CN110870155B - 用于降低电设备中的负载峰值的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制电设备(10)中的至少一个可控的设备组件(21)的方法，其中，电设备(10)经由电网接头(11)连接到电供应网络(12)上，并且对于各单个彼此相继的时间间隔(25)分别检测从电供应网络(12)中的功率获取(P)的平均值(26)，并且对于所述平均值(26)中的一个平均值大于预定的阈值(S)的情况，通过切换电补偿功率(22)来将所述功率获取(P)引导到阈值(S)以下。本发明规定，通过控制装置(20)在相应当前时间间隔(27)内的至少一个时间点(T)上将当前时间间隔(27)的平均值(26)预测为预测值(28)，方法是：根据预测数据(30)补充功率获取(P)的未来的直到时间间隔(27)的结束(29’)的变化曲线，并且由此在时间间隔(27)期间已经决定需要多少补偿功率(22)。

Description

用于降低电设备中的负载峰值的系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制电设备中的可控的设备组件的方法。该设备例如可以是生产地点。通常，该设备经由电网接头连接到电供应网络上。借助于控制装置和可控的设备组件执行关于电网接头的所谓的“负载峰值限制”，也就是说将电供应网络中的设备的功率获取限制到阈值上。本发明还包括用于可控的设备组件的控制装置以及用于降低电设备中的电负载峰值的系统。

背景技术

设备例如可以是具有多个电消耗器、发电机和电存储器的工厂地点。一般地，与本发明相关地，设备的特点在于，由该设备经由电网接头获取的电功率不仅根据所得出的能量量被结算，而且也根据其在结算周期(例如一年)中的最大功率获取的大小，也就是说必须提供多少电功率，被结算。这在各个例如可能持续15分钟的单个时间间隔内被结算。在此，存在由配电网运营商确定的所获取的每功率(MW或kW)的功率价格。在此，在时间间隔中所获取的电功率的平均值作为与结算有关的功率获取的基础。因此，对于设备的运营商而言感兴趣的是，将功率获取、也就是说经由电网接头从供应网络中获取的电功率平均地对于每个时间间隔都保持在阈值之下。

开头所述类型的系统例如由US 6747370 B2已知。现有技术中的系统是快速接通的，也就是说，监测当前的功率获取并且在超过阈值时立即接通在系统中提供的电池。

然而，这种自发的接通在技术上实现起来复杂，并且不总是必要的。通常在电网接头上不是将功率获取检测作为瞬时值，而是作为在给定时间间隔上的平均值。该时间间隔例如可以具有15分钟的持续时间。只有当平均值高于阈值时才会对设备不利，例如导致较高的功率获取成本。瞬时的功率获取因此可以位于阈值之上，而不会导致缺点，只要在整个时间间隔上结算的平均值保持在阈值之下就行。因此，仅对于其功率获取平均值高于阈值的那些时间间隔出现预定的缺点，即例如在该时间间隔中的功率获取的较高获取成本。

从US 2012/0259583 A1中已知检测设备的多个功率值并且综合成在各单个时间间隔上的平均值。然而，在综合当前功率值和接下来计算平均值时不利的是，在时间间隔结束时才知道平均值是否位于阈值之上。因此，对于该时间间隔来说，功率获取不再能被修正，并且出现所述的缺点，也就是例如较高的获取成本。然后，对于下一个时间间隔才可以有准备地开始“负载峰值限制”。

关于这种“负载峰值限制”，从US 3906242 A中已知，如果功率获取高于阈值，则自发地切断设备的设备组件。但是这限制了设备的功能范围。

由US 2004/0263116 A1已知一种用于控制多个能量存储装置的控制装置。各能量存储装置被协调，使得它们接收或输出能量，更确切地说接收或输出能量使得对于能量存储装置的组合是最优的。但是由此不再是每个能量存储装置能够单独地对本地需求作出反应。

