CN113196608A - 用于运行能量管理系统的方法以及用于实施所述方法的电子计算装置、计算机程序和数据载体 - Google Patents

用于运行能量管理系统的方法以及用于实施所述方法的电子计算装置、计算机程序和数据载体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行至少一个在电网接入点上与至少一个电网电连接或可电连接的电网参与者的能量管理系统(12)的方法，所述方法包括步骤：a)借助所述能量管理系统(12)：接收由至少一个电力交易所(16)提供的数据(24)，所述数据表征针对至少一个由电网参与者为电网所带来的服务的至少一个报价和/或针对至少一个由电网参与者从电网获取的服务的至少一个报价；b)借助所述能量管理系统(12)：根据已接收的数据(24)针对电网参与者确定至少一个负载分布图(36)，其中所述电网参与者借助所述能量管理系统(12)至少暂时根据已确定的负载分布图(36)可运行或者运行，使得电网参与者为电网带来功率和/或从电网获取功率；并且c)将所述负载分布图(36)传递给电力交易所。此外，本发明还涉及一种电子计算装置、计算机程序以及电子可读取的数据载体。

Description

用于运行能量管理系统的方法以及用于实施所述方法的电子 计算装置、计算机程序和数据载体
本发明涉及一种用于运行根据权利要求1的能量管理系统的方法。此外，本发明还涉及一种根据权利要求12的电子计算装置，所述电子计算装置构造用于实施用来运行能量管理系统的方法。此外，本发明还涉及一种根据权利要求13的计算机程序以及根据权利要求14的电子可读取的数据载体，所述计算机程序和数据载体分别适用于再现用于运行能量管理系统的方法的步骤。
对巴黎气候协定的遵守、可再生能源不断增加的竞争力以及新的商业模式在未来无论在德国还是在该气候协定的其他成员国都将使可再生能量载体取得显著的增长。假如要维持当前的资助，就此例如德国将可能或者必须在2050年之前将可再生能源占最终能源消费总量的份额从目前的大概13％提高至约60％。单纯从计算上看，不考虑由于缩减造成的损耗和/或由于存储所造成的推迟，这意味着与当今相比可再生能源大致4.5倍的更高的装机容量。在此可以假设，该增长的大部分将主要发生在配电网。此外，越来越多的发电厂被安装在终端用户侧。此外，尤其因多模式系统和部门联合，热量供应和冷量供应的过程也越来越多地电气化。此外，电动交通的增加及其扩张也将长久地改变能源系统。
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于运行在电网接入点上连接在电网上的电网参与者的能量管理系统的方法，从而使得该电网参与者能够特别有利地参与到电能的动态市场中。
所述技术问题根据本发明通过独立权利要求的技术方案解决。本发明的有利的设计方式和改进方式在从属权利要求中以及在说明书中和附图中给出。
根据本发明的方法用于运行在电网接入点上与至少一个电网电连接或可电连接的至少一个电网参与者的能量管理系统，所述能量管理系统可以设计为能量子系统。在此，电网参与者例如可以是建筑物和/或工业参与者，其尤其具有例如呈至少一个可控耗能器、尤其用于热量供应或冷量供应的电流耗能器形式的至少一个能量负载。此外，电网参与者还具有至少一个产能器，例如光伏设备和/或风电机，以及至少一个储能器，尤其呈电池形式的储能器。以下将产能器理解为将能量从某种形式、例如风能转化为电能的设备。由此利用产能器提供电能，该电能是通过产能器从另一种能量形式转化而来的。由此，产能器仅是利用能量转化的电能生成器或者更好地是能量转换器，并且能够用作电能的来源。由此，能量管理系统也就能够为电网提供功率和/或从电网获取功率，所述功率尤其呈电能的形式。在此，至少一个蓄能器、至少一个产能器和至少一个耗能器尤其被分别称为机组或设施，或者被涵盖在这两个概念之一内。
换言之，根据本发明的方法用于运行在电网接入点上连接在电网或电流网上的电网参与者的能量管理系统，所述电网参与者具有至少一个能量负载、用于电能的产能器或者能源和蓄能器。在此，能量负载、能源和/或蓄能器共同构成服务灵活性或者灵活性选择，其中，能够经由电网接入点为电网提供所述服务灵活性的至少一部分，这尤其通过相应的控制、例如借助能量管理系统的电子计算装置实现。
在此，在电网上尤其连接或集成有其他实体，所述实体例如类似地具有能量管理系统，从而能够为尤其连接在电网上的实体提供服务或者服务灵活性。在此，相应的实体是各个电网参与者。
在此为了能够借助根据本发明的方法特别好地参与到电网中，所述方法包括多个步骤。在第一步骤a)中，借助尤其具有或者包括电子计算装置的能量管理系统接收由至少一个电力交易所
Figure BDA0003119082010000021
