eine billing method vorgeschlagen, mit welcher ein Verbraucher finanziell unterschiedlich belastet werden kann, je nachdem ob die bezogene Energie von einem regionalen Energielieferanten oder von einer geleasten, resp. gemieteten lokalen Smart-Grid-Anlage stammt. Likewise, electronic billing methods are well known. Thus, in the US 2012/0 095 813 a billing method is proposed, with which a consumer can be burdened financially differently, depending on whether the energy purchased by a regional energy suppliers or by a leased, resp. rented local smart grid plant originates.

[0009] Bei all diesen bekannten Verfahren handelt es sich um Echtzeit-Verfahren, die sich leider als kompliziert erweisen und nicht geeignet sind, die Menge an erforderlicher Energie und deren Kosten in einem regionalen Energienetz zu regeln, d.h. die unerwünschten Netzinstabilitäten bleiben trotz Market-Place und individueller Abrechnungssysteme weiter bestehen. Die Gewährleistung der Versorgungssicherheit wird für die Energieversorger zunehmend komplexer und belastet deren Kosteneffizienz zusätzlich. All of these known methods are real-time methods, which unfortunately prove to be complicated and are not capable of controlling the amount of energy required and its cost in a regional energy grid, i. E. the unwanted network instabilities persist despite marketplace and individual billing systems. Ensuring security of supply is becoming increasingly complex for utilities, adding to their cost-effectiveness.

[0010] Das Problem dieser Destabilisierung ist letztendlich im Verhalten der Netzwerk-Nutzer und deren Wunsch nach erhöhter Autarkie zu sehen. The problem of destabilization is ultimately to be seen in the behavior of the network users and their desire for increased self-sufficiency.

[0011] Es ist deshalb das Bestreben der modernen Energieversorger die einzelnen Energie-Zellen (Smart-Home, Cluster-Zellen, Konsumenten oder Prosumenten, Grossverbraucher, etc.) mit unterschiedlichem und variablem Autarkiegrad in geordneter Weise zu steuern. Es besteht also die technische Aufgabe den Energiefluss in einem regionalen Energienetzwerk so zu moderieren, dass die Komplexität der erforderlichen Regelung zur Stabilisierung dieses Energienetzwerkes - bei wachsender Autarkie der Nutzer - reduziert wird. It is therefore the desire of modern energy providers to control the individual energy cells (smart home, cluster cells, consumers or prosumers, large consumers, etc.) with different and variable Autarkiegrad in an orderly manner. There is therefore the technical task of moderating the energy flow in a regional energy network in such a way that the complexity of the required regulation for stabilizing this energy network is reduced - with increasing self-sufficiency of the users.

[0012] Grundsätzlich wird diese Aufgabe (Lenkung des Energie- und Geldflusses) durch die Kopplung der Energie-Zellen über eine Energiebörse an das Leitsystem eines regionalen Energieversorgers einerseits und eine geeignete Rückkopplung des Leitsystems mit den Energie-Zellen andererseits, gelöst. Basically, this task (steering the energy and money flow) by coupling the energy cells via an energy exchange to the control system of a regional energy supplier on the one hand and a suitable feedback of the control system with the energy cells on the other hand, solved.

[0013] Diese Rückkopplung erlaubt u.a. – über eine flexible Preisgestaltung des regionalen Energieversorgers – eine dynamische Moderation und Optimierung sowohl des Energieflusses und des damit verbundenen Geldflusses, als auch ein unabhängiges Autarkie-Wachstums der einzelnen Energie-Zellen. This feedback allows u.a. - flexible pricing of the regional energy supplier - dynamic moderation and optimization of both the energy flow and the associated cash flow, as well as independent self-sufficiency growth of the individual energy cells.

[0014] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1 gelöst und insbesondere durch eine Vorrichtung, namentlich eine Steuerung, bei welcher das zentrale Leitsystem, im Folgenden auch Leitwarte oder SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition for energy network) genannt, eines regionalen Energieversorgers über ein regionales Datennetz, vorzugsweise ein Echt-Zeit-Datennetz, mit einer Vielzahl von lokalen Energie-Zellen mit variablem Autarkiegrad verbunden ist. Dabei ist, mit wenigen Ausnahmen, jede dieser Energie-Zellen im Wesentlichen mit einem programmierbaren Controller ausgerüstet, welcher über eine Handelsplattform eines Servers (im Folgenden auch controll center oder ProVit-Server genannt) des Energieversorgers mit dem Leitsystems kommuniziert. Diese Kommunikation wird erfindungsgemäss über ein User-Konto freigeschaltet. Dabei werden a) gemessene Daten zum Status der einzelnen Energie-Zelle, b) Daten zur Visualisierung des Energiezustandes der einzelnen Energie-Zelle und der aktuellen Marktsituation (Energieangebot, Energienachfrage, VMT-Tarife dazu, zelleneigener User-Kontostand, etc.), c) Daten für die externe Steuerung des Energiezustandes der einzelnen Energie-Zelle und d) Daten für die Abrechnung der einzelnen User-Konten, übertragen. According to the invention this object is achieved with a device according to claim 1 and in particular by a device, namely a controller in which the central control system, also referred to as control room or SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition for energy network), a regional Energy provider via a regional data network, preferably a real-time data network, is connected to a plurality of local energy cells with variable Autarkiegrad. With few exceptions, each of these energy cells is essentially equipped with a programmable controller which communicates with the control system via a trading platform of a server (also referred to below as the control center or ProVit server) of the energy supplier. This communication is unlocked according to the invention via a user account. In this case, a) measured data on the status of the individual energy cell, b) data to visualize the energy state of the individual energy cell and the current market situation (energy supply, energy demand, VMT tariffs, cell user account balance, etc.), c ) Data for the external control of the energy state of the individual energy cell and d) data for the billing of the individual user accounts, transmitted.

[0015] Weiterbildungen und besondere Ausführungsformen dieser Vorrichtung weisen die Merkmale der abhängigen Unteransprüche auf. Insbesondere wird das User-Konto in einer wertvariablen Währungseinheit, bspw. kWh, geführt. Darüber hinaus kann der Energieversorger mit einem Energie-Speicherwerk verbunden sein, bspw. mit einem Hybridwerk, bei welchem überschüssige elektrische Energie in speicherbares Gas, insbesondere für die Gasversorgung, umgewandelt wird und umgekehrt. Weitere Formen der Energieumwandlung und -speicherung sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und werden auch in industriellen Anlagen, Speicherwerken, und/oder Hybridwerken verwendet (bspw. Pumpspeicherwerke, Druckluft- und Methan-, resp. Wasserstoffspeicherwerke, Power-to-Heat- oder Power-to-Gas-Anlagen, etc.). Further developments and particular embodiments of this device have the features of the dependent subclaims. In particular, the user account is managed in a value-variable currency unit, for example kWh. In addition, the energy supplier can be connected to an energy storage plant, for example. With a hybrid plant, in which excess electrical energy is converted into storable gas, in particular for the gas supply, and vice versa. Further forms of energy conversion and storage are well known to those skilled in the art and are also used in industrial plants, storage facilities, and / or hybrid plants (for example pumped storage plants, compressed air and methane, or hydrogen storage plants, power-to-heat or power plants). to-gas plants, etc.).

