CN105122572A

CN105122572A - 用于在分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网的方法

Info

Publication number: CN105122572A
Application number: CN201380075443.0A
Authority: CN
Inventors: A.伊洛
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2015-12-02
Also published as: WO2014166524A1; BR112015025292A2; US10348091B2; EP2984724B1; RU2015142974A; US20160056631A1; EP2984724A1

Abstract

本发明总的来说涉及能量产生、能量供应和能量管理的领域。具体而言，本发明涉及一种用于在分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网(EV)的方法。在此，该能量供应网(EV)具有三个供应层面（VE1，VE2，VE3），其中在每个供应层面（VE1，VE2，VE3）中生成能量并且将其馈入到相应的供应层面中。三个供应层面（VE1，VE2，VE3）中的每个都被视为独立的调节单元（RE1，RE2，RE3），所述调节单元（RE1，RE2，RE3）可以根据需求通过相应调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的接口连接或断开。在此，给这些调节单元（RE1，RE2，RE3）中的每个都分配运营商区域（TS，DS，LVS），在所述运营商区域（TS，DS，LVS）中，为分别所属的调节单元（RE1，RE2，RE3）综合和控制能量馈送以及能量消耗。于是，能量量（E）在调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的交换由相应的运营商区域（TS，DS，LVS）例如以面向需求的方式经由分别所属的调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的接口借助控制在这些调节单元（RE1，RE2，RE3）之间定义的参数来监控，由此可以以简单方式动态地控制整个能量供应网。

Description

用于在分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网的方法

技术领域

本发明总的来说涉及能量产生、能量供应和能量管理的领域。具体而言，本发明涉及一种用于在分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网的方法。在此，该能量供应网具有三个供应层面，其中在每个供应层面中生成能量并且将其馈入到相应的供应层面中。

背景技术

近年来，用于传输和配送电能的能量供应网在其构造方面经历了重大变化，其中通常将电线网络理解成能量供应网，在该电线网络中，物理过程可以由所谓的基尔霍夫定律来描述。在经典构造的能量供应网中，电能从几个中央大型发电厂（例如常规的发电厂运营商等等）传输到多个终端消费者或成员（例如企业、家庭等等），能量由这些终端消费者或成员从能量供应网中获取。因此，电能基本上—从大型发电厂（作为源）到各个终端消费者（作为宿）—的传输方向被预先给定。

为了传输能量，在能量供应网中通常设置三个供应层面，这些供应层面在原理上是具有确定的不同电压范围的网络或网络层面。在此，供应层面是根据为了传输电能所使用的电压范围并且根据能量供应网中的相应配送功能来划分的。因此，能量供应网通常具有高压层面或传输层面、中压层面或配送层面、以及低压层面或精细配送层面。

在具有经典构造的能量供应网的情况下，由大型发电厂（作为源）—比如大型水力发电厂、火电厂或热电厂、或者大型风力发电厂—生成的电能被馈入高压层面或传输层面中，并且然后例如通过功率变压器转送给配送层面或中压层面。在此，传输层面在超高压和高压范围中、例如在欧洲在60kV（千伏）至380kV以及更高的电压范围中运行，并且大多集中式地由系统运营商来管理。在配送层面或中压层面中，电能通常被配送给地区、例如变压器站和/或诸如工厂、医院等等之类的较大型机构（消费者）。配送层面在常规情况下通过变压装置从上级供应层面、传输层面或高压层面例如以面向需求或消费的方式被馈送电能，并且在中压范围（例如1kV至60kV）中运行。电能尤其是到诸如家庭、较小的工业企业等等之类的小型终端消费者的精细配送通常是在低压层面或精细配送层面中进行，其中在那里例如在中欧使用大约230/400伏至1000伏之间的电压范围。也就是说，能量然后从配送层面变压到精细配送层面的电压范围，并且然后连接到精细配送层面上的成员或终端消费者被供应能量。通常，经典构造的能量供应网中的配送层面或中压层面和精细配送层面或低压层面共同地由例如地区系统运营商（例如地区能量供应商、地区网络运营商等等）以面向需求的方式来管理。也就是说，根据需求从上级供应层面、尤其是高压层面或传输层面中获取电能。

