DE10062027A1 - Verfahren und Anordnung zum Ermitteln eines Gesamtenergiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten sowie Computerprogramm-Erzeugnis und computerlesbares Speichermedium - Google Patents

Verfahren und Anordnung zum Ermitteln eines Gesamtenergiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten sowie Computerprogramm-Erzeugnis und computerlesbares Speichermedium

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DE10062027A1
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Abstract

Jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät-Software-Agent zugeordnet. Die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral-Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, mit der angegeben wird, wie viel Energie das Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt. Aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt-Energiebedarf ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Ermitteln eines Gesamtenergiebedarfs einer Mehrzahl von ener­ gieverbrauchenden Endgeräten sowie ein Computerprogramm- Erzeugnis und ein computerlesbares Speichermedium.
Ein solches Verfahren, eine solche Anordnung sowie ein sol­ ches Computerprogramm-Erzeugnis und computerlesbares Spei­ chermedium sind aus [F. Ygge et al. The Homebots System and Field Test: A Multi Commodity Market for Predictive Power Load Management, erhältlich im Internet am 07. 05. 1998 unter der Adresse:
http:/ / www.enersearch.se/~ygge] bekannt.
Bei diesem Verfahren ist ein Software-Agent vorgesehen für eine Menge energieverbrauchender Endgeräte. Für die gesamte Menge der Endgeräte wird ein Verbrauchsmodell erstellt, mit dem ein üblicher zeitlicher Verlauf eines Gesamtenergiebe­ darfs aller berücksichtigten Endgeräte beschrieben wird. Die­ ses Verlaufsmodell wird in [F. Ygge et al. The Homebots System and Field Test: A Multi Commodity Market for Predictive Power Load Management, erhältlich im Internet am 07. 05. 1998 unter der Adresse:
http:/ / www.enersearch.se/~ygge] als Lastmodell bezeichnet. Ferner sind mehrere Energieversorgungseinheiten, beispiels­ weise Energieversorgungsunternehmen, vorgesehen, denen je­ weils Energieversorgungs-Software-Agenten zugeordnet sind. Die Energieversorgungs-Software Agenten enthalten eine Infor­ mation über Preise, für die das jeweilige Energieversorgungs­ unternehmen Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. über einen zeitlichen Verlauf zur Abnahme anbietet. Der Software- Agent kommuniziert mit allen Energieversorgungs-Software- Agenten, um eine für den Software-Agenten preislich optimier­ te Verteilung der Abnahme von Energie von verschiedenen Ener­ gieversorgungsunternehmen auszuhandeln. Ist eine für den Software-Agenten preislich optimierte Abnahme von Energie von den verschiedenen Energieversorgungsunternehmen ausgehandelt worden, so wird die Energie von den Energieversorgungsunter­ nehmen gekauft und nach Übertragung der Energie wird die ge­ samte Energie den einzelnen energieverbrauchenden Endgeräten zur Verfügung gestellt entsprechend dem ermittelten Verbrauchsmodell.
Aus [FIPA 1997, Version 1.0 Teil 2, Seite 41 bis 47] sind Grundlagen über Kommunikationsmechanismen bei Software-Agenten bekannt.
Unter einem Software-Agenten ist im weiteren ein Prozess ei­ nes Computerprogramms zu verstehen.
Das Verfahren aus [F. Ygge et al. The Homebots System and Field Test: A Multi Commodity Market for Predictive Power Load Management, erhältlich im Internet am 07. 05. 1998 unter der Adresse:
http:/ / www.enersearch.se/~ygge] weist verschiedene Nachteile auf. Die Ermittlung des Gesamtenergiebedarfs und damit auch die Abnah­ me der Gesamtenergie von Energieversorgungsunternehmen ist sehr ungenau und damit oftmals nicht bedarfsgerecht und au­ ßerdem unflexibel. Dies führt unter Umständen zu unnötigem Erwerb von Energie zu Zeitpunkten, in denen sie nicht benö­ tigt wird.