[0016] Der Erfolg der erfindungsgemäss vorgesehenen Funktionsweise der Vorrichtung basiert letztendlich auf dem erwartungsgemässen Verhalten eines profitorientierten Nutzers. Insbesondere kann das User-Konto von jedem einzelnen User aufgefüllt werden (Guthaben), wenn hohe Vergütungen entrichtet werden, d.h. wenn ein hoher Marktpreis besteht, d.h. bei hohem Energiebedarf im Energienetz. Bei niedrigem Marktpreis, d.h. bei niedrigem Energiebedarf im Energienetz kann die Energie von den einzelnen Usern, jedoch auch vom Energieversorger selbst, kostengünstig bezogen werden, bspw. um eigene Energiespeicher zu füllen. The success of the inventively provided operation of the device is ultimately based on the expected behavior of a profit-oriented user. In particular, the user account can be replenished by each individual user (balance) when high fees are paid, i. E. if there is a high market price, i. with high energy demand in the energy grid. At a low market price, i. With low energy requirements in the energy grid, the energy can be obtained inexpensively from the individual users, but also from the energy supplier himself, for example, to fill their own energy storage.

[0017] Das normale Userverhalten wird mit Hilfe von energieträgerunabhängigen User-Konten (für Elektrizität, Gas, Warmwasser, etc.) und einer Energie-Handelsplattform in dynamischer Weise moderiert. Die Energie-Währung der User-Konten ist virtuell und wertvariabel. Damit kann das Verhalten der einzelnen User, d.h. deren Netzbenutzung aktiv und passiv beeinflusst werden. Die zentrale Kontoführung mit kursabhängiger Bewertung (Angebot, Nachfrage, Rohpreis, etc.) einer virtuellen Energiewährung (bspw. kWh) führt einerseits zu einer passiven, d.h. unabhängig vom Energieversorger erzeugten Reduktion der Netzbelastungsspitzen und erlaubt andererseits aktiv, d.h. mit aktiver Moderation des Energieversorgers, eine gezielte Moderation des Auslastungsgrades des Energienetzes. The normal user behavior is moderated with the help of energy carrier independent user accounts (for electricity, gas, hot water, etc.) and an energy trading platform in a dynamic manner. The energy currency of the user accounts is virtual and value-variable. Thus, the behavior of the individual users, i. whose network use is actively and passively influenced. The central account management with price-dependent valuation (supply, demand, raw price, etc.) of a virtual energy currency (eg kWh) on the one hand leads to a passive, i. independent of the utility, reduces network load peaks and, on the other hand, actively, i. with active moderation of the energy supplier, a targeted moderation of the utilization rate of the energy grid.

[0018] Die Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung sind dem Fachmann unmittelbar ersichtlich und liegen insbesondere in der Reduktion der Komplexität von Steuerungssystemen zur dynamischen Moderation des Energieflusses in einem regionalen Energieverbundsystems bei wachsender Autarkie der eingebundenen Nutzer, sowie in der damit verbundenen Verbesserung der Versorgungssicherheit und in der verbesserten Kosteneffizienz. Die Einbindung einer Handelsplattform in die Steuerung des Energieversorgers führt nicht nur zu einer Attraktivierung des Energieversorgers, sondern trägt durch das Verhalten der User und die Verwendung einer wertvariablen Währungseinheit wesentlich dazu bei, dass Spitzenbelastungen reduziert werden, nicht zuletzt auch durch die erfindungsgemäss vorgesehene Zentralisation der Steuerung der einzelnen Energie-Zellen. The advantages of the device according to the invention are immediately apparent to the person skilled in the art and lie in particular in the reduction of the complexity of control systems for the dynamic moderation of the energy flow in a regional energy interconnection system with increasing self-sufficiency of the integrated users, as well as in the associated improvement of the security of supply and in the improved cost efficiency. The integration of a trading platform in the control of the energy supplier not only leads to an attractiveness of the energy supplier, but contributes by the behavior of the user and the use of a variable currency unit significantly to peak loads are reduced, not least by the invention provided for centralization of the controller the individual energy cells.

[0019] In vorliegender Beschreibung soll unter dem Begriff «Energiefluss» jede Form von Transport eines Energieträgers, wie Elektrizität, Gas, Fernwärme, etc., mit Hilfe eines «Energieübertragungsnetzes» (oder kurz «Energienetz) verstanden werden. Ein «intelligentes» Energieübertragungsnetz umfasst zusätzlich ein Datennetz für die Übertragung elektrischer Signale, bspw. zur Visualisierung, Messung oder Steuerung interner oder externer Geräte, und kann drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet sein. Unter dem Begriff «Energieversorger» sind hier alle Einrichtungen, insbesondere auch Unterversorger, zur Versorgung eines Energienetzes mit mindestens einer Form eines Energieträgers zu verstehen. Unter dem Begriff «Energie-Zelle» sollen hier alle Installationsformen von Energie-Verbrauchern und/oder Energie-Erzeugern verstanden werden, welche am Energieübertragungsnetz angeschlossen sind, insbesondere Smart-Homes, Smart-Grids und/oder Smart-Facilities (intelligente Anlagen für Grossbetriebe, wie Hotels, Gewerbe- oder Fabrikationsbetriebe, etc.). Die hier angesprochenen Energie-Konsumenten, Energie-Produzenten und/oder Energie-Prosumenten, welche alle das Energieübertragungsnetz nutzen, werden hier auch «User» genannt. Der Begriff «Netzkomplementarität» soll den zeitgleichen Austausch von Informationen zum Energieangebot und -nachfrage in den jeweiligen Energienetzen, wie Strom, Gas oder Fernwärme, bezeichnen. Der Begriff «Energiekomplementarität» soll den zeitunabhängigen Austausch unter verschiedenen Energieträgern charakterisieren und der Begriff «Systemkomplementarität» soll für den zeitgleichen Energieaustausch zwischen lokalen Energie-Zellen verwendet werden. Der «Autarkiegrad» einer Energie-Zelle bezeichnet den prozentualen Anteil an selbsterzeugter Energie relativ zum Energie-Eigenbedarf. Der Begriff «Marktplatz» wir hier in seiner bekannten Bedeutung als elektronisches oder virtuelles Marktplatzsystem verwendet und soll ein Hardware- und Software-System innerhalb eines übergeordneten Datennetzes bezeichnen. Mit diesem Marktplatzsystem können zu jedem Zeitpunkt Geschäftstransaktionen durchgeführt werden, insbesondere durch die umfassende Abwicklung und Bündelung von Einkaufs-, Produktions- und Absatzprozessen. Im Unterschied dazu soll hier unter dem Begriff «Handels-Plattform», resp. «Portal» ein Rechnersystem (Hard- und Software) für die Geschäftsanbahnung durch Informationsbereitstellung für die Benutzer verstanden werden. Es versteht sich, dass eine derartige Handelsplattform, resp. Portal vom User auch über eine geeignete Shopping-App eines mobilen Gerätes erreicht werden kann. In the present description, the term "energy flow" is understood to mean any form of transport of an energy carrier, such as electricity, gas, district heating, etc., with the aid of an "energy transmission network" (or "energy network" for short). An "intelligent" energy transmission network additionally comprises a data network for the transmission of electrical signals, for example for the visualization, measurement or control of internal or external devices, and can be designed to be wired or wireless. The term "energy supplier" here means all facilities, in particular sub-suppliers, for supplying an energy network with at least one form of energy source. The term "energy cell" is to be understood here as all installation forms of energy consumers and / or energy producers, which are connected to the energy transmission network, in particular smart homes, smart grids and / or smart facilities (intelligent systems for large companies like hotels, businesses or factories, etc.). The energy consumers, energy producers and / or energy prosumers who all use the energy transmission network mentioned here are also called "users" here. The term "network complementarity" is intended to describe the simultaneous exchange of information on the supply and demand of energy in the respective energy networks, such as electricity, gas or district heating. The term "energy complementarity" is intended to characterize the time-independent exchange among different energy sources and the term "system complementarity" is to be used for the simultaneous energy exchange between local energy cells. The "Autarkiegrad" of an energy cell refers to the percentage of self-generated energy relative to the energy consumption. The term "marketplace" is used here in its known meaning as an electronic or virtual marketplace system and is intended to designate a hardware and software system within a superordinate data network. With this marketplace system business transactions can be carried out at any time, in particular through the comprehensive processing and bundling of purchasing, production and sales processes. By contrast, the term "trading platform", resp. "Portal" means a computer system (hardware and software) for business initiation by providing information to users. It is understood that such a trading platform, resp. Portal can be reached by the user via a suitable shopping app of a mobile device.