因此，经典构造的能量供应网、比如许多如今已投入运行的能量供应网尤其是在运行和管理方面具有集中式或分级结构。在此，所需的能量被馈入最上面的供应层面—传输层面或高压层面—中，并且由最上面的供应层面转送到处于其下的供应层面—即配送层面和精细配送层面。也就是说，能量因此总是在最上面的供应层面和一个或多个中央大型发电厂（例如水力发电厂、热电厂等等）的控制下从例如中央系统运营商传导到处于其下的供应层面以及到连接在其上的消费者，其中处于其下的供应层面—即中压层面和低压层面—共同地由一个或多个系统运营商来管理。在最上面的供应层面或传输层面上，通常执行自动化的调节，并且整个能量供应网通过下面两个供应层面—即配送层面和精细配送层面上的消费或需求来控制，并且最上面的供应层面上的能量产生或能量馈送根据消费者的所预测和/或实际能量需求来匹配。

但是在不久前，对自由化能量市场的追求和所谓可再生能源（例如水力、风能、太阳辐射等等）的推动使用导致出现了多种较小型和分散式地分布在能量供应网中的能源供应商、比如小型风能设备、小型水力发电厂、太阳能发电厂或光伏等等。这导致：几年以来由这些分散式能量产生者提供的电能被馈入到中压层面和/或低压层面上的能量供应网中。但是这导致迄今为止常见的传输方向的改变，并且多种现有分散式能量产生者对于运行和控制能量供应网而言是新的挑战，—尤其是因为迄今为止用于经典能量供应网的用于运行能量供应网的集中式调节方案中的多个在存在分散式能量产生的情况下不再是合适的。

在经典能量供应网中,在终端消费者对电能的需要在时间上波动时存在供应的困难，而在具有分散式能量产生的能量供应网中还附加地出现关于由分散式能量产生对电能的供应强烈波动的问题。因此，该能量产生例如依赖于不可控的初级能源（例如风、太阳辐射等等）的存在，并且因此与借助于常规发电厂的能量产生相比可计划性明显更低。分散式能量产生对例如当前地区天气情况的该直接依赖性可能导致：馈入到该能量供应网中的能量量具有强烈的波动性。因此，由于波动的馈电导致供应层面—在光伏的情况下例如为低压层面、在风力情况下例如为低压层面和/或中压层面中的强烈波动性，所述波动性于是也可以在分别上级的供应层面中观察到。

技术上，由于例如由突然过高的或突然下降的电压水平造成的波动性能量馈送可能影响相应供应层面的至少部分，并且导致能量供应的波动的质量。此外，如果在下面的供应层面上生成与所消耗的能量相比更多的能量，则发生能量流向的反转，并且能量从下面的供应层面反馈到较高的供应层面上。这可能导致能量供应网的运行安全性和可靠性方面的突出问题。

为了具有分散式能量产生的整个能量供应网的简化的控制、为了改善能量供应的可靠性以及为了分散式生成的能量较容易的市场化，例如大多与大型发电厂相比较少的由分散式能量产生者提供的能量量被综合成所谓的虚拟发电厂。在此，虚拟发电厂或虚拟发电站（VPP）是对诸如光伏设备、小型风能设备等等之类的多个较小型分散式能量产生者的这样的综合的称呼。于是，对于虚拟发电厂，例如可以根据关于今后的供应侧的能量需求的预测来与例如相应网络运营商协商控制特征曲线或所谓的总工作计划。因此，于是例如可以预先给定个别工作计划，根据所述个别工作计划可以调节各个在虚拟发电厂中综合的能量产生者的运行方式。

但是为了确定总工作计划或个别工作计划以及为了控制分散式能量产生者，需要对分散式能量产生者进行相应的集中式控制和信息技术耦合以用于相应的信息交换。尤其是为了虚拟发电厂的控制和通信的标准化欧盟推动以下工程，比如FENIX—整合预期的灵活电网（FlexibleElectricityNetworktoIntegratetheexpected）、能量演进（energyevolution'）、DISPOWER—高渗透式可再生能源分布式发电（DistributedGenerationwithHighPenetrationofRenewableEnergySources）等等。由此，例如应该实现虚拟发电厂的基于因特网的控制和电能的自动化交易。但是虚拟发电厂的一个巨大缺点是，其集中式控制和分散式能量产生者的针对该控制的持续的信息技术耦合是与高花费和成本相联系的。每个分散式能量产生者尤其是必须持续地以信息技术方式连接到虚拟发电厂，这对于小型运营商、例如私人光伏设备而言是与高成本和花费相联系的。