提供的数据。所述数据表征针对至少一个由电网参与者为电网所带来的服务的至少一个报价(Entgelt)和/或针对至少一个由电网参与者从电网获取的服务的至少一个报价(或者说费用)。在根据本发明的方法的之后的步骤b)中，借助能量管理系统或者通过能量管理系统根据接收的信息确定针对电网参与者的至少一个负载分布图，其中，所述电网参与者借助能量管理系统至少暂时根据已确定的负载分布图可运行或者运行，使得电网参与者为电网带来功率和/或从电网获取功率。此外，在根据本发明的方法的之后的步骤c)中，在步骤b)中已确定的负载分布图传递至电力交易所。换言之，在步骤a)中尤其通过能量管理系统的接口调取或者接收数据，所述数据的内容能够表示至少一个能耗费用曲线。在所述方法的步骤b)中确定负载分布图(Lastprofil)，这相当于预测规划、尤其是日前规划，其中，根据针对电网参与者的至少一种能源、至少一个耗能器和/或至少一个蓄能器的能耗费用曲线来计算负载分布图。
电力交易所是针对能量或电力的市场参与者或市场。更确切而言，上述类型的电力交易所尤其是有组织的针对至少一种服务的、能够类似于证券交易所那样工作的市场，其中，在电力交易所处作为服务尤其能够交易从时间上限制的或者受限的量的电力或能量。通过电力交易所、例如EEX(欧洲能源交易所)或EPEX(欧洲电力交易所)进行电力交易，其中，在EPEX的交易例如至少部分在莱比锡进行，这种电力交易的优点在于将现有的或需求的能量数额进行捆绑，由此能够实现高流动性并且能够特别高效地交换能量。
由此例如能够在电力市场上将例如在发电站中产生的能量数额尤其事先出售给市场参与者、例如企业。原则上，电力交易导致交付合同，所述交付合同使得供应商有义务将一定的能量数额馈入至电网中或者从电网中提取一定的能量数额。对于小型用户、例如电网参与者而言，迄今不能实现在电力交易所上的电力交易。目前，通过根据本发明的方法则能够在某种程度上使任意电网参与者参与到电力市场或者电力交易所中来。
在此，利用或者通过根据本发明的能量管理系统能够计算出该设计的负载分布图，因此该负载分布图是所谓的日前规划，其中，也就是说通过能量管理系统能够尤其针对至少一个产能器然而还针对至少一个耗能器计算出或者预先规定下一日或者紧接着的24小时的时刻表。
由此，通过根据本发明的方法得到的优点在于，能量管理系统的功能性得到扩展，使得能量管理系统能够参与尤其本地的能源交易和/或电力交易，从而能够通过根据本发明的方法实现能量管理系统的特别有利且特别高能效的运行。为此，能量管理系统能够尤其在步骤c)中通过传递已计算出的负载分布图而针对一定量的能量或功率给出报价，其中，由此参与到尤其特别注重盈利的市场、电力交易所中。在此，电力交易所也可以被称为所谓以价格为基础的黑箱市场。通过所述负载分布图，在24小时预测规划内、也即在日前规划内计算出电网参与者的各个机组、尤其至少一个产能器或至少一个能量源、例如风力涡轮和/或光伏设备在电网接入点上的功率提供或功率消耗的特别有利的可能性。
有利地重复所述方法的步骤a)至c)，从而能够通过能量管理系统或简称为EMS迭代地更新负载分布图，或者换言之能够实施迭代的规划计算。为此，通过所述能量管理系统从所关注的市场、也即至少一个电力交易所征求或者调取尤其价格曲线，其中，各电力交易所分别相当于一个市场，所述价格曲线至少考虑针对至少由电网参与者为电网所带来的功率的报价和/或至少考虑针对至少由电网参与者从电网所获取的功率的报价，尤其在一段时间内。根据所述价格曲线，尤其通过优化计算来计算出负载分布图并且随后传递给市场。这时，尤其通过迭代重复至少一次、尤其当在电力交易所出现作为触发事件的价格变化时，通过重复步骤a)利用该数据调取能量管理系统的价格变化。相应地，据此调整新的日前规划或者新的负载分布图，其带有关于电网参与者的功率的至少瞬时提供或者获取的更新的指标。
在上述方案中分别调取市场或电力交易所的价格变化，作为该方案的补充或备选，可以在循环的步骤中迭代或者反复执行步骤a)至步骤c)，由此可以使能量管理系统在一定程度上主动参与至电力交易所中。
本发明所基于的认识在于，分散的设备、例如电网参与者(其尤其是例如带有例如光伏设备的建筑物和/或工业参与者并由此可以私人化和/或商业化运行)越来越多地具有如下特点：所述设备除了纯粹的产能设备或能量源、例如光伏设备之外还可以具备自有的能量存储系统、例如电池并且此外还具有尤其可控的耗能器。在此，产能设备、储能系统和耗能器被组合成所谓的设施或机组。从电能的角度看或者从电网的角度看，电网参与者的这些设施(或称为资产)可以表示带有正向和负向调节储备的联合体或者说组合。在此，调节储备或者调节功率是为了在发生不可预见的事件时能够在电网中向电网参与者提供为相应的电网参与者所需的电力功率。为此，在电网、尤其智能电网中例如能够通过相应的电网参与者和/或例如通过可调节的发电站实施例如短期的功率调节。作为备选，通过电网参与者的设施的联合体还可以例如提供为电能在电网中的分配所需的系统服务，作为备选服务或除电力功率之外附加的服务，在此，系统服务例如可以是稳压。