[0020] Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>schematische Darstellung eines regionalen Energie-Verbundsystems bekannter Art; <tb>Fig. 2<SEP>schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Steuerungssystems eines Energie-Verbundsystems; <tb>Fig. 3 – 10<SEP>schematische Darstellungen verschiedener Energiezellen.In the following, the present invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment and with the aid of the figures. Showing: <Tb> FIG. 1 <SEP> schematic representation of a regional energy interconnected system of known type; <Tb> FIG. 2 <SEP> schematic representation of a control system according to the invention of an energy interconnected system; <Tb> FIG. 3 - 10 <SEP> schematic representations of different energy cells.

[0021] Fig. 1 macht das Prinzip der konventionellen Vernetzung eines regionalen Energie-Verbundsystems (11) deutlich, insbesondere die Vielfalt der darin eingebundenen Energie-Zellen (12, 13), resp. Energie-Zellen-Cluster (14) und deren Teilnehmer (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), wie sie in Fig. 2 näher beschrieben werden. Alle genannten Teilnehmer (im Folgenden auch User genannt) sind an einem Energienetz (15) eines regionalen Energieversorgers (16) angeschlossen und über ein geeignetes Datennetz (17) mit diesem verbunden. Diese Vernetzung erlaubt die kontrollierte Versorgung der eingebundenen User mit Energie (Elektrizität, Gas oder Fernwärme) einerseits und die kontrollierte Aufnahme von überschüssiger Energie der autark energieerzeugenden Energie-Zellen andererseits. Das Datennetz (17) ist in bekannter Weise mit einem Leitsystem (18) des Energieversorgers (16) gekoppelt und erlaubt die verrechenbare Einspeisung in, resp. den Bezug von Energie aus dem Energienetz (15). Das Energienetz (15) und dazugehörige Datennetz (17) bilden ein sogenanntes intelligentes Übertragungsnetz. In Weiterbildungen kann der Energieversorger (16) mit einem Hybridwerk (19) verbunden sein, welches bspw. überschüssige elektrische Energie in Gas oder in eine andere speicherbare Form umwandelt. Dieses Verbundsystem (11) und dessen Funktionsweise erlaubt in dieser Form noch kein marktgerechtes Autarkie-Wachstum der einzelnen Energie-Zellen (12, 13, 14), auch wenn jede derselben eine In-House-, System- und Energie-komplementarität aufweist. Die lokalen Cluster-Systeme (14) können über ein gemeinsames Energienetz (Strom, Gas, Fernwärme) und ein Echtzeitdaten-Übertragungsnetz (17) miteinander gekoppelt sein und an ein Hybridwerk (19) angeschlossen sein. Die Netzsteuerung (Ein/Aus-Schaltung bestimmter Geräte zu bestimmten Zeiten) in den einzelnen Smart-Home-Systemen und lokalen Cluster-Systemen wird in der Regel über ein regionales Energie-Daten-Management-System (EDM) geführt. Das in Fig. 1 dargestellte System zur Netzsteuerung ist hinlänglich bekannt und umfasst ein zentrales Leitsystem (18), welches derart ausgebildet ist, dass dieses mit jeder der Energie-Zellen (12, 13, 14) kommunizieren kann. Fig. 1 illustrates the principle of conventional networking of a regional energy interconnected system (11), in particular the variety of energy cells involved therein (12, 13), resp. Energy cell cluster (14) and its participants (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), as described in more detail in Fig. 2. All mentioned subscribers (hereinafter also referred to as users) are connected to an energy network (15) of a regional energy supplier (16) and connected to it via a suitable data network (17). This networking allows the controlled supply of energy to the connected users (electricity, gas or district heating) on the one hand and the controlled absorption of excess energy of the self-sufficient energy-producing energy cells on the other hand. The data network (17) is coupled in a known manner with a control system (18) of the power supplier (16) and allows the billable feed into, respectively. the receipt of energy from the energy network (15). The energy network (15) and associated data network (17) form a so-called intelligent transmission network. In further developments, the energy supplier (16) may be connected to a hybrid plant (19) which, for example, converts excess electrical energy into gas or into another storable form. This composite system (11) and its mode of operation in this form does not yet allow marketable self-sufficiency growth of the individual energy cells (12, 13, 14), even though each has an in-house, system and energy complementarity. The local cluster systems (14) can be coupled to one another via a common energy network (electricity, gas, district heating) and a real-time data transmission network (17) and connected to a hybrid plant (19). The network control (switching certain devices on / off at specific times) in the individual smart home systems and local cluster systems is usually conducted via a regional energy data management system (EDM). The system shown in Fig. 1 for network control is well known and comprises a central control system (18) which is designed such that it can communicate with each of the energy cells (12, 13, 14).

