DE102005001143A1

DE102005001143A1 - Verfahren und Vorrichtung zur verbraucherindividuellen Lieferung an elektrischer Energie

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Publication number: DE102005001143A1
Application number: DE102005001143A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Ein System zur Versorgung mit elektrischer Energie weist einen Energieerzeuger (KW1) und eine Vielzahl von Verbrauchern (V1, V2, ...Vn) auf. Die Verteilung der Energie an die Verbraucher geschieht mittels einer Steuervorrichtung (1), die Einfluss nimmt auf den Zeitraum, in welchem die elektrische Energie den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird. Die Steuervorrichtung weist mindestens einen Dateneingang auf, in welchen von jedem einzelnen der Vielzahl an Verbrauchern Daten eingelesen werden. Den Daten ist mindestens ein technischer Parameter des Verbrauchers zugeordnet und die Steuervorrichtung erstellt in Abhängigkeit der eingegangenen Daten aller Verbraucher eine Präferenzliste. In der Präferenzliste wird die Dringlichkeit der Energiezufuhr an die individuellen Verbraucher festgelegt, und die elektrische Energie wird unter Auswertung der Präferenzliste den Verbrauchern zur Verfügung gestellt. DOLLAR A In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, die Steuervorrichtung mit einem zweiten Dateneingang zu versehen, über welchen Betriebsdaten von jedem der angeschlossenen Energieerzeuger eingelesen werden. Dann erstellt die Steuervorrichtung in Abhängigkeit der weiteren Betriebsdaten eine zweite Präferenzliste, nach welcher die Reihenfolge und Einspeiseleistung der angeschlossenen Energieerzeuger geregelt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einem Energieerzeuger und mit einer Vielzahl von Verbrauchern, wobei die Verteilung der Energie an die Verbraucher mittels einer Steuervorrichtung geschieht, die Einfluss nimmt auf den Zeitraum, in welchem die elektrische Energie den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf zwei entsprechende Verfahren zur Energieverteilung.
Solche Vorrichtungen sind weit verbreitet und dienen dazu, ein elektrisches Netz vor dem Zusammenbruch zu bewahren. Die Steuervorrichtung ist dabei im einfachsten Fall ein Rundsteuergerät, welches eine Vielzahl von daran angeschlossenen Verbrauchern bei Bedarf vom Netz nimmt und zuschaltet. Dieses vom Netz Trennen geschieht unintelligent, dass heißt die Steuerzentrale hat keine Übersicht über die beim Verbraucher, also bei dem mit elektrische Energie betriebenem Gerät vorliegenden Verhältnisse. So ist es möglich, dass die Heizung eines Kunden vom Netz genommen wird, obwohl die Raumtemperatur lediglich 19 C° beträgt, wohingegen ein anderer Kunde seine Heizung weiter betreiben kann, obwohl seine Raumtemperatur bei 23 C° liegt. Dieses trifft in analoger Weise auf Kühlgeräte als elektrische Verbraucher zu, bei dem eine Kühltruhe mit –13 C° eine höhere Dringlichkeit zur Energieversorgung aufweist, als eine andere, in deren Innerem sich eine Temperatur von –20 C° eingestellt hat. Die Definition erfolgt über die Eingabe eines Sollwertes und den zulässigen Plus- und Minustoleranzen.
Des weiteren gibt es Verbraucher, wie z.B. einen Wasserstofferzeuger an einer Tankstelle, dem es im Grunde genommen gleich ist, wann ihm elektrische Energie zur Verfügung gestellt wird, solange nur sein Tankinhalt nicht unter einen Mindestwert gesunken ist und die Gefahr eines Lieferengpasses besteht.
Betrachtet man die Seite der Energieerzeuger, kommt man zu ähnlichen Überlegungen. Energieerzeuger können eingeteilt werden in zwei Gruppen:

– Die Regelerzeuger, deren Energieerzeugung gut kontrollierbar ist, und die in gewissen Maßen an die geforderte Abgabe angepasst werden kann. Zu dieser ersten Gruppe gehören z.B. Biogasanlagen, Kernkraftwerke, Kohlekraftwerke, Wasserkraftwerke, Blockheizkraftwerke, etc. und
– die Nichtregelerzeuger, deren Energieerzeugung nicht beeinflussbar ist, und deren Energie abgenommen werden muss, wenn sie anfällt. Zu dieser Gruppe gehören Windkraftwerke, Sonnenkraftwerke, Gezeitenkraftwerke etc.