Somit liegt der Erfindung das Problem zugrunde, einen Gesamt­ energiebedarf für eine Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten zu ermitteln, wobei die Ermittlung gegenüber dem oben beschriebenen bekannten Verfahren genauer und flexibler ist.
Das Problem wird durch das Verfahren, die Anordnung, das Com­ puterprogramm-Erzeugnis sowie das computerlesbare Speicherme­ dium mit den Merkmalen den unabhängigen Patentansprüchen ge­ löst.
Im Rahmen eines Verfahrens zum rechnergestützten Ermitteln eines Gesamtenergiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrau­ chenden Endgeräten ist jedem energieverbrauchenden Endgerät ein Endgerät-Software-Agent zugeordnet. Die Endgerät- Software-Agenten übermitteln einem Zentral-Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der angegeben wird, wie viel Energie das jeweilige Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt. Aus den Energiebedarfsangaben wird von dem Zentral-Software-Agenten ein Gesamt-Energiebedarf ermittelt.
Bei einer Anordnung zum Ermitteln eines Energiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten sind die Endge­ räte mit einem Prozessor gekoppelt, der derart eingerichtet ist, dass folgende Verfahrensschritte durchführbar sind:
  • - Jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
  • - die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der angegeben wird, wie viel Energie das Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
  • - aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
Ein Computerprogramm-Erzeugnis umfasst ein computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programm gespeichert ist, das es einem Computer ermöglicht, nachdem es in einen Speicher des Computers geladen worden ist, folgende Schritte durchzuführen zum Ermitteln eines Gesamtenergiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten:
  • - Jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
  • - die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der angegeben wird, wie viel Energie das Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
  • - aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
Auf einem computerlesbaren Speichermedium ist ein Programm gespeichert, dass es einem Computer ermöglicht, nachdem es in einen Speicher des Computers geladen worden ist, folgende Schritte durchzuführen zum Ermitteln eines Gesamtenergiebe­ darfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten:
  • - Jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
  • - die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der angegeben wird, wie viel Energie das Endgerät für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
  • - aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass durch Zuordnung einzelner Software-Agenten an jedes energieverbrau­ chendes Endgerät eine sehr flexible, bedarfsgerechte Ermitt­ lung des Gesamt-Energiebedarfs aller berücksichtigten Endge­ räte gewährleistet wird. Dies führt zu einer flexiblen, ge­ nauen und somit kostensparenden Energieversorgung der Endge­ räte.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die im weiteren beschriebenen Ausgestaltungen gelten sowohl für das Verfahren als auch für die Anordnung, das Computer­ programm-Erzeugnis und das computerlesbare Speichermedium.
In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, dass von dem Zen­ tral-Software-Agenten unter Verwendung einer gespeicherten Da­ tei mindestens eine Energieversorgungseinheit ausgewählt wird, von der eine Gesamtenergie in Höhe zumindest eines Teils des Gesamtenergiebedarfs angefordert wird, wobei in der Datei für mehrere Energieversorgungseinheiten Energiepreise bei Anforderung von Energie gespeichert sind.
Den Endgerät-Software-Agenten kann jeweils eine Priorität zu­ geordnet sein, mit der angegeben wird, wie wichtig die Erfül­ lung des Energiebedarfs des jeweiligen Endgeräts ist.
In einer weiteren Ausgestaltung kommuniziert der Zentral- Software-Agent mit verschiedenen Energieversorgungs-Software- Agenten, um Energiepreise zu ermitteln. Abhängig von den er­ mittelten Energiepreisen wird eine Gesamtenergie in Höhe von zumindest eines Teils des Gesamtenergiebedarfs von mindestens einer Energieversorgungseinheit angefordert.
Die Gesamtenergie in Höhe des Gesamtenergiebedarfs kann an eine Energieverteilungseinheit übertragen werden, von der die Gesamtenergie in Endgeräte-Energieteile aufgeteilt wird, die an die Endgeräte übertragen werden.
Zumindest ein Teil der Software-Agenten können als mobile Software-Agenten ausgestaltet sein.