[0022] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung (Steuerungssystem) für die Steuerung und dynamische Moderation eines Energieflusses in schematischer Weise, insbesondere um verschiedene mögliche Situationen näher erläutern zu können. Die Vielfalt der in dieser Vorrichtung eingebundenen User (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) ist hier nur exemplarisch aufgeführt: Strom-Prosument (1), Strom-Prosument-Gas-Konsument (2), Strom-Prosument-Fernwärme-Konsument (3), Strom-Konsument (4), Energie-Börsianer (5), Strom-Grossprosument (6) mit externem Dienstleister (34), Strom-Grossprosument-Gas-Grosskonsument (7) mit externem Dienstleister (34), Strom-Grossprosument-Fernwärme-Gross-konsument (8) mit externem Dienstleister (34). Es versteht sich, dass das vorliegende Steuerungs- und Moderationssystem auch andere mögliche User-Konstellationen umfassen kann und die Energie-Zellen (12, 13, 14) dieser User einen individuellen Autarkiegrad aufweisen. Die hier genannten User sollen weiter unten mit Hilfe der Fig. 3 bis 8 näher erläutert werden. Fig. 2 shows a device according to the invention (control system) for the control and dynamic moderation of an energy flow in a schematic manner, in particular to be able to explain various possible situations in more detail. The variety of users involved in this device (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) is listed here only as an example: current prosumer (1), electricity prosumer gas consumer (2), electricity Wholesale district heating consumer (3), electricity consumer (4), energy brokers (5), wholesale electricity producer (6) with external service provider (34), wholesale electricity consumer gas consumer (7) with external service provider (34), Electricity Grossprosument district heating wholesale consumer (8) with external service provider (34). It is understood that the present control and moderation system can also include other possible user constellations and the energy cells (12, 13, 14) of these users have an individual Autarkiegrad. The users mentioned here will be explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 8.

[0023] Zur erfindungsgemässen Steuerung des Energieflusses und des damit verbundenen Geldflusses sind in der Regel jede der Energie-Zellen (12, 13, 14) mit mindestens einer zelleneigenen Mess-Station (M), mit mindestens einer zelleneigenen und über das Internet (22) mit einem Online Customer Portal (26, OCP) des Energieversorgers (16) verbundener Visualisierungs-Einheit (V), bspw. in Form eines elektronischen Bildschirms, zur visuellen Darstellung des zelleneigenen Energieflusses, und mit einem zelleneigenen Controllers (C), insbesondere einem PLC (Programmable Logic Controller) ausgerüstet, welcher in der Regel über ein regionales Datennetz (17) mit dem zentralen Leitsystem (18), resp. SCADA, des regionalen Energieversorgers (16) gekoppelt ist. Vorzugsweise erlaubt dieses Datennetz (17) eine Echtzeit-Datenübertragung über eine geschützte Internet-Verbindung (21), bspw. über einen IP-Tunnel (Tunneling-Protokoll, Firewall, HTTPS secure access, etc.), zum regionalen Energie-Versorger (16). Dieser zelleneigene Controller (C) ist mit allen internen Mess-Stationen (M), auch als Smartmeter bekannt, verbunden und steuert die dazugehörigen Einheiten, bspw. für den Bezug und/oder die mögliche Einspeisung von Elektrizität, Gas, Fernwärme und Wasser, sowie alle daran angeschlossenen Geräte, wie Heizung, Kochstellen, Kühlaggregate, Komfortinstallationen, etc. Diese Messstationen (M) dienen der internen und externen Überwachung des zelleneigenen Energieflusses, insbesondere für die Erfassung der zelleneigenen Energie-Erzeugung, den zelleneigenen Energieverbrauch, den zelleneigenen Energie-Bezug aus und die Energie-Einspeisung in das Energieübertragungsnetz (15) des regionalen Energieversorgers (16). Es versteht sich, dass die elektronischen Systeme des regionalen Energieversorgers (16) nur über datenschützende Schnittstellen (24, 24 ́, 24 ́ ́) und wo erforderlich bspw. auch über ein VPN-Gateway (25) mit dem Datennetz (17) verbunden sind. For the inventive control of the energy flow and the associated cash flow are usually each of the energy cells (12, 13, 14) with at least one cell's own measuring station (M), with at least one cell's own and on the Internet (22 ) with an online customer portal (26, OCP) of the energy supplier (16) connected visualization unit (V), for example in the form of an electronic screen, for visual representation of the cell's own energy flow, and with a cell-owned controller (C), in particular one PLC (Programmable Logic Controller) equipped, which as a rule via a regional data network (17) with the central control system (18), resp. SCADA, the regional energy supplier (16). Preferably, this data network (17) allows real-time data transmission over a protected Internet connection (21), eg via an IP tunnel (tunneling protocol, firewall, HTTPS secure access, etc.) to the regional energy provider (16 ). This cell-owned controller (C) is connected to all internal measuring stations (M), also known as Smartmeter, and controls the associated units, for example, for the purchase and / or the possible supply of electricity, gas, district heating and water, and all devices connected to it, such as heating, cooking zones, cooling units, comfort installations, etc. These measuring stations (M) are used for internal and external monitoring of the cell's energy flow, in particular for the detection of the cell's own energy production, the cell's own energy consumption, the cell's own energy supply and the energy feed into the energy transmission network (15) of the regional energy supplier (16). It is understood that the electronic systems of the regional energy supplier (16) only via data protection interfaces (24, 24, 24) and where necessary, for example. Via a VPN gateway (25) are connected to the data network (17) ,