发明内容

因此，本发明所基于的任务是，说明一种用于在利用分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网的方法，通过该方法，以简单方式和在无需高花费的情况下使得能够在分散式能量产生的情况下在考虑到现有网络拓扑的情况下以高稳定性运行能量供应网，并且通过该方法简化了分散式能量产生者对自动化电能交易的参与。

该任务通过具有根据独立专利权利要求所述的特征的开头列举类型的方法来解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中予以描述。

根据本发明，该任务利用开头列举类型的方法来解决，其中三个供应层面中的每个都被视为独立的调节单元，所述调节单元根据需求通过相应调节单元之间的接口连接或断开。

给调节单元中的每个都分配自己的运营商区域，其中受每个运营商区域控制的仅仅是相应调节单元或相应供应层面。这意味着，在相应运营商区域中，产生者的能量馈送以及通过消费者的能量消耗被综合和控制。于是，能量量在调节单元之间的交换通过分别所属的运营商区域经由相应调节单元之间的接口借助在相应调节单元之间定义的参数的控制来监控。

根据本发明提出的解决方案的主要方面在于，全面地观察能量供应网。供应层面—基于本申请人的还未公开的具有PCT案号PCT/EP2012/071461的专利申请，其中描述了一种用于调节能量供应网的方法—被看作是独立的调节单元。此外，供应层面和分别连接到这些供应层面上的能量产生装置、比如传输层面中的大型发电厂、配送层面中的小型水力或风力发电厂或者例如通过变流器连接到精细配送层面上的光伏设备在自己的运营商区域中被综合并且被分配给与相应供应层面相对应的调节单元。因此，能量供应网的每个供应层面不仅被视为独立的调节单元，而且以其能量产生及其能量需求被视为独立的运营商区域。

能量供应网通过根据本发明的方法犹如可被理解成网络链条的环节的一组自动化的供应网。这些环节由独立的运营商区域来控制和监控，并且彼此可以建立灵活和可靠的连接，以便能够彼此交互以及例如交换能量。在此，所有的运营商区域承担相同的任务，这些任务在于：开发、运行和维护有效和灵活的能量系统，并且为能量产生者提供用于—在每个供应层面上—能量馈送的简单接入。被分配给中间或第二供应层面的中间或第二运营商区域尤其是承担中央的战略位置，因为该供应层面具有与两个其它供应层面的接口，并且因此该运营商区域必须与这两个其它的运营商区域交互。

每个个别的供应层面或所属的运营商区域与其它供应层面或运营商区域无关地运行、被控制和监控，其中在运营商区域之间例如可以存在关于运行、尤其是运营商区域之间的能量流的协调的约定。此外，可以在每个运营商区域中例如存在预先规定和/或与所连接的能量产生者或能量产生装置的约定，通过该预先规定或约定，例如调节、监控和控制能量馈送、能量需求、能量减少等以用于相应运营商区域中的电压范围的稳定性。

通过根据本发明的方法，以简单方式和无需—例如用于网络改造、针对大量的要处理的数据、针对附加的控制装置等等的—高花费地在每个供应层面上实现分散式能量产生的集成而在能量供应网的结构上没有大的改变，以及实现分散式馈电的能量产生者到自动化能量交易的简单接入。也保证了能量供应网及其供应层面的有效和安全的运行以及灵活和动态的控制，因为可以非常简单和有效地在供应层面上的不同事件、比如过载、过高馈电等等情况下近似实时地进行反应。

在此有利的是，在每个运营商区域以及所属调节单元中遵循预先给定的电压范围。运营商以及处于能量供应网中的运营商区域中的最重要任务之一是将相应供应层面的相应电压范围、比如高压、中压或低压尽可能保持在预先给定的电压范围内，以便能够保证能量供应的稳定和安全的运行和相应质量。此外，相应供应层面的电压范围例如由不同的国际和/或国家标准来预先给定。这些电压范围于是以非常简单的方式针对相应的调节单元由相应所属的运营商区域来监视和监控，使得由相应调节单元遵循电能的消耗和/或馈送中的波动性。

也有利的是，在调节各个调节单元以及所属的运营商区域时使用初级调节、次级调节和三级调节。通过根据本发明的方法，每个供应层面都被视为独立的调节单元和独立的运营商区域。这意味着，运营商区域的控制、监控和调节局限于相应的调节元件或相应的供应层面。在此，能量供应网的每个供应层面具有内在相同的调节方案，并且电能的馈送与提取或消耗之间的波动短期地在相应运营商区域本身内进行均衡。对此，—例如由于诸如储能器充电等等之类的储能造成的—能量提取在相应调节单元被提高或减少。如果波动不能在调节单元本身中被均衡，则例如可以通过经由相应接口控制运营商区域来从其它调节元件或处于其上或其下的供应层面获取能量，或者例如在能量过剩的情况下将能量输出给它们。