通过蜂窝式方法、也即尽可能大量的分别配备能量管理系统的电网参与者，应该能够提供的可能性在于，将尤其分散的设备或电网参与者特别有利地并且尤其主要对电网有用地、也即伴随着对电网的积极的网络影响整合进该电网中。有利地，在此尤其能量生成和耗能首先在尤其低压电网和/或在中压电网的局部层面上利用局部可供使用的、尤其通过相应的电网参与者所提供的服务或服务选项或灵活性选项有利地达成协调。由此可以在相应的电网内、也即例如在低压电网或中压电网内借助根据本发明的方法有利地能够提供或者提供由相应的电网参与者可供应的服务。这尤其可以通过对相应的电网的限制实现，即，分别具有设施的电网参与者的能量或服务、尤其电能或电力服务和由此相应的服务灵活性首先局部提供给自有的电网，而不需通过传输网络或传输电流保护提供给远程设备。这同样适用于远程的设备或电网参与者的相应的服务选项，所述服务选项必须通过传输网络调取至相应能量管理系统或其电网参与者的相应的电网中。
为特别有利地满足该方法，相应的能量管理系统利用根据本发明的方法运行，从而针对包括电网和连接在电网上的电网参与者的基础设施，能够特别有利地运行反映所述基础设施的电力交易所，也即关于电力或功率在电网中的分配的服务。由此能够在尤其考虑到电网的预期网络限制的情况下实现各种各样的能量服务或调节功率和/或系统服务的尤其区域性交易。
通常，用于有效且尤其成本优化的交易的关键指标分别是充足的流动性。这可以通过市场位置或电力交易所的设计实现，所述设计能够针对不同时间单位或交付时刻通过相应的地区性能源市场的参与者实现非常不同的能源产品、例如能量功率或储备功率和/或至少一种系统服务的同时交易。在此，为了特别高的灵动性优选将所有参与者都纳入。由此可以特别有利地使例如设计为在电网上的工业终端客户的参与者或者构造为建筑物或私人房屋的参与者连同其设施，也即其由产能设备和能量源、例如已然提及的光伏设备、蓄能器、也即尤其是电池和尤其是可控的、例如热泵之类的电耗能器组成的组合，尤其直接参与到服务交易中来。
在此，尤其作为终端耗能器出现的电网参与者的能量管理系统可以控制例如建筑物和/或工业企业内的设施、尤其智慧或智能设施，也即至少一个产能设备、至少一个能量存储系统或者蓄能器和至少一个负载或者至少一个耗能器，从而使得整个系统的运行、也即参与者的所有设施的组合的运行能够特别高效和/或特别成本低廉地实施。为了能够特别有利地实现这一点，通过根据本发明的方法描述了如何能够利用相应的能源交易平台也即相应的至少一个电力交易所尤其自动化地交互，以及如何从技术上实现所述交互。
由于在2018年在德国国家层面上的能源交易以及例如在德国、奥地利和瑞士之间的跨国境的能源交易也都在位于莱比锡的EPEX交易所进行，在该EPEX交易所少有参与者和代理商参与到交易中来，因此通过根据本发明的方法得到的优点在于，参与者和代理商的数量上升。在西欧，对EPEX的参与者的数量例如至少暂时低于1000。此外，尤其在交易平台或电力交易所EPEX中的设定在于：电网、也即所依托的物理部件是铜板，所寻求的功率表现为在物理上与所述铜板相同。这一表现被用作基础，以便在产能与耗能相结合时获得尽可能高的效率或流动性并且首要是特别高的经济效益。
在此在实际中尤其特别明确地示出，电网不能被视作铜板，由此交易平台上不能实现经结合的出价。这尤其可以视作指示，即根据本发明的方法能够实现的能源或服务交易应在尤其局部的电网中、例如在所谓的低压电网或中压电网中实施。由此例如在欧洲或欧盟以外的国家、例如美利坚合众国使用市场的节点定价，其中，在所述节点定价中可以一同考虑网络边际条件。由此，迄今电力市场的区域化会导致更少的竞争，这是因为根据已确定的市场报价的大小能够实现较大电力生产商或电力用户的集中，在此，这一集中并非是没有问题的，因为由此鼓励了市场参与者的串通行为。这所涉及的事实在于，各个市场报价的电力价格与网络节点、所谓的节点(Note)相关。在此，较大的市场参与者可以尝试通过节点定价确定价格。
交易通常在电力交易所有利地通过区块完成，所述区块在时间和/或数量上规定功率。在此，在相应的电力交易所通常存在不同的标准化产品，例如所谓的基本负荷区块，所述基本负荷区块覆盖用于相应电网的全天的基本负载。在此，基本负载是必须始终可供使用的电量，而与具有特别大的电力消耗的峰值时刻无关。所述基本负载例如可以在24小时的时间段内在一兆瓦的恒定功率下确定。针对具有特别高的电力消耗的时间，例如尤其是在白天、尤其是在从8至20时的区间内(在此期间例如若干工业设备或者业务处于运行中并且由此电力消耗较之营业时间以外更高)可以为所谓的峰值负载区块提供报价。这一报价可以相应地在从电力交易所调取的费率获得，由此相应地在构成或者计算负载分布图时加以考虑。
由此通过根据本发明的方法得到其他优点，这是因为电网参与者，尤其至少较小的、零散的、分散的能量子系统或者例如建筑物的能量管理系统或者同样也配备有能量管理系统的多模式微网络，能够主动经由负载分布图通过在根据本发明的方法中在步骤c)中传递负载分布图来将其功率提供给电力交易所。迄今为止，在不使用根据本发明的方法的情况下最多能够将多个电网参与者联接成虚拟的发电站，其中，相应的虚拟的发电站通常由分布在全国的实体或者各个电网参与者组合而成，并且同样并未主动参与到电力交易所中。由此根据本发明的其他优点在于，根据从电力交易所接收的数据能够特别成本低廉地实施能量消耗，所述数据可以表征报价并且由此可以包含例如动态的价格信息，其中，所述数据至少被在电力交易所进行交易的能源供应商接收，并且还能表征电力交易所的指数。这时可以借助负载分布图同样动态地且主动地通过为电网提供功率来对此作出反应。