[0024] Erfindungsgemäss weist das vorliegende Steuerungssystem einen Energiemarktplatz (31) mit geeigneter Software und Hardware auf, mit einem Server (32), resp. Controll-Center oder ProVit-Server, und einem damit gekoppelten Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33), insbesondere in Form eines ISE (Informations System der Schweiz. Energiewirtschaft). Dabei ist dieses Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) mit virtuellen User-Konten (Kibis K8) für jeden der lokalen User (1 bis 8) gekoppelt. Dieses Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) erlaubt jedem der User (1 bis 8) den aktuellen Energiezustand seiner Energie-Zelle, seinen Kontostand und den aktuellen Börsenwert der wertvariablen Währung, hier bspw. kWh, einzusehen und über eine virtuelle Energie-Handelsplattform (38), auch in Form eines Portals, selber ein Angebot (bspw. x[kWh] à Zeitwert) abzugeben oder ein bestehendes Angebot anzunehmen. Nach getätigtem Handel werden von dieser Handelsplattform (38) entsprechende Steuerungsdaten generiert und über den Server (32) dem Leitsystem (18) des regionalen Energieversorgers (16) übermittelt, worauf das Leitsystem (18) dem zelleneigenen Controller (C) der betroffenen Energie-Zelle entsprechende Steuerungsimpulse übermittelt. Es versteht sich, dass durch die gezielte Vorgabe des energieträgerneutralen, d.h. energieträgerunabhängigen Marktwertes (Energietarif) der wertvariablen Währung das An- und Verkaufsverhalten der User in netzstabilisierender Weise beeinflussbar ist. Der jeweilige Marktwert wird vom Server (32) automatisch bestimmt, insbesondere aufgrund der Daten zum aktuellen und prognostizierten Zustand des Energienetzes (15). Insbesondere lassen sich damit auch externe Daten, bspw. zu den Wetteraussichten (Wind, Temperaturverlauf, Sonneneinstrahlung, etc.) und/oder anderen Prognosen zur Netzbelastung berücksichtigen. Der vorliegende Energiemarktplatz (31) ermöglicht also a) die vom Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) verwalteten Daten dem jeweiligen User zur Visualisierung des Energiezustandes seiner Energie-Zelle und der aktuellen Marktsituation (Energieangebot, Energienachfrage, VMT-Tarife dazu, zelleneigener Kontostand, etc.) ersichtlich zu machen und b) die von diesem Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) generierten Daten für die externe Steuerung des Energiezustandes der einzelnen Energie-Zellen (12, 13, 14) bereit zu stellen, und c) die von diesem Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) erstellten Daten für die Abrechnung der einzelnen User-Konten (Ki) zu übermitteln. Diese User-Konten und der virtuelle Handel auf der Energie-Handelsplattform (38) des Marktplatzes (31) ermöglichen dem Energie-Versorger (16) einen virtuellen Transfer von Energie, d.h. eine zeitliche Entkopplung von Geldfluss und Energiefluss, d.h. ermöglicht dem Energie-Versorger (16) eine vereinfachte und kosteneffiziente Steuerung und dynamische Moderation des Energieflusses. According to the invention, the present control system on an energy marketplace (31) with suitable software and hardware, with a server (32), respectively. Controll Center or ProVit server, and a coupled database and data processing system (33), in particular in the form of an ISE (Information System of Switzerland. Energy Industry). In this case, this database and data processing system (33) is coupled with virtual user accounts (Kibis K8) for each of the local users (1 to 8). This database and data processing system (33) allows each of the users (1 to 8) to view the current energy state of their energy cell, their account balance and the current market value of the currency of value currency, here, for example, kWh, and via a virtual energy trading platform (38 ), also in the form of a portal, to make an offer yourself (eg x [kWh] à time value) or to accept an existing offer. After trading, control data is generated by this trading platform (38) and transmitted via the server (32) to the control system (18) of the regional energy supplier (16), whereupon the control system (18) sends the cell-owned controller (C) the affected energy cell transmitted corresponding control pulses. It is understood that the targeted specification of the energy carrier neutral, i. independent of energy market value (energy tariff) of the value-variable currency, the buying and selling behavior of the user can be influenced in a network-stabilizing manner. The respective market value is determined automatically by the server (32), in particular on the basis of the data on the current and predicted state of the energy network (15). In particular, external data, for example the weather outlook (wind, temperature profile, solar irradiation, etc.) and / or other forecasts for the network load can thus also be taken into account. The present energy marketplace (31) thus enables a) the data managed by the database and data processing system (33) to visualize the energy status of its energy cell and the current market situation (energy supply, energy demand, VMT tariffs, cell-own account balance, etc (b) make available the data generated by this database and data processing system (33) for the external control of the energy state of the individual energy cells (12, 13, 14), and (c) the data and data processing system (33) to provide data for billing the individual user accounts (Ki). These user accounts and the virtual trading on the energy trading platform (38) of the marketplace (31) allow the energy provider (16) a virtual transfer of energy, i. a temporal decoupling of cash flow and energy flow, i. allows the energy supplier (16) a simplified and cost-efficient control and dynamic moderation of the energy flow.

[0025] In einer einfachen Ausführungsform ist die Messstation (M) nicht direkt mit dem Leitsystem (18) verbunden, sondern bspw. über eine manuelle Eingabe-Vorrichtung oder ein Zählerfernauslesesystem (ZFA), insbesondere eines externen Dienstleisters, mit dem erfindungsgemässen Server (32) oder Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) und einem Verrechnungssystem (39) gekoppelt. In a simple embodiment, the measuring station (M) is not directly connected to the control system (18), but, for example, via a manual input device or a remote meter reading system (ZFA), in particular an external service provider, with the inventive server (32 ) or database and data processing system (33) and a clearing system (39).

[0026] In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemässen Steuerungsvorrichtung lässt sich insbesondere für Grossverbraucher (bspw. Industrieanlagen, Gewerbebetriebe oder Cluster) ein Teil der Dienstleistungen über einen externen Dienstleister (34) abwickeln. Die über den erfindungsgemässen Marktplatz (31) ausgehandelten Konditionen können diesem externen Dienstleister (34) über sein Datenmanagementsystem (37) übermittelt und in geeigneter Form den einen oder anderen externen Energieerzeugern (35) und/oder Übertragungsnetzbetreibern (36) zugestellt werden. In an advantageous development of the control device according to the invention, part of the services can be handled by an external service provider (34), in particular for large consumers (eg industrial plants, commercial enterprises or clusters). The conditions negotiated via the marketplace (31) according to the invention can be transmitted to this external service provider (34) via its data management system (37) and delivered in suitable form to one or the other external energy producers (35) and / or transmission system operators (36).