发明内容

本发明的任务是，在电设备中，借助于设备组件，关于在设备的电网接头上的功率获取而实施负载峰值限制。

该任务通过一种用于控制在电设备中的至少一个对于负载峰值限制可控的设备组件的方法来解决，其中，所述电设备经由电网接头连接到电供应网络上，并且对于各单个彼此相继的时间间隔分别检测从所述电供应网络中的功率获取的平均值，并且针对所述平均值中的至少一个平均值大于预定的阈值的情况，将所述功率获取通过借助所述至少一个可控的设备组件切换电补偿功率而引导到阈值以下，其中，通过控制装置在相应的当前时间间隔内的至少一个时间点上将所述当前时间间隔的平均值预测为预测值，方法是：根据所述电设备的至少一个另外的设备组件的预测数据来补充所述功率获取的未来的直至所述当前时间间隔的结束的变化曲线，并且由此在所述当前时间间隔期间已经决定，所述电设备中的所述至少一个可控的设备组件应当提供多少补偿功率，

其特征在于，

对于预测值小于阈值但是大于预定的安全值的情况，借助于所述至少一个可控的设备组件通过预设用于要输出的补偿功率的额定值而将功率获取降低到安全值。

该任务还通过一种用于控制至少一个可控的设备组件的控制装置来解决，其中，所述控制装置具有计算装置，所述计算装置被设立用于执行根据本发明的方法。

该任务还通过一种用于减少电设备中的电负载峰值的系统，该系统具有至少一个可控的设备组件和根据本发明的控制装置。

本发明的有利的改进方案通过以下描述以及附图来描述。

通过本发明给出了一种用于控制电设备中的可控的设备组件的方法。一般地，可控的设备组件是在其功率消耗或其功率产生方面为了负载峰值限制而灵活可控的设备组件。它可以是发生器或存储器或消耗器。可控的设备组件例如可以包含能量存储器或者也可以包含纯能量源。可控的设备组件的对立面是不可控的设备组件，这意味着，不可控的设备组件的功率不能为了负载峰值限制的目的而改变，因为例如产品的生产取决于该功率。可控的设备组件可以包括例如作为存储器的电池装置和/或例如作为发生器的中央供暖站。作为消耗器，可控的设备组件例如可以是通风设备，其输送功率是可调节的。

该设备能够以本身已知的方式经由电网接头连接在电供应网络上。因此，为了其(可控制的或不可控制的)设备组件的运行，该设备能够经由电网接头从电供应网络接收电功率。对于在此与电网相关的功率获取、即从电供应网络获取的电功率大于预定阈值的情况，执行所述负载峰值限制。为此，通过借助可控的设备组件切换电补偿功率而将(来自供应网络的)功率获取引导到阈值以下。可控的设备组件是设备的一部分，使得在可控的设备组件是发生器或存储器的情况下，由该设备组件输出的补偿功率不流经电网接头，而是直接流经设备电网到达其它设备组件。换言之，将由可控的设备组件输出的补偿功率用于给至少一个另外的其他设备组件供给电功率，使得所述电功率不再必须经由电网接头获取。在可控设备组件本身是消耗器的情况下，所述切换直接导致从电网的较小获取。因此，补偿功率是借助于发生器或存储器附加地馈入的功率或通过消耗器的节流而变得可用的功率。借助于设备组件对补偿功率的切换例如可以作为对储能器的时间编程的放电或将消耗器节流到预定功率上或借助于调节来进行。

如开头已经描述的那样，该方法的出发点在于：功率获取是相应的分别针对各单个彼此相继的时间间隔所计算的平均值。也就是说，功率获取作为在单个彼此相继的时间间隔上的相应平均值被检测。如果当前的功率获取高于阈值，则这意味着，对于当前时间间隔所计算的平均值高于阈值。