Zur Zeit kann es notwendig sein, ein Windkraftwerk bei zu hoher Energieerzeugung vom Netz zu nehmen, also freizuschalten, um das Netz vor Instabilitäten zu schützen. Die an sich nutzbare Energie verpufft dann ohne jeden Vorteil. Am Beispiel eines Kühlgerätes kann trotz Vorliegen der Solltemperatur eine darüber hinaus gehende Kühlung erfolgen, alleine zu dem Zweck, im Moment überschüssige Energie zu verbrauchen und die erzeugte Kälte als Puffer zu nutzen für Phasen, in welchen keine oder nur geringe Energie vom Nichtregelerzeuger verfügbar ist. Analog kann in geringem Maß die von einer Klimaanlage erzeugte Temperatur innerhalb eines Toleranzbereichs reduziert werden.
Die Erfindung geht aus von der Überlegung, dass es sinnvoll wäre, die Erzeuger und die Verbraucherseite so zusammen zu bringen, dass eine optimale, gleichmäßige Energieabnahme vorliegt und auch Spitzen von nichtregelbaren Energieerzeugern bei den Verbrauchern eingesetzt werden können. In der Praxis also stellt sich die Frage, warum eine 2 minütige Sonnenphase oder Windstoßphase energietechnisch sinnlos vergeudet werden sollte, wenn doch durch gezieltes Steuern ein zeitlich unabhängiger Verbraucher, wie der Elektroliseur an der Tankstelle, die Energie abnehmen könnte.

Entsprechend liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Energieverteilung besser zu steuern, in dem Sinne, dass eine effiziente und zugleich gleichmäßige Auslastung des Netzes vorliegt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren vorgesehen, das durch einen bi-direktionalen Datenaustausch zwischen jedem einzelnen der Verbraucher und einer gemeinsamen Steuerzentrale in Abhängigkeit der Daten aller Verbraucher die Energiefreigabe an jeden einzelnen der Verbraucher regelt. Eine solche intelligente Energieverteilung ist nur möglich, wenn die Verbraucher mittels des Datensatzes die Steuerzentrale über ihren Betriebszustand informieren und diese die Energieverteilung regelt.

Eine Vorrichtung sieht zur Lösung dieser Aufgabe vor, dass die Steuervorrichtung mindestens einen Dateneingang aufweist, in welchen von jedem einzelnen der Vielzahl an Verbrauchern Daten eingelesen werden, die mindestens einem technischen Parameter des Verbrauchers zugeordnet sind und dass die Steuervorrichtung in Abhängigkeit der eingegangenen Daten aller Verbraucher eine Präferenzliste erstellt, in welcher die Dringlichkeit der Energiezufuhr an die individuellen Verbraucher festgelegt ist, und dass die elektrische Energie unter Auswertung der Präferenzliste den Verbrauchern zur Verfügung gestellt wird.

Das Steuergerät schaltet z.B. eine Klimaanlage zu, wenn genügend Solarstrom eingespeist wird und es schaltet definiert nach der Notwendigkeit die Klimaanlage auch wieder ab, wenn zu wenig Strom verfügbar ist. Gleichzeitig kann das Steuergerät veranlassen, dass ein Regel-Kraftwerk anzufahren ist, wenn die Nachfrage nach elektrischer Energie dieses erfordert. So z.B. werden im Winter zur Aufstehzeit viele Haushalte diverse Verbraucher zuschalten (e.g. Herde, Licht, Zusatzheizungen ...), was durch ein Ausgleichen der Energieverteilung alleine nicht mehr aufgefangen werden kann.

Geräte, die am Netz laufen und die eine geringe Notwendigkeit in diesem Moment haben (z.B. ein Gefriergerät, welches auch ohne Strom einige Minuten bis zu Stunden hin eine empfohlene Mindestkälte bewahren kann), werden vom Steuergerät deaktiviert, um sie dann in Zeiten geringerer Energienachfrage wieder zu aktivieren. Entsprechend stellt sich die Situation dar, wenn zuviel Energie verfügbar ist, weil Sonnenstrahlen durch eine Wolkenlücke für einige Minuten auf ein Solarkraftwerk fallen, aber keiner die Energie braucht. In diesem Fall schaltet das Steuergerät beliebig Gefriergeräte zu, die dann auf Vorrat Kälte erzeugen.