Die energieverbrauchenden Endgeräte können beispielsweise sein:
  • - Haushaltsgeräte, beispielsweise eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, eine Geschirrspülmaschine,
  • - ein Fernseher,
  • - ein Videorecorder,
  • - eine Heizung,
  • - ein Durchlauferhitzer,
  • - ein Computer
  • - ein Kühlschrank,
  • - ein Gefrierschrank oder dergleichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figuren dar­ gestellt und wird im weiteren näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Skizze, in der das dem Ausführungsbeispiel zugrunde liegende Architekturprinzip dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt eine Skizze, in der das Zusammenwirken einzelner Software-Agenten zur Ermittlung eines Gesamtenergiebedarfs und die Abnahme von Energie verschiedener Energieversorgungs­ unternehmen dargestellt ist.
Die im weiteren beschriebenen Software-Agenten sind derart eingerichtet, dass die Kommunikationsmechanismen zur Kommuni­ kation der einzelnen Software-Agenten derart realisiert wer­ den, wie sie in [FIPA 1997, Version 1.0 Teil 2, Seite 41 bis 47] beschrieben sind.
Das Ausführungsbeispiel geht von folgender Situation aus.
Es ist ein Haus 100 vorgesehen, das über ein intelligentes Kommunikationsnetz 120 mit einer Energieverteilzentrale 140 verbunden ist.
Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl n von Haushalten, das heißt Wohnungen oder Häuser, über das intelligente Kommu­ nikationsnetz 120 mit der Energieverteilzentrale 140 verbun­ den sein.
In dem Haus 100 wird mit einem ersten Prozessor 101 ein in einem Speicher als Computerprogramm gespeicherter Zentral- Software-Agent 102 ausgeführt.
Mit dem ersten Prozessor 101 sind über Stromleitungen 103, 104, 105, 106 energieverbrauchende Endgeräte, d. h. eine Waschmaschine 107, eine Kühltruhe 108, eine Spülmaschine 109 sowie ein Ofen 110, verbunden.
Jedes der energieverbrauchenden Endgeräte weist einen Prozes­ sor und einen Speicher auf, in dem jeweils ein Endgerät- Software-Agent 113, 114, 115, 116 gespeichert ist, der je­ weils dem energieverbrauchenden Endgerät 107, 108, 109, 110 zugeordnet ist.
Ferner weist das Haus 100 eine Solaranlage 111 auf, die eben­ falls einen Prozessor und einen Speicher aufweist, in der ein Solar-Software-Agent gespeichert ist. Die Solaranlage 111 ist über eine weitere Leitung 112 mit dem ersten Prozessor 101 verbunden. Die Endgerät-Software-Agenten 113, 114, 115, 116 sowie der Solar-Software-Agent 117 kommunizieren mit dem er­ sten Prozessor 101 über die Stromleitungen 103, 104, 105, 106, 112 unter Einsatz der Powerline Communication Technologie.
Jedem Endgerät-Software-Agenten 113, 114, 115, 116 ist für das jeweilige Endgerät 107, 108, 109, 110 ein zeitlicher Ver­ lauf des Energiebedarfs des jeweiligen Endgeräts für einen Kalendertag bekannt. Diesen zeitlichen Verlauf des Energiebe­ darfs (Energiebedarfsangabe) überträgt jeder Endgerät- Software-Agent 113, 114, 115, 116 dem Zentral-Software- Agenten 102. Ferner wird dem Zentral-Software-Agenten 102 von dem Solar-Software-Agenten 117 ein zeitlicher Verlauf über­ mittelt, mit dem angegeben ist, wie viel Energie von der So­ laranlage 111 dem Haus 100 jeweils zur Verfügung gestellt werden kann.
Durch Summenbildung der einzelnen Energiebedarfsangaben er­ mittelt der Zentral-Software-Agent 102 den Gesamt- Energiebedarf der Endgeräte in dem Haus 100.