但是现在产生开头所述的问题，即在当前时间间隔期间不知道在当前时间间隔结束时得到什么样的平均值。因此，实际上只能在时间间隔结束时识别是否超过平均值。但是对于随后的时间间隔才能够采取对策(即负载峰值限制)，即馈入补偿功率。为了更早地、即在当前时间间隔结束之前做出反应，根据本发明规定了以下内容。通过控制装置，在相应当前时间间隔内的至少一个时间点上已经预测了当前时间间隔的平均值。因此进行平均值的预测。为此，功率获取的未来的直至时间间隔结束的变化曲线利用设备的至少一个另外的设备组件的预测数据来补充。因此，在该时间间隔期间已经可以决定：可控的设备组件应当向设备中输出多少补偿功率，或者可控的设备组件的消耗应当被节流多少补偿功率，以便在当前时间间隔结束时仍获得小于阈值的平均值。因此，根据预测数据能够预测当前时间间隔的平均值，即预测值，尽管当前时间间隔还没有结束。如果该预测值大于阈值，则可控的设备组件可以在时间间隔内或在时间间隔期间就已经被操控或切换，以便可控的设备组件以其补偿功率在当前时间间隔内就已经减小功率获取，以便由此引起平均值直至时间间隔结束低于阈值。一方面的补偿功率的主动输出和另一方面的用于使得补偿功率可用的功率节流在下面被概括地称为“提供补偿功率”。

通过本发明得到的优点是，对于当前时间间隔在其结束之前就已经可以产生用于可控的设备组件的切换信号或控制信号，从而当对于该时间间隔识别到或预测到补偿功率预计具有大于阈值的平均值时，在当前时间间隔中就已经提供补偿功率。因此，对于当前时间间隔就已经能够防止，其平均值超过阈值并且因此例如产生提高的获取成本。功率获取的对于当前时间间隔的结束所预测的平均值在下面被称为预测值。

迄今为止，本发明已经被描述成使得出发点在于：仅一个单个的可控设备组件可以关于其补偿功率灵活地被控制。当然，也可以提供多个可控的设备组件，然后可以根据该方法分别控制这些可控的设备组件，以便总体上用多个可控的设备组件提供整体所需的补偿功率。下面为了简化本发明的图示，仅以单个可控的设备组件为出发点。但是，该方法可以以所述方式同时应用于多个可控的设备组件，以便利用它们总体上提供补偿功率。

本发明还包括改进方案，通过这些改进方案得到附加的优点。

功率获取的时间变化曲线通过当前从供应网络经由电网接头获取的电功率的彼此相继的测量值来描述。为了不必在每个测量值中执行预测值的计算，即平均值的预测，规定以下改进方案。在相应的当前时间间隔期间，获取当前的与电网有关的功率获取的彼此相继的测量值，并且仅当当前测量值大于或等于阈值时，才检查平均值。如果到目前为止预测值低于阈值，则不需要切换。对此，如果当前的测量值大于阈值，则可以仅略微改变。因此，可以一直放弃对预测值的重复计算，直到存在大于阈值的当前测量值。因此，由此节省了计算资源。为了安全性，在当前测量值等于阈值时就已经可以重新计算。这也得到如下优点，即当该预测预计了有利的功率变化曲线时，避免了切换过程。于是仅需要在相关时间间隔结束时作出反应。因此避免了多余的切换过程。

平均值分别计算所针对的每个时间间隔的持续时间优选在30秒至15分钟的范围中。因此，例如可以规定具有15分钟的持续时间的时间间隔。在该持续时间内，如果预测值高于阈值，则能够借助于设备组件在时间间隔结束之前及时地将平均值引导到阈值以下。

用于预测的预测数据优选由设备的所述至少一个另外的(不可控的)设备组件的历史功率数据形成。功率数据可以描述各个设备组件的功率的消耗和/或产生。因此，可以考虑所述至少一个另外的设备组件的典型特性。对于当前时间间隔，能够从预测数据中选择子集。在此，能够基于在与在当前时间间隔期间也存在的状态和/或条件相同的状态和/或条件下产生的历史功率数据。因此，根据季节、工作日、白天时间、天气和/或订单数据和/或描述所述至少一个另外的设备组件的负荷率的其他数据，能够从历史功率数据中选出子集。此外，预测可以以当前的与预测相关的输入参数数据、例如关于天气和/或至少一个设备组件的失效和/或生产件数的适配来丰富，所述输入参数数据对于能量消耗或能量产生是重要的。