简而言之，通过根据本发明的方法在能量管理系统上提供用于参与电力市场的接口，其中，通过能量管理能够尤其迭代地通过计算负载分布图来实施规划、尤其日前规划并且提供相应的功率。
在此，能量管理系统能够有利地从一个以上的电力交易所接受数据，并且相应地向一个以上的电力交易所传递负载分布图，从而通过根据本发明的方法能够通过能量管理系统和尤其配属于其的设施向多个市场同时提供功率。在此，多个电力交易所例如是多个能源市场，所述能源市场相互无关，并且能够为能量管理系统提供不同的数据。在此，所述数据可以是针对电网参与者所带来的功率的至少一个报价的不同数值以及针对至少电网参与者所获取的功率的报价的不同数值。而且在多个市场参与者或者电力交易所中也可以有利地、尤其迭代地重复所述方法的步骤a)至步骤c)，直至能量管理系统尤其相应在最终迭代后提供了相应的负载分布图，由此尤其能够固定在相应市场或者在相应电力交易所的价格。
尤其地，在第一次和第二次接收之间、也就是说重复步骤a)时针对报价的数据无改变的情况下，仍可以通过重复步骤b)和步骤c)得到更新的负载分布图。这有利地通过所述方法加以考虑，从而不断相应地更新和重新传递负载分布图。
此外，作为电力交易所之一或者作为能源市场之一，通常本就已经通过订立的能源合同将能量管理系统与电网参与者相连的、该电网参与者的能源供应商也可以针对所述方法被分别视作单独的能源市场或者被视作独立的电力交易所。
由此例如得到用于根据本发明的方法的其他优点，这是因为例如在电力交易所的交易关闭的情况下，该方法能够以迄今习惯的方式如传统的能量管理系统那样继续运行。
在本发明的一种有利的设计方式中，重复步骤a)至步骤c)，直至满足至少一个中断条件，由此停止或者能够停止所述步骤的重复。换言之，当出现尤其涉及电网参与者的特定的边界条件时，停止方法步骤的重复或者所述方法的迭代。在此，这种边界条件或者中断条件例如可以是电力交易所无交易的时间窗。由此可以有利地、特别高效地实施所述方法，这是因为例如不必实施对负载分布图的多余计算，这可以例如以特别有利的方式节省电能。
在此，在本发明的另一种有利的设计方式中，所述中断条件包括不发生通过电力交易所实现的数据提供的时钟时间。换言之，自不能从至少一个电力交易所调取新的数据、尤其呈价格曲线或报价形式的数据的时刻起，停止重复所述方法。由此可以特别有利地运行所述方法，其中，在其间不发生数据提供的时间段内、也即时钟时间区间内，同时能够提供通过负载分布图许诺给电网的功率。
在本发明的另一种有利的设计方式中，当报价达到或高于阈值时，满足中断条件。换言之，在所述方法中可以确定，针对在一定程度上可确定的报价，执行或者提供应为电网带来的功率或者应从电网获取的功率、也即电网参与者相对于电网正向和负向的功率。由此得到的优点在于，例如尤其可以停止所述方法的迭代，由此能够实现能量管理系统的特别高效的运行。作为补充或此外，通过电网参与者的能量管理系统控制的设施或者机组能够相应有利地运行。
在本发明的另一种有利的设计方式中，由电网参与者为电网带来的或应带来的服务包括，电网参与者向电网馈入电能，和/或所述服务包括系统服务、例如尤其电网的稳定化。
在本发明的另一种有利的设计方式中，由电网参与者从电网获取的服务包括，电网参与者从电网接收电能。
换言之，服务或服务灵活性作为能量服务、例如以不同的能源产品、如光伏设备和/或风电机的形式或者作为调节功率或者作为系统服务被提供，或通过耗能器、例如热泵被消耗。由此可以实现的是，利用所述方法以有利的方式能相对为电网带来不同的服务或从电网提取不同的服务。由此得到的优点在于，所述方法能够特别灵活地根据相应电网的性质被调整。
在本发明的另一种有利的设计方式中，负载分布图作为尤其离散的和线性的优化问题被计算。为此，尤其借助在能量管理系统的电子计算装置上执行的优化算法解决该优化问题，所述优化算法可以例如尤其是最小化或最大化算法，所述优化问题特别有利地解析出负载分布图。由此能够实现的是，对于能量管理系统特别有利的负载分布图可以传递至电力交易所。
在本发明的另一种有利的设计方式中，能量管理系统将通过负载分布图表征的功率作为额定功率与电网参与者的实际功率进行比较。此外，在此通过所述比较所确定的在额定功率与实际功率之间的差被计算为待付的补偿。换言之，能量管理系统的设施能被其控制，从而使得所述设施能够提供正向或负向的功率，其中，电网或者电力交易所尤其能够在数量上和/或在时间上预期由能量管理系统在负载分布图中确保的功率。如果这种预期例如由于风电设备缺乏风力(所述风电设备可以是能量管理系统或电网参与者的设施)而不能被满足，这可能例如会对电力交易所产生影响。为了能够补偿所述影响，例如可以在计算在未带来的功率之后应计算的负载分布图时引入加权系数，所述加权系数例如包含尤其用于电力交易所的补偿。在此，所述补偿或者加权系数例如可以被理解为配属于能量管理系统的惩罚性费用，当能量管理系统尤其不满足各市场参与者或者各电力交易所对应被能量管理系统提取和/或馈入的功率的最小和/或最大数量预设值时，所述惩罚性费用就会生效。能量管理系统例如具有负荷管理或者负载管理，所述负荷管理可以负责利用电网参与者的电负荷或者功率来补偿电网中的电流供应。在此，负荷管理可以尝试尤其在最终的负载分布图传递之后或者在日前规划终结之后将该补偿或者由市场或电力交易所确定的惩罚条款设计得特别低，从而能够借助所述方法特别有利地运行能量管理系统。