Der Zentral-Software-Agent 102 baut anschließend eine Verbin­ dung mit einem Verhandlungs-Software-Agenten 121 in dem in­ telligenten Kommunikationsnetz 120 auf. Ferner baut der Zent­ ral-Software-Agent 102 eine Verbindung mit einem weiteren Software-Agenten 122 auf, von dem der Zentral-Software-Agent 102 eine Menge von Energieversorgungsunternehmen übermittelt bekommt, von denen Energie angeboten wird.
Aus den Energieversorgungsunternehmen wählt der Zentral- Software-Agent eine beliebige Anzahl von Energieversorgungs­ unternehmen aus, von denen der Zentral-Software-Agent 102 grundsätzlich bereit ist, Energie abzunehmen.
Diese Menge von Energieversorgungsunternehmen übermittelt der Zentral-Software-Agent dem Verhandlungsagenten 121.
Der Verhandlungsagent 121 ist mit einer Vielzahl von Energie­ versorgungsunternehmen 140 verbunden, die jeweils einen Ener­ gieversorgungs-Software-Agenten 141 enthalten. Dem Energie­ versorgungs-Software-Agenten 141 wird eine Preisangabe von einer Energieversorgungsverwaltungseinheit 142 zur Verfügung gestellt. Dabei wird von dem Energieversorgungsmanager aus dem jeweiligen Energieversorger 140 zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Energiearten (Wasserkraftenergie 143, Wind­ energie 144, Gasenergie 145 oder Atomenergie 146) eine Menge unterschiedlicher Preisverläufe, das heißt Tarifarten, dem Energieversorgungs-Software-Agenten 141 mitgeteilt.
Als Tarifarten sind unter anderem vorgesehen:
  • - Eine feste Grundabnahme von Energie, über weitere Energie muss zwischen den einzelnen Software-Agenten jeweils sepa­ rat verhandelt werden;
  • - eine feste Grundabnahme von Energie, wobei eine zusätzli­ che Abnahme weiterer Energie einen vorgegebenen zusätzli­ chen Preis kostet;
  • - eine variable Abnahme von Energie, wobei verschiedene Ta­ rife bei unterschiedlichen Abnahmemengen von Energie zu verschiedenen Zeiträumen gelten.
Somit stehen dem Energieversorgungs-Software-Agenten unter­ schiedliche Tarifarten und damit unterschiedliche Verläufe von Preisen über einen jeweiligen vorgegebenen Zeitraum zur Verfügung.
Gemäß dem in [FIPA 1997, Version 1.0 Teil 2, Seite 41 bis 47] beschriebenen Verhandlungsmechanismus ver­ handeln der Verhandlungs-Software-Agent 121 mit den Energie­ versorgungs-Software-Agenten 141 über die verschiedenen Preisverläufe und Tarifarten.
Nachdem eine Einigung über eine Tarifart und eine Menge abzu­ nehmender Energie in Höhe des Gesamtenergiebedarfs erzielt worden ist, wird von dem. Verhandlungsagenten 121 eine Bestel­ lung von Energie an die Energieversorgungs-Software-Agenten 141 übermittelt.
Anschließend übertragen die Energieversorgungsunternehmen 141 Energie an eine Energieverteilungseinheit in dem Haus 100. Die Energieverteilungseinheit in dem Haus 100 teilt gemäß den Energiebedarfsangaben der einzelnen Endgeräte, die zur Verfü­ gung gestellte Energie auf und überträgt diese an die einzel­ nen energieverbrauchenden Endgeräte 107, 108, 109, 110.
Im weiteren sind einige alternative Ausführungsformen zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt:
In einer Variante ist es vorgesehen, dass pro einbezogenen Energieversorgungsunternehmen 140 in dem Haus 100 ein separa­ ter Energiezähler vorgesehen ist, mit dem jeweils die von ei­ nem Energieversorgungsunternehmen 140 zur Verfügung gestellte Energie protokolliert wird. Auf diese Weise wird die Abre­ chenbarkeit der tatsächlich verbrauchten Energie erheblich vereinfacht.