在初级调节的情况下，尤其是相应供应层面内或相应调节单元中的能量供应与能量需要之间的不平衡由所属运营商区域来均衡。也就是说，相应供应层面的相应产生者被相应地调节。这例如在第一供应层面或传输层面上是大型能量产生者（例如大型水力发电厂、火电厂等等）。在第二供应层面或配送层面上，例如作为初级调节的对象调节从其将能量馈入到该层面上的分布式能量产生者（例如小型水力发电厂、风力设备等等）。在第三供应层面或低压层面中，在初级调节时考虑到客户设备、比如私人光伏设备。初级调节的目标通常是建立稳定的网络频率。

在次级调节的情况下，在每个供应层面上或在每个调节单元内所属的运营商区域所追求的是：在该调节单元中出现差异以后重新建立能量供应与能量需要之间的平衡。在此，与初级调节不同，由运营商区域观察相应调节单元内的包括与其它调节单元的能量交换在内的情况。为此，于是观察调节单元之间的相应接口处的功率流（有功功率和无功功率）。在此，例如通过监视网络频率而重视：由初级和次级调节总是在相同的流向上工作。

在三级调节或所谓的分钟储备（Minutenreserve）的情况下，同样—尤其是根据相应请求—在相应调节单元中或针对相应调节单元提供能量储备或电流储备。在此，可以在正和负的调节能量之间进行区分。在所谓的正分钟储备或调节能量的情况下，在相应调节单元中对能量的产能不足进行缓解。负分钟储备或调节能量通常是指，当在相应调节单元中存在过多能量和过少需要时为储存或留存能量所需的容量。

在此还有利的是，除了相应运营商区域之间的能量量的交换以外，还交换用于调节和控制相应调节单元以及所属运营商区域的运营商数据。在此，这些运营商数据例如可以包括技术数据和信息，所述技术数据和信息例如在运营商区域之间已经预先通过合同进行了协商和约定—比如要交换的能量量、譬如用于三级调节的分钟储备。这些运营商数据于是例如可以在每个运营商区域的规划阶段中用于估计相应运行商区域所需的能量产生，或者例如非常简单地用于规划和/或调节相应运营商区域的应用。

在根据本发明的方法的另外的扩展方案中有利的是，作为运营商区域以及所属调节单元之间的参数考虑有功功率、无功功率或者所谓的功率因数cosΦ。通过这种方式，调节值为了相应的控制而在调节单元或供应层面之间的传输和分析被少地保持，并且要由运营商区域分析和监控的数据和信息的数目因此也是可非常容易设计的和小的。在欧洲能量供应网中的常规配送装置中，例如在传输层面与配送层面之间交换500数据值或调节值，以便例如将电压保持在相应调节单元（例如传输层面、配送层面）的分别预先给定的范围内。此外，可以通过控制这些参数、尤其是关于有功功率和无功功率来非常简单和迅速地执行分别独立的调节单元的连接和/或断开—例如用于能量交换—。

此外有利的是，将高压层面或传输层面设置为三个供应层面中的第一供应层面。可以将中压层面或配送层面设置为三个供应层面中的第二供应层面，并且将低压层面或精细配送层面设置为三个供应层面中的第三供应层面。这些供应层面通常被设置在能量供应网中，并且通过根据本发明的方法理想地不仅被视为独立的调节单元，而且被视为独立地被控制的运营商区域。在此，每个供应层面都被其它供应层面看作是所谓的“黑盒”。相应供应层面的交互非常简单地经由相应接口通过相应地控制有功功率和无功功率来进行，其中有功功率和无功功率可以在两个方向上被传输。此外，为了属于相应供应层面的运营商区域的相应的相互作用，可以基于合同约定确定相应企业在技术和/或经济层面上的协调。通过这种方式，可以确定高压层面或高压层面的相应运行范围与中压层面的运行范围之间、以及中压层面的运行范围与低压层面的运行范围之间的调节。在此，特别是中压层面的运行范围承担特殊的功能和战略位置，因为其具有与两个另外的供应层面的协调以及合同调节。因此，中压层面的运营商区域尤其是能够决定性地影响整个能量供应网的动态系统监控。