在本发明的另一种有利的设计方式中，所述功率被限制出最大值和/或最小值。换言之，例如根据运营者的期望，通过所述方法来确定向每个市场或者向各电力交易所输出或从该处或从电网获取的功率是否应向上和/或向下限定。由此能够实现电网参与者的特别好的负荷度以及由此其设施的特别高效的运行，所述设施能够通过能量管理系统控制。
在本发明的另一种有利的设计方式中，所述能量管理系统与至少另一个与电网相连或可相连的对应的能量管理系统形成虚拟的发电站。在此，虚拟的发电站可以被理解为电网参与者的多个实体的组合，也就是零散的、分散的多个电流生成单元或者电源、例如各个电网参与者的各光伏设备或水力发电设备、沼气或风能以及热电联产厂的组合，所述组合可以可靠地提供电力功率并且由此能够至少部分替换来自大型发电站的功率。
在本发明的另一种有利的设计方式中，能量管理系统根据虚拟的发电站的形成来确定负载分布图。换言之，能量管理系统可以因维持呈其用于虚拟的发电站的功率的形式的容量、例如呈分钟储备的形式而获得激励，例如呈价格费率或特别优惠的报价的形式，或者在其他的负载分布图中或者在未来的日前规划中考虑所述激励。根据在日前规划中所考虑的所述价格费率或激励，能量管理系统目前能够判断是否应提供容量或功率。
此外，除了虚拟的发电站之外，作为类似于电力交易所的例如灵活性市场，还存在其他额外的市场或者电力交易所，其分别例如准备灵活性价格，所述灵活性价格可以通过能量管理系统调取。在此，在各市场的所述灵活性价格每次升级或每次更新之后，或者在周期性运行、如上所述的迭代之后，尤其通过能量管理系统的电子计算装置计算新的日前规划和新的负载分布图。随后，所得到的灵活性或者服务灵活性以计算出的负载分布图的形式传送给相应的市场或相应的电力交易所。随后，每个市场又可以预先通告其最终的灵活性价格，由此能量管理系统接收所述灵活性价格并且根据该灵活性价格确定呈应输出或应接收的功率形式的、相对应的灵活性，这由此成为相关市场的该方法的最终迭代。由此针对通过所述方法运行能量管理系统得到的优点在于，该方法能够特别高效地运行。此外，总体上针对电网得到的优点在于，例如通过将多个能量管理系统组合成虚拟的发电站能够有利地提供调节功率或调节储备。
此外，本发明的第二方面涉及一种电子计算装置，尤其能量管理系统的电子计算装置，所述能量管理系统设计用于实施如上所述的方法。
本发明的另一方面涉及根据本发明的计算机程序，所述计算机程序在电子计算装置中执行根据本发明的方法。所述计算机程序在此也以计算机程序产品的形式存在，所述计算机程序产品能够直接装载到计算装置的存储器中，其带有计算机程序代码装置，以便在计算机程序产品在该电子计算装置的尤其计算装置中运行时执行根据本发明的方法。
本发明的另一方面涉及电子可读取的数据载体。在此，根据本发明的电子可读取的数据载体包括存储在该数据载体上的电子可读取的控制信息，所述控制信息至少包括根据本发明的计算机程序或构造为，在数据载体应用于能量管理系统的控制装置或电子计算装置中时，所述控制信息执行根据本发明的方法。
之前或以下所给出的根据本发明的方法的性质和改进方案以及相应的优点应分别可转用至根据本发明的电子计算装置中和/或用于或可用于实施根据本发明的方法的构件中，反之亦然。出于该理由在此省去了相应的用于根据本发明的方法和用于根据本发明的电子计算装置的每个方面的具体阐述。
本发明的其他技术特征、技术细节和优点由以下优选实施例以及借助附图给出。
在此，唯一的附图示出示意性的交互示意图，用于阐释能量管理系统的功能性。
唯一的附图示出示意性的交互示意图10，其示出与至少一个电网电连接的或可电连接的电网参与者的能量管理系统12与至少一个能源市场14之间的流程和功能关联，所述能源市场尤其可以是电力交易所16。除了所述功能关联之外，还通过相应的示意性示出的时间轴t表示该流程的时间结构。时间轴在此仅示意性地且局部示出，而不一定相对于功能关联符合比例。关键在于，时间轴具有两个区域或部分，其中一个区域对应于前一日18，并且另一个区域对应于当日20。
应根据交互示意图10介绍一种方法，通过所述方法能够特别有利地运行能量管理系统12。为此，能量管理系统12在此包括用于日前规划22的模块，通过所述模块能够在前一日18执行针对当日20的规划。日前规划22建立负载分布图36，所述负载分布图尤其反映出在当日20期间在电网接入点上的电网参与者的负载过程。所述日前规划22涉及以当日20的初始开启的24小时时间范围。在此，能够考虑可供规划时刻使用的数据24。