如果在时间间隔期间，设备的功率获取突然增加，则可能太迟而不能借助可控的设备组件提供足够的补偿功率来最终使当前时间间隔的平均值低于阈值。因此，根据一种改进方案预先防备，方法是：提供缓冲区X。在该改进方案中，针对虽然预测值(预测的平均值)小于阈值S、但是已经大于预定的安全值S-X的情况，采取预备措施。该预备措施在于，借助于可控的设备组件通过预设用于可由其发出的补偿功率的额定值，将功率获取降低到安全值S-X。因此，借助于补偿功率力求，对于该时间间隔的剩余时间，功率获取趋向于安全值。如果设备的功率需求出乎意料地和/或跳跃式地上升，那么缓冲区X还可供使用。缓冲区X还可以被动态地适配以补偿可能的错误预测。优选地，随着时间的推移，缓冲区在时间间隔内动态地适应。

为了能够在当前时间间隔内预测平均值，需要所述测量值，所述测量值描述从时间间隔开始直到当前时间点的功率获取。这在正常运行模式中是这种情况，在该正常运行模式中，为了计算预测值，根据所述至少一个另外的(不可控的)设备组件的测量值和/或根据来自电网接头的测量值形成功率获取的从时间间隔的起始或开始起并且直至到达当前时间点的至今的变化曲线。如果测量值可供使用，则在1秒至10秒的范围中的测量间隔被证实为是有利的，以便足够精确地描述在功率获取的变化曲线中的趋势。

然而，这以也在应执行预测的控制装置中提供测量值为前提。如果因为例如通信连接中断而缺少这些测量值，则切换到故障运行模式中，在该故障运行模式中，为了描述从时间间隔开始直至当前时间点的功率获取的变化曲线，以所述至少一个另外的设备组件的另外的预测数据为基础。因此，如果在一方面电表或功率计数器与另一方面控制装置之间不存在数据连接，则还可以仅基于预测数据“盲”地计算平均值。

对于设备的功率获取小于阈值的情况，如果可控的设备组件恰好不必提供补偿功率，则可以利用来自供应网络的电功率使可控的设备组件再生。如果可控的设备组件例如具有电化学蓄电池，也就是说电池，那么也就可以给该设备组件充电。

所述阈值不必在一整天内适用。在预定的运行情况中可以是，对于供应网络限定所谓的高负载时间窗并且阈值仅在高负载时间窗之内适用。然后，功率获取的所述限制也相应地被限制到高负载时间窗的持续时间上。在高负载时间窗之外，例如超过阈值则与结算无关。相应地，也可以在高负载时间窗之外使可控的设备组件再生，即例如对可控的设备组件的蓄电池充电。

为了能够在设备中执行根据本发明的方法，根据本发明提供了一种用于控制至少一个可控的设备组件的控制装置。控制装置具有计算装置，计算装置例如具有微处理器，其中，计算装置被设立用于执行根据本发明的方法的实施方式。为此可以为计算装置提供程序代码，该程序代码在通过计算装置执行时执行根据本发明的方法的实施方式。计算装置还可以基于云解决方案或基于因特网的设备，从该云解决方案或基于因特网的设备，计算装置将控制信号发送到所述至少一个可控的设备组件的本地控制器。

通过将控制装置与至少一个可控的设备组件组合，得到根据本发明的用于降低电设备中的电负载峰值的系统。控制装置例如可以被构造为用于所述至少一个可控的设备组件或用于设备的控制器或控制计算机。

设备例如可以是生产地点处的生产设备或工业设备。但是，所述设备也可以例如是建筑设备，例如用于办公室的建筑设备。

本发明的其它特征由附图和附图说明得出。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合进行使用，而且也可以以其他组合或单独地使用。

附图说明

下面描述本发明的实施例。为此示出：

图1示出了设备的示意图，该设备具有根据本发明的用于减少设备中电负载峰值的系统的实施方式；

图2示出了图1的设备的功率获取的示意性变化曲线的图表；和

图3示出了用于说明根据本发明的方法的一种实施方式的流程图，如其可以在图1的设备中执行的那样。

具体实施方式

图1示出了设备10，该设备例如可以是用于制造产品的工厂，例如机动车的生产设备。为了给设备10供应电能，设备10的设备电网或工厂电网N能够经由电网接头11连接到电供应网络12上。例如，可以是用于50赫兹交变电流的电供应网络，例如高压网络、中压网络或低压网络。