Bei Feststellung von längeren Sonnenperioden wird vom Steuergerät ein Regel-Kraftwerk in seiner Leistung reduziert oder gar abgeschaltet. Alternativ kann vom Steuergerät der Elektrolyseur einer Wasserstoff-Erzeugeranlage zugeschaltet werden. Die Feinheit des Systems kann soweit gehen, dass zum Beispiel eine Windböe von 30 Sekunden mit einer hohen Energieerzeugung genutzt wird, um 1000 Kühlschränke zu speisen, aber eben nicht 1000 beliebige, sondern die, die es am ehesten nötig haben. Wenn dann vom Solarkraftwerk weitere Energie kurzfristig zur Verfügung steht, werden wiederum Kühlschränke zugeschaltet, aber dann die, die es zu diesem Zeitpunkt am nötigsten haben.

Es ist vorteilhaft, den technischen Parameter der jedem Verbraucher zugeordnet ist so zu wählen, dass das Steuergerät auf möglichst einfache Weise die Einordnung in die Präferenzliste vornehmen kann. So z.B. weiß ein Bundesliga Fußballverein, wann sein Heimspiel stattfindet, und er kann mit höchster Priorität seinen Energiebedarf anmelden. Die Anmeldung umfasst im optimalen Fall eine auf Erfahrung basierende Verlaufskurve der benötigten Energie, wobei dann die gesamte Kurve als technischer Parameter aufzufassen ist. Die Angabe kann aber auch lediglich ein Mindestlumen- oder Mindestluxwert sein, der an das Steuergerät übermittelt wird. Die Einschaltung der Stadionbeleuchtung wird dann entsprechend dem Helligkeitsverlauf zum Zeitpunkt des Sportereignisses erfolgen. Pausenzeiten, zu denen ein höherer Bedarf aufgrund von Glühwein- oder Würstchenzubereitung zu erwarten ist, können ebenfalls gemeldet werden.

Bei einem anderen Anwendungsfall ist es vorgesehen, den Betriebsparameter als Leistungsstufe, z.B. Heizstufe I, II oder III an fdas Steuergerät zu übermitteln. Dieses kennt dann die tatsächlich zu erwartende Leistungsaufnahme, was bei der Einordnung in die Präferenzliste eine Rolle spielen kann. Ein großer Verbraucher, für den im Moment nicht genügend Energiereserven zur Verfügung stehen, der aber nach seiner aktuellen Priorität eingeschaltet werden müsste, könnte zu Gunsten von e.g. 100 Kleinverbrauchern benachteiligt werden allein aufgrund seiner hohen Leistung. In diesem Fall würde das Steuergerät solange Kleinverbraucher zuschalten und die entsprechende Energie bereitstellen, bis genügend Leistungsreserven zur Bedienung des Großverbrauchers vorliegen.

Es wird quasi aus den Kleinverbrauchern ein Energieverbraucher gleicher Leistung wie der Großverbraucher generiert, der dann zugunsten des Großverbrauchers zeitgleich mit dessen Zuschaltung abgeschaltet wird. Eine Netzschwankung wird hierdurch weitgehend vermieden.

Abgesehen von obigen Sonderereignissen ist der größtmögliche Nutzen durch das koordinierte Schalten von Massenverbrauchern, wie Heizgeräte oder Klimaanlagen, zu erzielen. Hier kommt als technischer Parameter die Rücklauftemperatur der Heizanlage (e.g. el. Wärmepumpe) bzw. die Innenraumtemperatur im Kühlraum infrage. Es ist sinnvoll mit dem oder den technischen Parameter auch Betriebsdaten des Verbrauchers, wie z.B. seinen Anlaufstrom und/oder die Nennleistung, an das Steuergerät zu übermitteln. Die Angabe eines Füllstandes oder eines Druckes in einem Gefäß (Elektrolyseur) ist ein weiteres Beispiel für die Übertragung der technischen Parameter. Weitere Angaben kann eine Substanztemperatur (z.B. des Keramikblocks einer Nachtspeicherheizung) oder die relative Luftfeuchte (z.B. um Entfeuchter in Museen zu steuern) sein.