此外适宜的是，在第二和第三供应层面中由分别所属的运营商区域控制到成员或成员组的接口，通过所述接口从所述成员或成员组提取能量并且由所述成员或成员组的至少一部分直接将能量、尤其是借助于光伏和/或风力的能量馈入到相应的运营商区域中。通过这种方式，可以非常简单地使连接到相应第二和/或第三供应层面上的相应网络上的所有成员并且尤其是较小型和小型能量产生者以及所谓的生产型消费者（Prosument）接入能量市场和能量交易变得容易。术语“生产型消费者”是词语“生产者”和“消费者”的组合，并且表示能量供应网上的消费者或成员，该消费者或成员同时也是能量的生产者—比如运行光伏设备的私人家庭，并且因此由该私人家庭有时或持续地生产与其消耗的能量相比更多的能量。

通过根据本发明的方法应该保证：可以由所有能量产生者—与其大小和在能量供应网中的位置无关地—把由其生产的能量量馈入到能量供应网中并且提供用于能量交易。在此，例如也可以在相应供应层面上或相应运营商区域中将多个较小型能量产生者综合成组、比如综合成虚拟发电厂，该虚拟发电厂于是由相应运营商层面来装备。这例如在如下情况下是特别有利的：相同类型的能量产生者（例如多个光伏设备、多个较小型风能产生者等等）综合成组或虚拟发电厂，因为其具有类似或相同的特征、参数和控制数据。此外，通过相应运营商区域经由接口的配备和多个较小型能量产生者的综合例如具有的优点是，可以更好和更简单地在相应调节元件中或在相应供应层面上均衡各个能量产生者（例如由风力波动、或太阳辐射中的波动造成）的能量馈送的波动性。于是可以通过接口控制与在控制各个成员或能量产生者的情况下相比相对较大的能量量。

附图说明

本发明接下来以示例性方式根据附图予以阐述。图1示意性地示出了示例性的能量供应网，在该能量供应网中应用了根据本发明的用于在分散式能量产生的情况下运行整个能量供应网的方法。

具体实施方式

图1以示意性方式示出了示例性的能量供应网EV。能量供应网EV具有三个供应层面VE1、VE2、VE3。在此，将高压层面或传输层面设置为最上面的或第一供应层面VE1。在此，第二或中间的供应层面VE2被实施为中压层面或配送层面，并且将低压层面或精细配送层面设置为第三或最下面的供应层面。

在这三个供应层面VE1、VE2、VE3中的每个上，通过相应示例性的能量产生者EZ、LZ1、LZ2、LZ3、Kl、K2、K3在相应供应层面VE1、VE2、VE3中将能量分散式地馈入到能量供应网EV中。在第一供应层面或传输层面VE1上，由大型能量产生者EZ、比如大型水力发电厂、火电厂或热电厂或大型风力发电厂生成的能量被馈入到能量供应网中。除了较大型消费者（例如工厂、医院等等）以外，作为成员LZ1、LZ2、LZ3也可以将诸如小型水力发电厂、风力发电厂等等之类的地区或本地能量产生者LZ1、LZ2、LZ3连接到第二供应层面或配送层面VE2上。于是，由这些地区或本地能量产生者LZ1、LZ2、LZ3将分散式生产的能量馈入到能量供应网中。在最下面的供应层面或精细配送层面VE3上，作为成员Kl、K2、K3通常将私人家庭、较小型工业企业等等作为消费者连接到能量供应网EV上。可以由这些成员Kl、K2、K3中的至少一部分作为所谓的生产型消费者再次将能量馈入到能量供应网EV中。可以由连接在第三供应层面VE3或精细配送网/地方管线网上的这些成员Kl、K2、K3例如借助于光伏设备、小型风能设备等等生成并反馈能量。

此外，每个供应层面VE1、VE2、VE3都具有预先给定的电压范围，该电压范围即使是分散式能量馈送以及能量需求和能量生产发生波动也应被遵循。在此，第一供应层面VE1例如具有超高压和高压范围（例如60kV至380kV以及必要时还更高）。在第二配送层面VE2中例如可以遵循中压范围（例如1kV至60kV）。为了能量的精细配送，于是可以在第三供应层面VE3中使用例如大约230/400伏之间的低压范围。因此，为了能量在供应层面VE1、VE2、VE3之间进行电压方面的变换，设置有相应的变电站T1、T2。第二供应层面VE2对此例如具有第一变电站T1（例如变压装置等等）。对此，在第三供应层面VE3上设置有第二变电站T2（例如变压器等等）。