设备10能够从供应网络12中接收电功率13，这能够通过用于电功率或电能的网络计数器或工厂计数器14来测量。这样的工厂计数器14是现有技术。电功率13可以通过工厂电网N在多个设备组件17之间分配。

设备10可以具有至少一个电消耗器15和可选地至少一个电发生器16。每个消耗器15和每个发生器16在此是关于负载峰值限制不可控的设备组件17，因为例如其反应时间不足够小或者为其预设了预定的运行点。所述至少一个电消耗器15例如能够是生产系统或输送系统或信号传递系统。发生器16例如可以由煤发电站或太阳能发电站或风力发电站构成。相应设备组件17的相应产生或消耗的电功率可以通过相应的组件计数器18来检测。组件计数器在其工作方式上相当于工厂计数器。

每个组件计数器18的相应测量值19和工厂计数器14的测量值19’可以被用信号传递到控制装置20，该控制装置可以通过建筑物控制技术实现。

设备10还能够具有对于负载峰值限制可控的设备组件21，所述设备组件例如能够是电池存储器或例如由电容器和/或电池组成的电存储器群。但是，电池存储器在此仅被视为灵活可控的设备组件的示例。

由设备组件21在工厂电网N中提供的电补偿功率22可以通过计数器23来检测，以便能够将补偿功率22例如调节到额定值。由设备组件21提供的补偿功率22可以是其有效的有效功率。换言之，通过设备组件21引起的无效功率补偿能够保持不被考虑。

补偿功率22的额定值可以通过控制装置20借助于用于设备组件21的控制信号24来预设或调节。例如，控制信号24可以传输到设备组件21的可编程控制器21’，然后，可编程控制器将补偿功率22调节到额定值。

总的来说，设备10的所述至少一个电消耗器15由此能够从设备自己的电发生器16、电供应网络12和设备组件21接收电功率。

在设备10中，为了从供应网络12获取电功率13，能够设有用于支付功率13的与阈值相关的费率，这结合图2阐述。

图2示出设备10从供应网络12经由电网接头11的功率获取P随时间t的变化。示出了工厂计数器14的测量值19’，为了清楚起见，仅其中的几个测量值配有附图标记。对于彼此相继的时间间隔25可以规定，求取功率获取P的平均值26。只要时间间隔25的平均值26小于阈值S，则所获得的功率P的功率价格就与阈值S相关。如果平均值26大于阈值S，则对于整个结算周期(例如一年)，较高的功率值被用作用于支付功率价格的额定基数。

因此，当平均值26位于阈值S之上时，控制装置20总是能够借助于控制信号24操控设备组件21，使得功率获取P平均至少对于随后的时间间隔25位于阈值S之下。

但是，在设备10中，控制装置20也可以在当前时间间隔27期间已经在当前时间间隔27内的一个时间点T上判断或确定：对于当前时间间隔27，平均值26是否预计地高于阈值。为此，确定平均值的预测的或预计的预测值28。为此，可以将工厂计数器14的直至当前时间点T的测量值19’作为基础。由此，从当前时间间隔27的开始28直至当前的时间点T能够确定功率获取P。对于从当前的时间点T直至当前时间间隔27的结束29的时间段，能够通过控制装置20将预测数据30作为基础，该预测数据描述了设备10的设备组件15、16的历史行为或历史功率数据。因此，可以计算当前时间间隔27的预测的平均值或预测值28。如果该预测值28高于阈值S，那么控制装置20能够借助于控制信号24将设备组件21配置成使得将所述补偿功率22馈送到工厂电网N中。由此，功率获取P在当前时间间隔27中就已经减小，这就是说，经由电网接头11从供应网络12中获取较少的电功率13。因此，如果预测值28大于阈值S，则例如可通过控制信号24产生或适配用于设备组件21的补偿功率22的额定值。通过额定值可以增大补偿功率22的输出，由此得到功率获取P的替代的或适配的变化曲线A，通过该变化曲线A，在当前时间间隔27的结束29’还得到小于阈值S的平均值26。