[0027] Fig. 3 bis 10 zeigen beispielhaft verschiedene Ausbildungen einzelner Energiezellen verschiedener am erfindungsgemässen Steuerungssystem angeschlossenen User (1 bis 8). Gemäss Fig. 3 ist die Energiezelle des Users (1) mit einer Solaranlage (S) und einer Windenergieanlage (W) ausgerüstet, mit welcher einerseits eine Batterie (B) gespeist wird und andererseits interne Verbraucher über einen Smartmeter (M) mit der erforderlichen elektrischen Energie (hier mit einer strichpunktierten Linie dargestellt) versorgt werden. Dieser Usertyp wird im Folgenden auch Prosument (1) genannt, weil er einerseits Energie produziert aber andererseits auch Energie konsumiert. Sein Autarkiegrad bestimmt sich aus dem Quotienten von Energie-Eigenverbrauch und Energie-Gesamtverbrauch. Die erfassten Daten werden einem hauseigenen Controller (C) zugeführt, welche diese in oben beschriebener Weise dem Datennetz (17) zur Auswertung weiterleitet. Eine hauseigene Visualisierungseinheit (V) erlaubt dem User (1) jederzeit seine aktuelle Energiesituation abzulesen. Über den Controller (C) kann der User (1) jederzeit sein User-Konto (K1) einsehen und entscheiden, ob dieses a) mit seiner selber erzeugten Energie aufgefüllt werden soll, b) seine Batterie (B) aus dem Energienetz (15) geladen werden soll oder c) auf der Energiehandelsplattform (31) lediglich eine bestimmte Energiemenge zugunsten seines User-Kontos (K1) erwirbt oder zulasten seines User-Kontos (K1) anbietet. Es versteht sich, dass die bestehenden Angebote jederzeit für alle User (1 bis 8) ersichtlich sind und der Betreiber dieses Marktplatzes (31) frei ist bei Abschluss einer solchen Transaktion eine Transaktionsgebühr zu erheben. Dieser Marktplatz (31) führt also dazu, dass bei Stromüberproduktion (und entsprechend geringer Einspeisevergütung) die User (1 bis 8) ihre eigenen physikalischen (Batterie, Warmwasser, etc.) und virtuellen (User-Konto) Speicher zuerst füllen und diese bei erhöhtem Strombedarf zuerst leeren. Auf diese Weise wird der Energiefluss bei Spitzenbelastungen (Produktion oder Verbrauch) dynamisch moderiert. Darüber hinaus erlaubt diese Handelsplattform mit ihren User-Konten (virtuelle Speicher) dem Energieversorger (16) eine zeitliche Lastverschiebung und ermöglichen diesem so eine dynamische Moderation des Energieflusses, insbesondere weil die erfindungsgemässe Vorrichtung über das gemeinsame Datennetz (17) auf die einzelnen hauseigenen Controller (C) zugreifen kann. Es versteht sich, dass der hauseigene Controller (C) auch den Wasserverbrauch detektieren und zur Verrechnung an den Energieversorger weiterleiten kann. Die Wasserversorgung ist hier mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Fig. 4 zeigt die Energiezelle eines Strom-Prosument-Gas-Konsumenten (2), welcher ebenfalls mit einer Solaranlage (S) und einer Windkraftanlage (W) ausgerüstet ist, um Strom zu produzieren, jedoch zusätzlich auch Energie in Form von Gas (mit einer punktierten Linie dargestellt) vom Energieversorger (16) bezieht. Sein Autarkiegrad lässt sich in einfacher Weise mit Hilfe eines hauseigenen Controllers (C) bestimmen, welcher einerseits mit den Messinstrumenten (M) und andererseits mit dem Server (32) des Energieversorgers (16) verbunden ist. Eine geeignete Visualisierungseinheit (V) ermöglicht diesem User (4) den aktuellen Energiezustand seiner Energiezelle abzulesen. Die in Fig. 5 dargestellte Energiezelle eines Strom-Prosument-Fernwärme-Konsumenten (3) zeigt ebenfalls eine Solaranlage (S) und Windkraftanlage (W) für die Produktion von elektrischer Energie einerseits und ist an einer Wasserzufuhr (gestrichelte Linie) sowie an einer Fernwärmeleitung (strich-doppelpunktierte Linie) angeschlossen. Auch dieser User (3) ist über das gesicherte Datennetz (17) mit dem Server (32) des Energieversorgers (16) und damit mit seinem User-Konto (K3) verbunden, d.h. kann auf der Handelsplattform (38) Energie an- und verkaufen. Bei der in Fig. 6 dargestellten Energiezelle handelt es sich um einen Strom-Speicher-Konsument (4) ohne Autarkie. Dieser verfügt über eine hauseigene Batterie (B), welche er dank der Handelsplattform (38) mit günstig eingekauftem Strom speisen kann und diesen bei hohen Rückvergütungstarifen wieder veräussern kann. Der Energieversorger (16) kann also bei entsprechendem Bedarf auf diesen Energiespeicher (B) zurückgreifen, um das Netz zu stabilisieren. Ebenso ist User (5) gemäss Fig. 10 ein nicht-autarker User, resp. reiner Energie-Börsianer (5). Dieser kauft Energieeinheiten [kWh] über seinen WebBrowser (WB) auf der Handelsplattform (38), wenn diese zu günstigen Konditionen bezogen werden können und verkauft diese später wieder. Das Börsenverhalten dieses Users (5) führt zu einer passiven und erwünschten Moderation der Netzbelastung, d.h. bei Überproduktion zu einer dezentralen Speicherung von Energie in usereigenen Speichern und bei hohem Energiebedarf zur Entleerung dieser usereigenen Speicher. Die in Fig. 7 dargestellte Energie-Zelle zeigt einen Strom-Grossprosumenten (6) mit einem Lastgang von über 30kW. Die Leistungsmessung kann hier von einem externen Dienstleister (34) vorgenommen werden, welcher einen eigenen Stromerzeuger (35) und Netzbetreiber (36) eingebunden haben kann. Erfindungsgemäss ist dieser User (6) über die Energieplatz (31) mit diesem externen Dienstleister und seiner Abrechnungsstelle verbunden. Fig. 8 zeigt wieder einen Grossverbraucher (7), insbesondere einen Strom-Grossprosument-Gas-Grosskonsument mit einem Lastgang von über 30kW und einem externen Dienstleister (34). Auch dieser User (7) ist mit einem Controller (C) und einer Visualisierungseinheit (V) ausgerüstet, welche mit dem Energieversorger (16) gekoppelt sind und verfügt zusätzlich über eine Wärmkraftkopplungsanlage (WKK). Der User (8) gemäss Fig. 9 , insbesondere ein Strom-Grossprosument-Fernwärme-Grosskonsument mit externem Dienstleister, ist zusätzlich mit einem Fernwärmenetz (FW) verbunden. 3 to 10 show, by way of example, different embodiments of individual energy cells of various users (1 to 8) connected to the control system according to the invention. According to Fig. 3, the power cell of the user (1) with a solar system (S) and a wind turbine (W) is equipped, on the one hand a battery (B) is fed and on the other hand internal consumers via a smart meter (M) with the required electrical Energy (shown here with a dash-dotted line) are supplied. This type of user is also called Prosument (1) in the following, because on the one hand he produces energy but on the other hand also consumes energy. Its degree of self-sufficiency is determined by the quotient of energy self-consumption and total energy consumption. The acquired data is supplied to an in-house controller (C), which forwards it in the manner described above to the data network (17) for evaluation. An in-house visualization unit (V) allows the user (1) to read off his current energy situation at any time. The user (1) can view his user account (K1) at any time via the controller (C) and decide whether this a) is to be filled with his own generated energy, b) his battery (B) from the energy network (15) or c) on the energy trading platform (31) acquires only a certain amount of energy in favor of his user account (K1) or offers at the expense of his user account (K1). It is understood that the existing offers are visible to all users (1 to 8) at any time and the operator of this marketplace (31) is free to charge a transaction fee when concluding such a transaction. This marketplace (31) leads to the fact that in Stromüberproduktion (and correspondingly low feed-in tariff) the user (1 to 8) their own physical (battery, hot water, etc.) and virtual (user account) memory first fill and this at elevated First empty power. In this way, the energy flow is dynamically moderated at peak loads (production or consumption). In addition, this trading platform with its user accounts (virtual memory) allows the energy provider (16) to shift the load over time, thereby enabling dynamic moderation of the energy flow, in particular because the device according to the invention has access to the individual in-house controllers via the common data network (17). C) can access. It goes without saying that the in-house controller (C) can also detect the water consumption and forward it to the energy supplier for offsetting. The water supply is shown here with a dashed line. Fig. 4 shows the energy cell of a power prosumer gas consumer (2), which is also equipped with a solar system (S) and a wind turbine (W) to produce electricity, but in addition also energy in the form of gas (with a dotted line) from the utility (16) relates. Its degree of autonomy can be determined in a simple manner with the aid of an in-house controller (C), which is connected on the one hand to the measuring instruments (M) and on the other hand to the server (32) of the energy supplier (16). A suitable visualization unit (V) allows this user (4) to read the current energy state of his energy cell. The power cell of a power prosumer district heating consumer shown in Fig. 5 (3) also shows a solar system (S) and wind turbine (W) for the production of electrical energy on the one hand and is at a water supply (dashed line) and at a district heating pipe (dash-dotted line) connected. This user (3) is also connected via the secure data network (17) to the server (32) of the energy supplier (16) and thus to his user account (K3), i. can buy and sell energy on the trading platform (38). The energy cell shown in Fig. 6 is a power storage consumer (4) without self-sufficiency. This has its own battery (B), which he can feed thanks to the trading platform (38) with low-priced electricity and can sell it again at high reimbursement rates. The energy supplier (16) can thus resort to this energy store (B), if necessary, in order to stabilize the grid. Likewise, user (5) according to FIG. 10 is a non-self-sufficient user, resp. pure energy stockbroker (5). He buys energy units [kWh] via his web browser (WB) on the trading platform (38), if they can be obtained on favorable terms and sells them later. The trading behavior of this user (5) leads to a passive and desirable moderation of the network load, i. in case of overproduction to a decentralized storage of energy in the own storage and in case of high energy demand for emptying this own storage. The energy cell shown in Fig. 7 shows a large-scale electricity consumer (6) with a load of over 30kW. The power measurement can be carried out here by an external service provider (34), which may have incorporated its own power generator (35) and network operator (36). According to the invention, this user (6) is connected via the energy station (31) to this external service provider and his clearing office. 8 again shows a large consumer (7), in particular a large-volume consumer gas consumer with a load profile of more than 30 kW and an external service provider (34). Also, this user (7) is equipped with a controller (C) and a visualization unit (V), which are coupled to the power supplier (16) and also has a thermal power plant (WKK). The user (8) according to FIG. 9, in particular a large-scale electricity consumer district heating consumer with an external service provider, is additionally connected to a district heating network (FW).