为了用于运行能量管理系统的方法，在步骤a)中由至少一个电力交易所16或市场参与者提供该数据24，并且从能量管理系统12尤其通过合适的接口接收该数据24。在此，由至少一个电力交易所16提供的数据24表征针对至少一个由电网参与者为电网所带来的服务的至少一个报价，和/或所述数据24表征针对由至少一个电网参与者从电网提取的服务的至少一个报价。换言之，各能源市场14的或电力交易所16的数据24可以提供针对功率馈入或用于满足功率需求的价格。作为备选或补充，所述数据24也可以包含能源市场14或电力交易所16、例如EPEX的价格曲线。
由此，在通过方法步骤a)接收所述数据后，尤其利用日前规划22的模块，通过在后续的方法步骤b)中所实施的计算方法预估如前所述的负载分布图36，所述计算方法有利地尤其是优化方法，尤其是离散和线性的。此时，在所述方法的步骤c)中，将在步骤b)中根据步骤a)的接收数据尤其利用日前规划22所确定的负载分布图36反馈传递至电力交易所16或能源市场14。由此本方法执行一次。
能量管理系统12有利地具有计算装置以及至少一个接口，其中，所述方法有利地在能量管理系统12的计算装置上执行，其中，数据24或负载分布图36的通信、尤其传递或接收通过至少一个接口完成。在此，模块30、日前规划22以及其他模块尤其理解为通过电子计算装置可执行或可控制的模块。
为了尤其借助优化问题确定和计算负载分布图36，可以考虑规划参数26。所述规划参数26例如可以包含例如确定的预测模型，所述预测模型例如针对以下被称为电网参与者的设施28的设备和/或部件的运行状态。在此，所述电网参与者的设施28尤其可以是至少一个用于电流生成的设备或电源，例如光伏设备和/或风电设备。此外，设施28的其他部分尤其是蓄能器、例如电池，最后，电网参与者的其他设施28是耗能器、例如热泵或其他加热和/或冷却装置。此外，在规划参数26中例如还包含有天气数据，所述天气数据例如在计算功率时例如鉴于云层形成对构造为光伏设备的电网参与者的设施28进行不同评价。
作为备选或补充，用于构造为风电设备的设施的风力强度可以例如作为天气事件保持在规划参数26中。在此，规划参数26可以被规律地和/或连续地动态更新或提供，并且分别以当前的形式提供给设计为能量管理系统12的部分的、用于提供当日20期间的功率的模块。这通过相应的箭头被示意性示出。所述模块30在此包括日内重新规划32和负载管理34，日内重新规划32的相应的结果被提供给所述负载管理。借助日内重新规划32可以基于日前规划22，在考虑这时可供使用的当前的或更新的信息的情况下，例如考虑相应更新的数据24和此外可能的规划参数26和/或在日前规划22、也即尤其在步骤c)中传递的负载分布图36与在当日20期间的实际运行之间已确定的偏差，来实施当日20期间以设施28的形式可供使用的资源(由步骤b)得到的功率)的重新评价和重新规划。
为了能够特别有利地实施所述方法，可以重复步骤a、b和c，从而能够基于尽可能当前的数据24分别计算负载分布图36。所述步骤的重复通过迭代循环38示出。在此，步骤a)至c)的重复一直有利地进行，直至满足至少一个中断条件，由此停止步骤a)至c)的重复。在此有利地，这种中断条件是不发生由电力交易所16实现的数据24的提供的时钟时间。换言之，向能源市场14或向电力交易所16应释放或应提供的功率、也即电网参与者的正向或负向的功率仅在确定的尤其日间交易。在该交易时间以外不能调取更新的数据24，因此步骤b)和c)的重新执行与在迭代中之前刚计算出的负载分布图36相比不具有变化。
有利地，该中断条件或者额外的中断条件可以是报价高于或达到确定的阈值。换言之，负载分布图36和由此通过电网参与者借助能量管理系统12应提供或应获取的功率、尤其所述功率的量尤其在接下来的24小时内不再继续改变。
能源市场14或电力交易所16和在该处实行的交易类型的示例可以例如是：在EESX(欧洲能源交易所)的期货交易、带有系统服务的交易、例如在EPEX(欧洲电力交易所)通过日前操作进行的短期交易或者例如在EPEX Spot进行的日前交易。
能量管理系统12(简称为EMS)可以被视作能量子系统，其中，多个能量子系统或者能量管理系统12零散地分布，并且由此被理解为电网的零散的部件或作为电网的零散的分布的电网接入点，在所述电网接入点上可以分别完成电能向电网的馈入或电能从电网的导出。通过所述方法形成的优点在于，至少一个能量管理系统12或能量子系统主动能够尤其通过以数量为基础的服务参与至尤其与本地的能源市场14或电力交易所16的电力交易中。从能量管理系统12方面主动参与交易所带来的优点在于，整体的能量系统能够更成本低廉或特别有利地和/或此外还以特别高的能效运行。
总而言之，通过交互示意图10所示的能量管理系统12尤其参与到所谓以价格为基础的黑箱市场中，其方式在于，尤其通过负载分布图36发出报价，所述报价表征可由市场参与者的设施28提供的正向或负向的功率。在此，在持续尤其24小时的、由所述日前规划22执行的日前规划内，分别针对电网接入点计算优化的负载分布图36、尤其电网参与者的设施28的整体的优化的负载分布图36。