图3示出了对这种控制的具体示例。此外参考图1和图2。

在数据存储器31中，可以从工厂计数器14中接收当前的测量值19’，并且从组件计数器18中接收测量值19，并且从设备组件21中接收当前的填充水平32，并且从外部的数据源33中、例如从输入装置或配置装置中接收和缓存存储器填充水平32的下界限值34、阈值S和高负载时间窗35的时间说明。

从过程开始或开始S10出发，可以在步骤S11中检查，正常运行N是否可行或故障运行E是否必要。这取决于，是否存在与计数器14、18的通信连接并且测量值19、19’是否能够被接收或者存在于数据存储器31中。在肯定结果的情况下(在图3中由加号“+”表示)，选择正常运行E，在否定结果的情况下(在图3中由减号表示)，选择故障运行E。

在正常运行中，可以在步骤S12中读出或接收当前的测量值19、19’。这例如可以分别在1秒至10秒的间隔内进行。在步骤S13中能够检查，当前时间间隔27是否位于高负载时间窗35中。如果是这种情况，则平均值26必须保持在阈值S之下，否则不必保持在阈值之下。因此，在步骤S14中能够检查，从供应网络12中的功率获取P的当前测量值19’是否大于阈值S。如果不是这种情况，则不需要对设备组件21的控制器21’进行修正或改变。可以返回到步骤S12。相反，如果测量值19’大于阈值S，则可以在步骤S15中对于当前时间间隔27计算预测的平均值、即预测值28，并且检查预测值28是否大于阈值S。如果是这种情况，则在步骤S16中，根据方案V1可以计算待输出的补偿功率22的额定值，并且可以借助控制信号24将该额定值预设给设备组件21的控制器21’。然后，控制器21’可将补偿功率22的功率流调节至额定值。

如果预测的平均值28小于阈值S，则可以在步骤S17中根据方案V2计算额定值，或者如果预测数据30的质量小于最小值，则取消额定值产生。额定值然后可以借助于控制信号24以所述方式预设给控制器21’。

如果在当前的时间点T上不存在高负载时间窗(在步骤S13中检查)，则功率值不流入电设备的功率价格的测定，也就是说，即使在功率获取P大于阈值S时也不产生关于功率价格的缺点。在这种情况下，可以在步骤S18中检查存储器填充水平32是否小于界限值34。在这种情况下，在步骤S19中可以通过预设功率流的额定值来给设备组件21充电。额定值可以借助于控制信号24以所述方式设定在控制器21’中。可以根据方案V3来计算额定值。如果存储器填充水平32大于界限值34，则可以返回到步骤S12。

如果在步骤S11中不能选择正常运行N，而是需要故障运行E，则在步骤S20中代替当前的测量值19’，可以对于所述至少一个消耗器15和/或所述至少一个发生器16或者一般地对于功率获取P使用预测数据30’。在步骤S13’中，可以再次检查是否存在高负载时间窗35。如果是这种情况，则可以在步骤S14’中基于预测数据30’和预测数据30在步骤S14’中检查，在当前时间点T上功率13的功率获取P是否预计大于阈值S。如果不是这种情况，则可以返回到步骤S20。否则，在步骤S15’中，预测值28可被预测，并且被检查其是否大于阈值S。如果是这种情况，则可以在步骤S16’中根据方案V4计算额定值并且通过控制信号24预设给控制器21’。

如果预测值28小于阈值S，则在步骤S17’中根据方案V5计算额定值并且通过控制信号24预设给控制器21’。如果不存在高负载时间窗35，则可以在步骤S18’中检查，存储器填充水平32是否小于界限值34。如果不是这种情况，则可以返回到步骤S20。如果存储器填充水平32小于界限值34，则可以在步骤S19’中与在步骤S19中一样根据方案V3计算额定值并且借助于控制信号24将该额定值预设给控制器21。