在使用根据本发明的方法的情况下，将三个供应层面VE1、VE2、VE3中的每个都视为独立的调节单元RE1、RE2、RE3。这些调节单元RE1、RE2、RE3彼此无关地被调节。调节单元RE1、RE2、RE3可以根据需求通过相应调节单元RE1、RE2、RE3之间的接口被断开或连接。这些接口通过控制在相应调节单元RE1、RE2、RE3之间传输的有功功率和无功功率P、Q来定义。因此，在示例性示出的能量供应网EV中，通过控制第一调节单元RE1与第二调节单元RE2之间的—进而传输层面VE1与配送层面VE2之间的—有功功率P和无功功率Q来定义接口。此外，通过控制第二调节单元RE2与第三调节单元RE3或配送层面VE2与精细配送层面VE3之间的有功功率P和无功功率Q来形成接口。因此，供应层面VE1、VE2、VE3或调节单元RE1、RE2、RE3可以如链条的环节那样通过控制相应接口处的有功功率P和无功功率Q来灵活地交互，其中第二调节单元RE2或配送层面VE2由于其位置—其具有与两个其它供应层面VE1、VE2的接口—而可以被看成是中央战略性链条环节。在此，相应的调节单元RE1、RE2、RE3对于其它调节单元RE1、RE2、RE3而言是所谓的“黑盒”，并且通过调节单元RE1、RE2、RE3之间的接口仅仅交换非常少的数据或调节值。因此，例如在第一调节单元RE1或传输层面VE1与第二调节单元RE2或配送层面VE2之间例如为了遵循分别为供应层面VE1、VE2预先给定的电压范围而仅仅交换有功功率P和/或无功功率Q的值和/或所谓的功率因数cosΦ的值。

通过根据本发明的方法，三个供应层面VE1、VE2、VE3或所属的调节单元RE1、RE2、RE3中的每个都被分配自己的运营商区域TS、DS、LVS。在此，由相应运营商区域TS、DS、LVS包括并独立地运行相应的调节单元RE1、RE2、RE3以及相应的所属的供应层面VE1、VE2、VE3。由相应的运营商区域来综合和控制相应调节单元RE1、RE2、RE3的能量消耗以及能量馈送。也就是说，第一运营商区域TS例如由第一调节单元RE1和连接到第一供应层面VE1上的能量产生者EZ（例如大型水力发电厂、热电厂等等）构成，并且在此监控第一供应层面上的能量产生或馈送。第二运营商区域DS例如包括第二供应层面VE2或第二调节元件RE2以及能量产生者LZ1、LZ2、LZ3、比如本地或地区能量产生者（例如小型水力发电厂、风能设备等等）和连接到第二供应层面VE2上的消费者、比如工业企业、医院等等。在此，由第二运营商区域DS将能量消耗和能量馈送综合到第二调节单元RE2中并进行控制。第三运营商区域由第三供应层面VE3和连接到该供应层面VE3或该调节元件RE3上的成员K1、K2、K3组成。这些成员K1、K2、K3是诸如私人家庭、较小型企业等等之类的消费者，并且也可以至少部分是能量生产者、比如运行光伏设备的私人家庭或者具有例如光伏设备或风能设备的较小型企业等等。由这些所谓的生产型消费者K1、K2、K3不仅从能量供应网EV取得能量，而且反馈具有部分例如依赖于天气的波动性的能量。因此，由第三运营商区域LVS综合、监控和控制第三调节单元RE3的能量消耗和能量产生。

此外，由运营商区域TS、DS、LVS经由调节单元RE1、RE2、RE3之间的相应接口借助控制在调节单元RE1、RE2、RE3之间定义的参数—尤其是有功功率P、无功功率Q或功率因数cosΦ—来监控和控制能量量E在相应调节单元RE1、RE2、RE3之间的交换。通过控制这些所定义的参数，调节单元RE1、RE2、RE3可以如网络链条的环节那样与相应接口灵活地交互，并且因此调节单元RE1、RE2、RE3在需要时被连接以用于运营商区域TS、DS、LVS之间的能量交换E或者在不需要这样的能量交换E时被断开。也就是说，每个调节单元RE1、RE2、RE3都自身生产分别所需的能量，也不产生过剩，并且因此遵循了调节单元RE1、RE2、RE3或所属运营商区域TS、DS、LVS的分别预先给定的电压范围。