在此还额外提供：由电网参与者为电网所带来的服务有利地包括电网参与者将电能馈入电网和/或系统服务、尤其电网的稳定化。换言之，所述方法能够既针对能源市场又针对灵活性市场、例如具有调节功率的交易实施。
作为备选或补充，由电网参与者从电网获取的服务包括电网参与者从电网接收的以及例如借助其设施28内的耗能器、例如热泵被消耗的电能，从而例如在电网的负载峰值时电网参与者能够缓解电网的负担，电网参与者为此也可以通过市场参与得到报酬。
有利地，由能量管理系统12通过控制设施28可提供或可获取的功率被限制出确定的最大值和/或限定出确定的最小值，也即能量管理系统12仅给出可确定的且例如可由使用者确认的正向或负向功率，直至确定的最大值。
有利地，电力交易所16或能源市场14是以数量为基础的本地的市场，也即交易优选在设计为低压电网的电网内或设计为中压电网的电网内进行，电网参与者接入所述电网，从而有利地不发生例如通过传输网络向其他的例如中压电网的电力传输。
通过尤其针对多个能源市场14、尤其电力市场或电力交易所16对所述方法的迭代式重复和负载分布图的传递，其中，还可以从市场侧、也即从电力交易所16方面实现对价格曲线、也即已更新的数据24的迭代式调整，能够作为备选或附加还实现其他方案。由此，能量管理系统12从多个能源市场14接收相应的数据，其中，借助优化问题相对于价格曲线或数据实现优化。在此，所形成的负载分布图36传递至相应的能源市场14，所述负载分布图相当于在电网接入点处的能量平衡。作为备选或补充，例如可以从多个能源市场分别接收多个数据24，其呈多个数据组、例如多个价格曲线的形式，尤其例如一次接收10个数据组。在此，负载分布图36相对于所有这些数据24或者价格曲线的优化如上所述被用作优化问题。价格曲线有关能量平衡或负载分布图36的组合的反馈或传送可以在此进行。在此，相应的能源市场14或电力交易所16可以尤其集中地从在价格曲线36的这个尤其离散的报价中做出选择，由此可以相应地提供或请求由电网参与者根据多个负载分布图中的一个负载分布图36所预先给定的功率。
至少一个负载分布图36通常仅是在其是最终的情况下、也即例如当即使重复迭代该方法所述数据24也不发生改变的情况下，才具有约束性，其中，在此尽管数据24相同，但根据规划参数26可以形成不同的负载分布图36。
在所述方法的一种有利的设计方式中，能量管理系统12将通过负载分布图36表征的功率作为额定功率与电网参与者的实际功率进行比较。在此，针对通过所述比较所确定的在额定功率与实际功率之间的差，计算应交付的、尤其对能源市场14或电力交易所16的补偿。换言之，通过能量管理系统12可以结算罚金44，尤其是在日前规划22提供了负载分布图36，而该负载分布图不能满足由能量管理系统12许诺给能源市场14的功率的情况下。罚金44可以有利地作为备选或补充在运行能量管理系统12时就已经在目标函数中被考虑。
再次总结如下，多个能源市场14参与该方法，每个能源市场发送其各自的数据24。此外，各自的能源供应商40可以被视作一个能源市场14或电力交易所16。在此，在多个能源市场14参与的情况下分别根据各个数据24传递相应的调整的负载分布图36。随后在迭代的最后步骤中或者通过另一迭代循环38接收数据24的最终的数据组，所述最终的数据组具有最终的、尤其约束性的价格，所述价格代表由能量管理系统12对功率的提供和获取。
在此，每个能源市场14都是独立的，也即每个能源市场14都不知道相应其他能源市场14在做什么。
在此，本地市场的能量数额可能是有限的，也即无论正向还是负向，仅交易一定数量的功率。
上述罚金44或者补偿同样对于每个能源市场14是不同的。在此，负载管理34构造为，所述设施28通常被控制，从而使得罚金44能够保持得特别低。在此，尤其例如风力或日照的缺乏尤其在可再生电力生成设施28中会导致罚金44。
相应的能源市场14或者相应的电力交易所16又可以具有扩展的费率结构，所述费率结构尤其例如可以在数据24中导致特别细致或者特别大量的相应信息。
所述服务还可以如上所述地以服务灵活性的形式或者作为灵活性选项被提供或者被获取，从而替代纯粹的能量或电量，还能够相应地交易其他产能。由此能量管理系统12还能够与既交易能源又交易产能的能源市场14或电力交易所16接触，其中，所述能量管理系统的部件、例如模块30、然而尤其是日前规划22总体上至少被组合成交易模块。
这可以例如以有利的方式实现，从而使能量管理系统12与至少另一个和电网相连或可相连的电网参与者或其对应的能量管理系统12形成虚拟的发电站42，其中根据虚拟的发电站42的形成确定负载分布图36。在此，各个虚拟的发电站42同样针对这时应提供的功率实施迭代。
作为备选或补充，还可以通过相应的能源市场14限制出功率的最大值或最小值。