因此，根据图3的方法总共包括以下算法：

S13、S13’：检查高负载时间窗35(当前日期和当前时间T与相应网络区域中的高负载时间窗35相比较)。

S14、S14’：计算当前功率获取：在工厂计数器上的测量值19’或测量值19除去由设备组件21形成的存储器群的有效功率。

S18、S18’：检查存储器填充水平(当前的存储器填充水平32与极限填充水平34比较)。

S15：检查平均的功率值/预测值28(基于在当前时间间隔27中的预测值30和测量值19’的预测的平均值、例如15分钟时间窗的平均值<界限值或阈值S？)。

S15’：检查平均的功率值/预测值28(纯基于在当前时间间隔27中的预测值30、30’的预测的平均值、例如15分钟时间窗的平均值28<界限值或阈值S？)。

S11：检查：数据连接正常？

S16：额定值方案V1：由工厂获取19’连同预测数据30产生(当前的获取+设备组件21的有效功率-阈值S+安全值X)。

S17：额定值方案V2：由工厂获取19’连同预测数据30产生(当前的获取+设备组件21的有效功率-阈值S)。

S19、S19’：额定值方案3：由存储器填充水平32产生额定值(存储器处的预定的额定值)。

S16’：额定值方案4：在故障运行E中，额定值产生例如可以局部地在控制器21’上进行：由工厂获取产生额定值(当前的预测值30’+设备组件21的有效功率-阈值S+安全值X)。

额定值方案5：在故障运行E中，在控制器21’上进行额定值产生：由工厂获取产生额定值(当前的预测值+设备组件21的有效功率-阈值S)。

但是能够以所述的方式根据预测值30、30’的预测质量来设置额定值产生的取消。

下面的示例表明了上面给出的计算公式。重要的是要注意，消耗的功率被计算为正，而输出的功率被计算为负。

所述当前获取是所述至少一个消耗器15的净功率需求，例如+12kW。由设备组件21提供的补偿功率22具有负值，例如-2kW。阈值S例如可以是8kW。因此，对于该计算得出：当前获取+设备组件21的有效功率-阈值S，得到值12kW-2kW-8kW＝2kW，也就是说功率获取P比阈值高2kW，从而用于控制器21’的额定值必须被适配或者被提高了该值。为了获得与阈值S的缓冲区或安全距离，可以设置附加安全值X，该附加安全值例如可以在0.5kW至10kW的范围中。通过这个安全值X，设备组件21的功率输出被增加，并且补偿功率被调节到一个值，通过这个值得出具有值S-X的功率获取P。

因此，用于峰值负载管理的“负载峰值限制”规定，当电网中的电流获取超过阈值(存储器放电)时，存储器给该工厂或设备供电。在低负载时，存储器可以被再次充电。图3的示例在此示出了对于特殊情况的电网使用，即存储器在高负载时间窗期间给工厂供电(存储器放电)并且在高负载时间窗之外被充电。

因此，通过考虑测量值19、19’，进行发生器和消耗器的实时数据、尤其是负载或消耗和功率容量的结合。此外，使用预测数据30、30’，所述预测数据能够基于历史功率数据形成。此外，预测可以以当前的与预测相关的输入参数(例如关于天气和/或至少一个设备组件的失效)和/或生产件数的适配来丰富，所述输入参数与能量消耗或能量产生相关。

然后基于这些数据进行控制，这使得能实现可靠地并且节省资源地对所获取的功率13的时间变化曲线进行平滑。

因此，通过控制装置20，通过包括实时数据，能够实现灵活的消耗器、发生器和尤其是存储器的功率的动态匹配。因此，基于实时数据(测量值19、19’)，该方法提供了用于负载峰值限制的有效方法，其特别适于快速响应的设备组件(资产)(例如存储电池)，以实现对设备的控制。因为与结算相关的电流消耗的功率13基于例如每四分之一小时的平均值26、28被计算并且在此利用实时预测30来积聚和迭代地被校正。因为通过实时数据19、19’的采集，所以可在短时间内预测出与结算相关的平均的15分钟平均值28。通过了解该预测值28可影响最终得出的与结算相关的平均值26。