在此，每个调节单元RE1、RE2、RE3都具有相同的调节方案R1、R2、R3，并且每个运营商区域都具有相同任务，即有效和稳定地运行相应调节单元RE1、RE2、RE3并且为相应能量产生者EZ、LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3提供用于能量馈送以及到能量市场M的简单接入。为了相应地调节相应调节单元RE1、RE2、RE3，在相应运营商区域TS、DS、LVS中使用所谓的初级调节、所谓的次级调节、以及所谓的三级调节。因此，针对相应的供应层面VE1、VE2、VE3得出调节R1、R2、R2的不同对象以及能量产生的不同对象必须由相应运营商区域TS、DS、LVS来控制和监控。

此外，除了相应运营商区域TS、DS、LVS之间—即例如第一运营商区域TS与第二运营商区域DS之间以及第二运营商区域DS与第三运营商区域LVS之间—的能量量E的交换以外，还可以为了调节和控制相应调节单元RE1、RE2、RE3交换运营商数据和信息。这些运营商数据和/或其内容例如可以在运营商区域TS、DS、LVS之间通过合同约定，并且例如预先在规划阶段中或在规划阶段期间被交换。这样的运营商数据例如是用于三级调节的能量储备—所谓的分钟储备等等—，其由一个运营商区域TS、DS、LVS在需要时提供给另一运营商区域。也可以借助于运营商数据自动化地交换关于例如规划数据、消耗估计等等的信息。

在第一供应层面VE1中，由第一运营商区域TS控制尤其是大型能量产生者EZ，并且监控和管理调节单元RE1。在第二供应层面VE2上，由第二运营商区域DS尤其是在初级调节时控制和监控尤其是分散式（地区和/或本地）能量产生者LZ1、LZ2、LZ3。在第三供应层面VE3中例如由私人产生者K1、K2、K3生产和馈送能量。因此，尤其是必须由运营商区域LVS相应地监控和控制第三供应层面VE3上的这些成员或客户设备K1、K2、K3（例如光伏等等），以便例如均衡馈电中的波动性。为了由运营商区域DS、LVS进行改进的管理，例如可以在第二和第三供应层面VE2、VE3中由相应运营商区域DS、LVS控制到成员或能量产生者LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3或到成员组或能量产生者组LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3的接口，通过所述接口获取能量并且尤其是将能量馈入到供应层面VE2、VE3中。

通过根据本发明的方法，可以根据需求—例如当在运营商区域中存在能量赤字（即消耗大于生产）或者能量过剩（即生产大于消耗）时—在运营商区域TS、DS、LVS之间为了调节所属调节单元RE1、RE2、RE3交换能量E—例如基于运营商区域TS、DS、LVS之间的约定—。于是可以由相应运营商区域TS、DS、LVS满足例如关于能量市场M的需求，或者在能量市场M上提供该需求。在此，例如可以由第一运营商区域TS与第二运营商区域DS缔结约定。第二运营商区域DS可以具有与第三运营商区域LVS的能量交换E的相应约定以及规定。因此，第二运营商区域DS承担战略位置，因为可以由其影响与第一运营商区域TS以及与第三运营商区域LVS的能量交换。

此外—尤其是由于由运营商区域DS、LVS控制的与相应能量产生者LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3的接口—而存在以下可能性，能量产生者也直接将所生产的能量在能量市场M上提供。在此，为了简化以及为了更好的控制，可以将第二和/或第三供应层面VE2、VE3的能量产生者LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3综合成组或者所谓的虚拟发电厂。因此，对于相应运营商区域DS、LVS而言，可以更容易地监控和调节能量生产和馈送的波动性。

为了调节运营商区域TS、DS、LVS之间的能量交换E以及安全和稳定地运行能量供应网EV，可以通过控制参数—尤其是由其定义调节单元RE1、RE2、RE3之间的接口的有功功率P和无功功率Q—非常简单地创立所谓的微电网或岛型网络或又将其结合到能量供应网EV中。因此，例如将一个运营商区域TS、DS、LVS中的能量产生提供或不提供给另一运营商区域TS、DS、LVS。因此，例如第二调节单元RE2或第二供应层面VE2可以与第三调节单元RE3一起从调节单元RE1或传输层面VE1上（暂时）去耦合，因为例如由第三供应层面的地区或本地产生者LZ1、LZ2、LZ3和/或生产型消费者K1、K2、K3生产了足够的能量，以便满足第二和第三供应层面VE2、VE3的需求。