通过所述方法，可以运行一个或所述能量管理系统12，从而使能量管理系统能够借助接口与多个电力交易所16或交易平台进行通信，其中，与最后提到的两个市场参与者的至少一个交换带有负载分布图36的数据24，其中，这尤其迭代地实施，直至例如交易周期结束、例如前一日18的22时，以便为当日20提供功率。由此形成的优点在于，相应的负载分布图36和由此提供的功率特别有利地且由此成本低廉和/或高能效地设计。
其中描述的方法还可以以计算机程序或计算机程序产品的形式存在，从而当所述计算机程序或计算机程序产品在计算装置中执行时，使所述方法在能量管理系统内部或在能量管理系统12的计算装置内实施。同样地，可以存在电子可读取的数据载体(未示出)连同存储在所述数据载体上的电子可读取的控制信息，所述控制信息至少包括上述计算机程序产品并且设计为，在使用数据载体的情况下所述控制信息尤其在能量管理系统12中执行所述方法。
附图标记列表
10 交互示意图
12 能量管理系统
14 能源市场
16 电力交易所
18 前一日
20 当日
22 日前规划
24 数据
26 规划参数
28 设施
30 模块
32 日内重新规划
34 负载管理
36 负载分布图
38 迭代循环
40 能源供应商
42 虚拟的发电站
44 罚金

Claims (14)

1.一种用于运行至少一个在电网接入点上与至少一个电网电连接或可电连接的电网参与者的能量管理系统(12)的方法，所述方法包括步骤：
a)借助所述能量管理系统(12)：接收由至少一个电力交易所(16)提供的数据(24)，所述数据表征针对至少一个由电网参与者为电网所带来的服务的至少一个报价和/或针对至少一个由电网参与者从电网获取的服务的至少一个报价；
b)借助所述能量管理系统(12)：根据已接收的数据(24)针对电网参与者确定至少一个负载分布图(36)，其中所述电网参与者借助所述能量管理系统(12)至少暂时根据已确定的负载分布图(36)可运行或者运行，使得电网参与者为电网带来功率和/或从电网获取功率；并且
c)将所述负载分布图(36)传递给电力交易所。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)至步骤c)重复，直至满足至少一个中断条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中断条件包括不发生由电力交易所(16)实现的数据(24)提供的时钟时间。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，当报价达到或高于阈值时，满足所述中断条件。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由电网参与者为电网所带来的服务包括电网参与者向电网馈入电能和/或系统服务、尤其电网的稳定化。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，由电网参与者从电网获取的服务包括电网参与者从电网接收电能。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，负载分布图(36)作为尤其离散和线性的优化问题被计算。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述能量管理系统(12)将通过负载分布图(36)表征的功率作为额定功率与电网参与者的实际功率相比较，并且针对由所述比较确定的在额定功率与实际功率之间的差来计算应付出的补偿。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述功率被限制出最大值和/或最小值。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述能量管理系统(12)与至少一个另外的、和电网相连或可相连的电网参与者对应的能量管理系统(12)形成虚拟的发电站(42)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，能量管理系统(12)根据虚拟的发电站(42)的形成来确定负载分布图(36)。
12.一种电子计算装置，所述电子计算装置被构造用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
13.一种计算机程序，其能够直接装载到电子计算装置的存储器中，所述计算机程序带有程序装置，以便当程序在计算装置中执行时实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。
14.一种电子可读取的数据载体，其带有存储在所述数据载体上的电子可读取的控制信息，所述控制信息至少包括根据权利要求13所述的计算机程序并且设计为，当在电子计算装置中使用所述数据载体时所述控制信息执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
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