[0028] Diese Beispiele sollen lediglich die Vielfalt an Usern deutlich machen, welche alle Teilnehmer der Handelsplattform (31) sind und damit bei der aktiven, resp. passiven Moderation des Energienetzes mitwirken. Es versteht sich, dass auch andere User-Konstellationen, insbesondere auch lokale Energie-Zellen-Cluster (14) oder Hybridwerke (19) ein erfindungsgemässes User-Konto (Ki) führen können und an der Handelsplattform (38) teilnehmen können. Die vorliegende intelligente Vernetzung zwischen Usern, Handelsplatz und Energieversorger führt dazu, dass die User und/oder der Energieversorger bei hohem Energiebedarf kostengünstige Energie in das Netz einspeisen können und bei geringem Netzbedarf unrentable Energie vorerst selber verbrauchen, resp. intern oder extern speichern können. Die unerwünschten Belastungsspitzen bei hoher Nachfrage oder bei Überangebot lassen sich mit der erfindungsgemäss virtuellen Handelsplatz in einfacher Weise regulieren. These examples are intended to make clear only the diversity of users, who are all participants of the trading platform (31) and thus in the active, resp. passive moderation of the energy network. It is understood that other user constellations, in particular also local energy cell clusters (14) or hybrid plants (19) can lead a user account (Ki) according to the invention and can participate in the trading platform (38). The present intelligent networking between users, trading center and energy supplier means that the users and / or the energy supplier can feed low-cost energy into the grid when energy demand is high and at the same time consume unprofitable energy for a low network requirement, resp. save internally or externally. The undesirable peak loads with high demand or oversupply can be easily regulated with the virtual trading center according to the invention.

[0029] In einer einfachen Ausführungsform ist die Messstation (M) nicht direkt mit dem Leitsystem (18) verbunden, sondern bspw. über eine manuelle Eingabe-Vorrichtung oder ein Zählerfernauslesesystem (ZFA), insbesondere eines externen Dienstleisters, mit dem erfindungsgemässen Server (32) oder Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (33) und einem Verrechnungssystem (39) gekoppelt. In a simple embodiment, the measuring station (M) is not directly connected to the control system (18), but, for example, via a manual input device or a remote meter reading system (ZFA), in particular an external service provider, with the inventive server (32 ) or database and data processing system (33) and a clearing system (39).