在目前的实施例中，从如下出发：仅所述设备组件21可灵活地关于其功率被控制。当然，也可以提供多个可灵活控制的设备组件，然后可以根据该方法分别控制这些设备组件，以便由此利用多个可控设备组件一起提供所需的补偿功率。因此，例如设备组件15和/或16也可以分别作为灵活可控的设备组件提供。这是多资产应用。

总体上，该示例示出了本发明如何能够提供用于动态负载峰值限制的系统。

附图标记列表

10 设备

11 电网接头

12 电供应网络

13 电功率

14 工厂计数器

15 电消耗器

16 电发生器

17 设备组件

18 组件计数器

19 测量值

19’测量值

20 控制装置

21 可控的设备组件

21’控制器

22 补偿功率

23 计数器

24 控制信号

25 时间间隔

26 平均值

27 当前时间间隔

28 预测值

29开始

29’结束

30预测数据

30’预测数据

31 数据存储器

32 存储器填充水平

33 外部数据源

34 界限值

35 高负载时间窗

S10至S19方法步骤

P功率获取

T当前的时间点

Claims (10)

1.一种用于控制在电设备(10)中的至少一个对于负载峰值限制可控的设备组件的方法，其中，所述电设备(10)经由电网接头(11)连接到电供应网络(12)上，并且对于各单个彼此相继的时间间隔(25)分别检测从所述电供应网络(12)中的功率获取(P)的平均值(26)，并且针对所述平均值(26)中的至少一个平均值大于预定的阈值(S)的情况，将所述功率获取(P)通过借助所述至少一个可控的设备组件切换电补偿功率(22)而引导到阈值(S)以下，其中，通过控制装置(20)在相应的当前时间间隔(27)内的至少一个时间点(T)上将所述当前时间间隔(27)的平均值(26)预测为预测值(28)，方法是：根据所述电设备(10)的至少一个另外的设备组件的预测数据(30)来补充所述功率获取(P)的未来的直至所述当前时间间隔(27)的结束(29’)的变化曲线，并且由此在所述当前时间间隔(27)期间已经决定，所述电设备(10)中的所述至少一个可控的设备组件应当提供多少补偿功率(22)，

其特征在于，

对于预测值(28)小于阈值(S)但是大于预定的安全值(S-X)的情况，借助于所述至少一个可控的设备组件通过预设用于要输出的补偿功率(22)的额定值而将功率获取(P)降低到安全值(S-X)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述相应的当前时间间隔(27)期间，确定与电网有关的当前的功率获取(P)的彼此相继的测量值，并且仅当当前的测量值大于或等于所述阈值(S)时，才检查所述预测值(28)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个时间间隔(25)的持续时间分别在30秒至15分钟的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预测数据(30)由所述至少一个另外的设备组件的历史功率数据形成。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个可控的设备组件包括电发生器和/或存储器和/或电消耗器。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了预测所述当前时间间隔(27)的预测值(28)，在正常运行模式(N)中根据来自所述至少一个另外的设备组件和/或来自所述电网接头(11)的测量值形成所述功率获取(P)的到目前为止的从所述当前时间间隔(27)的开始(29)直至当前的时间点(T)的变化曲线，并且在缺少所述测量值的情况下，在故障运行模式(E)中将所述至少一个另外的设备组件的另外的预测数据作为基础。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于所述功率获取(P)小于阈值(S)的情况，如果所述至少一个可控的设备组件不必提供补偿功率(22)，则利用来自电供应网络(12)的电功率使所述至少一个可控的设备组件再生。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，仅在对于电供应网络(12)限定的高负载时间窗(35)期间，将与电网有关的所述功率获取(P)限制到阈值(S)上。

9.一种用于控制至少一个可控的设备组件的控制装置(20)，其中，所述控制装置(20)具有计算装置，所述计算装置被设立用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种用于减少电设备(10)中的电负载峰值的系统，该系统具有至少一个可控的设备组件和根据权利要求9所述的控制装置(20)。