但是如果例如第二和第三供应层面VE2、VE3的能量产生不再足以满足能量需求，则第二调节单元RE2可以通过相应地控制或请求第二运营商区域DS来再次连接到第一调节单元RE1上以用于运营商层面TS、DS之间的能量交换E。

为了去耦合，例如有功功率P和无功功率Q通过第一和第二调节单元RE1、RE2之间的接口的传输下降到零。第一和第二供应层面VE1、VE2于是还总是同步，但是在它们之间不再传输功率P、Q，或者在运营商区域TS、DS之间不再发生能量交换E。然后在相应第一变电站T1已经被关断以后，两个供应层面VE1、VE2或两个调节单元RE1、RE2彼此断开。于是，第二调节单元作为微电网或岛型网络运行。

为了例如由于由第二运营商区域DS查明能量需求不再能够在本地和/或地区被满足而将第二调节单元RE2再次连接到第一调节单元RE1上或传输层面VE1上，首先执行第一调节单元RE1与要连接的第二调节单元RE2之间的同步。然后，调节单元RE1、RE2之间的要传输的有功功率P和无功功率Q被提高，使得可以再次在调节单元RE1、RE2之间交换功率P、Q和在运营商区域TS、DS之间交换能量E。

通过根据本发明的方法，将能量供应网EV表示成一种能量供应网链条，其中各个调节单元RE1、RE2、RE3或链条环节可以简单和灵活地彼此交互，并且调节单元RE1、RE2、RE3的交互和能量交换以及管理由相应的所属运营商区域TS、DS、LVS来控制、监控以及例如基于合同和技术约定来协调。由此，可以无需高花费地将分散式能量产生者LZ1、LZ2、LZ3、K1、K2、K3非常简单地集成到现有能量供应网EV中，并且非常简单地将所生产的能量提供用于在能量市场M上的自动化交易。

Claims

1.用于运行整个能量供应网（EV）的方法，其中所述能量供应网（EV）具有三个供应层面（VE1，VE2，VE3），并且其中在每个供应层面（VE1，VE2，VE3）中由生产者（EZ，LZ1，LZ2，LZ3，Kl，K2，K3）产生并且馈送能量，其特征在于，三个供应层面（VE1，VE2，VE3）中的每个都被视为独立的调节单元（RE1，RE2，RE3），所述调节单元（RE1，RE2，RE3）根据需求通过相应调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的接口连接或断开；给所述调节单元（RE1，RE2，RE3）中的每个都分配自己的运营商区域（TS，DS，LVS），在所述运营商区域（TS，DS，LVS）中能量馈送以及能量消耗在相应调节单元（RE1，RE2，RE3）中被综合和控制；以及能量量（E）在调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的交换由分别所属的运营商区域（TS，DS，LVS）经由相应调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的接口借助控制在相应调节单元（RE1，RE2，RE3）之间定义的参数来监控。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个运营商区域（TS，DS，LVS）以及所属的调节单元（RE1，RE2，RE3）中遵循预先给定的电压范围。

3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，在调节各个调节单元（RE1，RE2，RE3）以及所属运营商区域（TS，DS，LVS）时使用初级调节、次级调节和三级调节。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，除了相应运营商区域（TS，DS，LVS）之间的能量量（E）的交换以外，还交换用于调节和控制相应调节单元（RE1，RE2，RE3）以及所属运营商区域（TS，DS，LVS）的运营商数据。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，作为运营商区域（TS，DS，LVS）以及所属的调节单元（RE1，RE2，RE3）之间的参数考虑有功功率（P）、无功功率（Q）和/或所谓的功率因数cosΦ。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，将高压层面或传输层面设置为三个供应层面（VE1，VE2，VE3）中的第一供应层面，将中压层面或配送层面设置为三个供应层面（VE1，VE2，VE3）中的第二供应层面，并且将低压层面设置为三个供应层面（VE1，VE2，VE3）中的第三供应层面。

7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在第二和第三供应层面（VE2，VE3）中由所属的运营商区域（DS，LVS）控制到成员（LZ1，LZ2，LZ3，Kl，K2，K3）或成员组（LZ1，LZ2，LZ3，Kl，K2，K3）的接口，通过所述接口从所述成员（LZ1，LZ2，LZ3，Kl，K2，K3）或成员组提取能量并且由所述成员（LZ1，LZ2，LZ3，Kl，K2，K3）或成员组的至少一部分直接将能量、尤其是借助于光伏和/或风力的能量馈入到相应的运营商区域中。