[0030] Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann unmittelbar ersichtlich und für die User in der Optimierung der Wirtschaftlichkeit, d.h. der Kosteneffizienz des eigenen Energiesystems und der Versorgungssicherheit bei der flexiblen Erhöhung des Autarkiegrades zu sehen. Für den Energieversorger erweist sich die Selbstregulierung der Auslastung des Energienetzes einerseits und die mit diesem Marktplatz erzielte Kostenkontrolle als besonders vorteilhaft. Die erfindungsgemässe Entkopplung von Energiefluss und Geldfluss und die direkte Kundenvernetzung über die hauseigenen Controller erlaubt darüber hinaus eine kosteneffiziente Regulierung und Steuerung der Netzauslastung, bspw. durch ein zeitverschobenes Abrufen von lokalen Speicherkapazitäten, vorteilhafterweise für ein «peak shaving». Insbesondere erlaubt die vorliegende Erfindung dem Energieversorger auch die Belieferung allfälliger Hybridwerke mit kostengünstiger Energie. The advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art and to the benefit of the user in optimizing economy, i. the cost-effectiveness of their own energy system and the security of supply in the flexible increase of Autarkiegrades to see. For the energy supplier, the self-regulation of the utilization of the energy network on the one hand and the cost control achieved with this marketplace proves to be particularly advantageous. The decoupling of energy flow and cash flow according to the invention and direct customer networking via the in-house controller also allows cost-effective regulation and control of network utilization, for example by a time-delayed retrieval of local storage capacities, advantageously for peak shaving. In particular, the present invention also allows the energy supplier to supply any hybrid plants with cost-effective energy.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0031] <tb>1<SEP>Strom-Prosument <tb>2<SEP>Strom-Prosument-Gas-Konsument <tb>3<SEP>Strom-Prosument-Fernwärme-Konsument <tb>4<SEP>Strom-Speicher-Konsument <tb>5<SEP>Energie-Börsianer <tb>6<SEP>Strom-Grossprosument mit externem Dienstleister <tb>7<SEP>Strom-Grossprosument-Gas-Grosskonsument mit externem Dienstleister <tb>8<SEP>Strom-Grossprosument-FW-Grosskonsument mit externem Dienstleister <tb>9<SEP>intelligentes Energieübertragungsnetz <tb>11<SEP>regionales Energie-Verbundsystem <tb>12<SEP>lokale Energie-Zelle eines Normalverbrauchers, bspw. Smart-Home <tb>13<SEP>lokale Energie-Zelle eines Grossverbraucher <tb>14<SEP>lokale Energie-Zelle in Form eines Zellen-Clusters <tb>15<SEP>regionales Energienetz <tb>16<SEP>regionaler Energieversorger <tb>17<SEP>regionales Datennetz <tb>18<SEP>Leitsystem, SCADA <tb>19<SEP>Hybridwerk <tb>21<SEP>geschützte Internet-Verbindung <tb>22<SEP>Internet-Verbindung, Cloud <tb>23<SEP>Zenon <tb>24<SEP>datenschützende Schnittstellen <tb>25<SEP>VPN-Gateway <tb>26<SEP>Online Customer Portal, OCP <tb>31<SEP>elektronischer Marktplatz (Hard- und Software) <tb>32<SEP>Server, resp. Pro Vit-Server (Hard- und Software9 <tb>33<SEP>Datenbank- und Datenverarbeitungssystem (Hard- und Software) <tb>34<SEP>externer Dienstleister <tb>35<SEP>Energieerzeuger <tb>36<SEP>Netzbetreiber <tb>37<SEP>Datenmanagementsystem (Hard- und Software) <tb>38<SEP>Energie-Handelsplattform, resp. Portal, E-Märit (Hard- und Software) <tb>39<SEP>Verrechnungssystem (Hard- und Software) <tb>B<SEP>Batterie <tb>C<SEP>Controller <tb>M<SEP>Messstation, bspw. Smartmeter <tb>S<SEP>Solaranlage <tb>V<SEP>Visualisierungseinheit <tb>W<SEP>Windkraftanlage <tb>K<SEP>User-Konto[0031] <Tb> 1 <September> current prosumer <Tb> 2 <September> current prosumer gas consumer <Tb> 3 <September> current prosumer-district heating consumer <Tb> 4 <September> current memory consumer <Tb> 5 <September> Energy Stock brokers <tb> 6 <SEP> Large-scale electricity meter with external service provider <tb> 7 <SEP> Large-volume electricity consumer gas consumer with external service provider <tb> 8 <SEP> Large-scale electricity consumer FW large consumer with external service provider <tb> 9 <SEP> intelligent power transmission network <tb> 11 <SEP> regional energy interconnected system <tb> 12 <SEP> local energy cell of a normal consumer, eg smart home <tb> 13 <SEP> local energy cell of a major consumer <tb> 14 <SEP> local energy cell in the form of a cell cluster <tb> 15 <SEP> regional energy network <tb> 16 <SEP> regional energy supplier <tb> 17 <SEP> regional data network <tb> 18 <SEP> Control System, SCADA <Tb> 19 <September> Hybrid <tb> 21 <SEP> protected Internet connection <tb> 22 <SEP> Internet Connection, Cloud <Tb> 23 <September> Zenon <tb> 24 <SEP> data protection interfaces <Tb> 25 <September> VPN Gateway <tb> 26 <SEP> Online Customer Portal, OCP <tb> 31 <SEP> electronic marketplace (hardware and software) <tb> 32 <SEP> Server, resp. Pro Vit server (hardware and software9 <tb> 33 <SEP> Database and data processing system (hardware and software) <tb> 34 <SEP> external service provider <Tb> 35 <September> power generator <Tb> 36 <September> Network operators <tb> 37 <SEP> Data management system (hardware and software) <tb> 38 <SEP> Energy trading platform, resp. Portal, E-Märit (hardware and software) <tb> 39 <SEP> Billing system (hardware and software) <Tb> B <September> Battery <Tb> C <September> Controller <tb> M <SEP> Measuring station, eg Smartmeter <Tb> S <September> solar system <Tb> V <September> Visualization unit <Tb> W <September> Wind Turbine <Tb> K <September> User account

Claims

1. Device, in particular energy interconnected system (11), for the control and dynamic moderation of an energy flow and the associated cash flow in an intelligent energy transmission network (9) of a regional energy supplier (16) whose central control system (18), in particular its SCADA, is coupled via a regional data network (17) with a plurality of local energy cells (12, 13, 14) with a variable Autarkiegrad, characterized in that between the central control system (18), in particular the SCADA, the regional energy supplier (16) and at least one of the local energy cells (12, 13, 14) and / or an external service provider (34), an electronic marketplace (31) is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the energy cells (12, 13, 14) at least one cell-own measuring station (M), for the internal and external monitoring of the cell's own energy flow, in particular for the detection of the cell's own energy production, the cell's own energy consumption, the cell's own energy supply and the cell's own energy feed into the energy transmission network (15) of the regional energy supplier (16).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the energy cells (12, 13, 14) comprise at least one cell's own controller (C), in particular for the control of the internal energy distribution.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the energy cells (12, 13, 14) with at least one cell's own visualization unit (V), for example. Provided in the form of a screen, for the visual representation of the cell's own energy flow are.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic marketplace (31) comprises a server (32) connected to a database and data processing system (33), as well as with a virtual energy trading platform (38), respectively. Portal, this database and data processing system (33) for each of the local energy cells (12, 13, 14) comprises a virtual user account (Kj), which access to the energy trading platform (38), respectively. Portal, allows.

6. The device according to claim 5, characterized in that the database and data processing system (33) for the detection of the energy data of the individual energy cells (12, 13, 14) with a manual input device, with a remote reading system or with an automatic readout of the Servers (32) is coupled.

7. The device according to claim 5, characterized in that the database and data processing system (33) comprises a clearing system (39) and for optimizing and controlling the flow of energy in the energy transmission network (15), respectively. the associated cash flow, via the server (32) to the central control system (18) is coupled to a) data processed by this database and data processing system (33) for the visualization of the energy state of the individual energy cell (12, 13, 14) and the current market situation (energy supply, energy demand, VMT tariffs thereto, cell-owned account balance, etc.) , and around b) data generated by this database and data processing system (33) for the external control of the energy state of the individual energy cell (12, 13, 14) to generate, and c) to create data managed by this database and data processing system (33) for the billing of the individual user accounts (Ki).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the regional data network (17) and the central control system (18) of the regional energy supplier (16) data protection interfaces (24, 24, 24) are provided.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a part of the database and data processing system (33), in particular for large consumers, outsourced, i. is coupled with an external service provider (34).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the server (32) with mobile and / or stationary computer units (23) for detecting further service data (customer contracts, weather data, etc.) is coupled.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an energy data management system (EDM) between the central control system (18) and the database and data processing system (33) is provided, in particular load profiles, energy flow forecasts or to create order schedules.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the regional energy supplier (16) comprises a hybrid plant (19).

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the virtual user account (Ki) has a value-variable and energy carrier independent currency unit (with dynamic rates), in particular kWh.

14. Method, in particular for the control and dynamic moderation of the energy flow (and the associated cash flow) in a device according to claim 1, characterized in that the energy flow in the energy transmission network (15) of an energy supplier (16) by means of an electronic marketplace (31) with virtual user accounts (K,) for a value-variable currency unit, for example, kWh, time-decoupled optimized and controlled.