Es können grundsätzlich eine beliebige Anzahl m von Energie­ versorgungsunternehmen 140 in das Verfahren miteinbezogen werden.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, einen Verhandlungsagen­ ten 121 vorzusehen. Der Zentral-Software-Agent 102 kann auch direkt mit dem Energieversorgungs-Software-Agenten 141 ver­ handeln und die abzunehmende Energie bestellen.
Ferner können auch einzelne Software-Agenten als mobile Soft­ ware-Agenten ausgestaltet sein.
In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
[F. Ygge et al. The Homebots System and Field Test: A Multi Commodity Market for Predictive Power Load Management, erhältlich im Internet am 07. 05. 1998 unter der Adresse:
http:/ / www.enersearch.se/~ygge];
[FIPA 1997, Version 1.0 Teil 2, Seite 41 bis 47].

Claims (10)

1. Verfahren zum rechnergestützten Ermitteln eines Energiebe­ darfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten,
bei dem jedem energieverbrauchenden Endgerät ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet ist,
bei dem die Endgerät-Software-Agenten einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe über­ mitteln, in der jeweils angegeben wird, wie viel Energie das Endgeräte für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
bei dem aus den Energiebedarfsangaben ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem von dem Zentral-Software-Agenten unter Verwendung einer gespeicherten Datei mindestens eine Energieversor­ gungseinheit ausgewählt wird, von der eine Gesamtenergie in Höhe zumindest eines Teils des Gesamtenergiebedarfs an­ gefordert wird,
wobei in der Datei für mehrere Energieversorgungseinheiten Energiepreise bei Anforderung von Energie gespeichert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem den Endgerät-Software-Agenten jeweils eine Priorität zugeordnet ist, mit der angegeben wird, wie wichtig die Er­ füllung des Energiebedarfs des jeweiligen Endgeräts ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem der Zentral-Software-Agent mit verschiedenen Ener­ gieversorgungs-Software-Agenten kommuniziert, um Energie­ preise zu ermitteln,
bei dem abhängig von den ermittelten Energiepreisen eine Gesamtenergie in Höhe zumindest eines Teils des Gesamt­ energiebedarfs von mindestens einer Energieversorgungsein­ heit angefordert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
bei dem die Gesamtenergie in Höhe des Gesamtenergiebedarfs einer Energieverteilungseinheit übertragen wird,
bei dem die Gesamtenergie in Endgeräte-Energieteile aufge­ teilt wird,
bei dem die Endgeräte-Energieteile an die Endgeräte über­ tragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zumindest ein Teil der Software-Agenten mobile Soft­ ware-Agenten sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Endgeräte Haushaltsgeräte sind.
8. Anordnung zum Ermitteln eines Energiebedarfs einer Mehr­ zahl von energieverbrauchenden Endgeräten,
mit energieverbrauchenden Endgeräten, die mit einem Prozessor gekoppelt sind, der derart eingerichtet ist, dass folgende Verfahrensschritte durchführbar sind:
jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der jeweils angegeben wird, wie viel Energie das Endgeräte für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
9. Computerprogramm-Erzeugnis, das ein computerlesbares Spei­ chermedium umfasst, auf dem ein Programm gespeichert ist, das es einem Computer ermöglicht, nachdem es in einen Speicher des Computers geladen worden ist, folgende Schritte durchzu­ führen zum Ermitteln eines Energiebedarfs einer Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten,
jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der jeweils angegeben wird, wie viel Energie das Endgeräte für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
10. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Programm ge­ speichert ist, das es einem Computer ermöglicht, nachdem es in einen Speicher des Computers geladen worden ist, folgende Schritte durchzuführen zum Ermitteln eines Energiebedarfs ei­ ner Mehrzahl von energieverbrauchenden Endgeräten,
jedem energieverbrauchenden Endgerät ist ein Endgerät- Software-Agent zugeordnet,
die Endgerät-Software-Agenten übermitteln einem Zentral- Software-Agenten jeweils eine Energiebedarfsangabe, in der jeweils angegeben wird, wie viel Energie das Endgeräte für einen vorgegebenen Zeitraum benötigt,
aus den Energiebedarfsangaben wird ein Gesamt- Energiebedarf ermittelt.
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