Es ist vorteilhaft, wenn die Präferenzliste nicht beliebig fein eingerichtet ist, sondern in Gruppen eingeteilt ist und jeder Verbraucher in Abhängigkeit von seinen übermittelten Betriebsparametern einer der Gruppen zugeordnet ist. Das vereinfacht den Programmieraufwand in der Steuervorrichtung. So z.B. können drei Gruppen vorgesehen sind, von denen die Kategorisierung in die erste eine permanente Freischaltung der Energie entsprechend einer sofortigen Verfügbarkeit der elektrischen Energiezufuhr an die Verbraucher dieser Gruppe einleitet. In dieser Gruppe befinden sich dann Einrichtungen wie Krankenhäuser, Militäranlagen, öffentlicher Nah- und Fernverkehr, verkehrssichernde Geräte wie Ampelanlagen, Verkehrszeichen etc., Pumpstationen und Klärwerke. Also alles Einrichtungen, die entweder die Sicherheit von Personen betreffen und in der Regel Notstromaggregate besitzen, oder aber zum Nutzen einer breiten Öffentlichkeit bestimmt sind.

In die zweite Gruppe werden Verbraucher eingeordnet, die bezogen auf den Energieversorger zum technisch nächstmöglichen Zeitpunkt mit elektrischer Energie versorgt werden. Bezogen auf den Energieversorger bedeutet dabei insbesondere die Verfügbarkeit aufgrund der zugeschalteten Regelkraftwerke.

Solange diese nicht überfordert sind, werden alle Verbraucher der zweiten Gruppe mit Strom beliefert. Zu den die zweite Priorität genießenden Verbrauchern der zweiten Gruppe zählen zum Beispiel Klimaanlagen, Heizgeräte, Wasserpumpen, industrielle Abnehmer, etc.

Alle anderen Verbraucher, für die der Zeitpunkt der Stromlieferung unkritisch ist, werden in die dritte Gruppe einsortiert. Zu solchen Verbrauchern zählen beispielsweise Pumpspeicherwerke, Nachtspeicherheizungen, Geräte zur Wasserstofferzeugung, Elektromobile, Zeit-ungebundene Haushaltsgeräte, wie z.B. Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler etc.

Die Erfindung ist nicht auf die Verteilung der elektrischen Energie im regionalen Bereich begrenzt. Die Ausdehnung auf den überregionalen Bereich macht jedoch eine Definition der Örtlichkeit und des Netzverknüpfungspunktes der Energieerzeugungsanlagen und der Verbraucher notwendig. So macht es wenig Sinn, bei einem Energiebedarf in München in Hamburg Energieerzeuger zuzuschalten. Vielmehr ist der regionale Bezug wichtig, um Kabelverluste möglichst gering zu halten.

Am Steuergerät können nicht nur mehrere Energieerzeuger unterschiedlichen Standortes angeschlossen sein, die im Steuergerät als Regelerzeuger, wie z.B. Wasser-, Kohle-, Atom-, Biomasse- oder Erdgaskraftwerke oder als Nichtregelerzeuger, wie z.B. Wind-, Sonnen- oder Gezeitenkraftwerk unterschieden werden, sondern es können auch ganze Netze miteinander verknüpft werden, um eine optimale Energieerzeugung über den Weg einer optimierten Energieverteilung zu erreichen. In diesem Fall ist dann beispielsweise ein Energieerzeuger als Ganzes, wie z.B. die Firma EON, anzusehen. In dem Steuergerät sind dann die Netzdaten mit Knotenpunkten, Schalterzustand, Transformatorengröße, Transformatorenstandort und/oder Wegstrecken mit Kabelquerschnitt niedergelegt.

Das Steuergerät ist auch nicht als ein einziges, an einem definierten Platz befindliches Gerät anzusehen, sondern es kann z.B. aus mehreren Servern bestehen, die an geeigneten Stellen des Systems angeordnet sind.

Es ist nicht nur sinnvoll, die Verbraucher in eine Präferenzliste einzuordnen, sondern auch die Energieerzeuger. So zum Beispiel können diese nach ihrem Schadstoffausstoß bewertet werden und ihre Zuschaltung oder ihr Lieferbeitrag zum Versorgungssystem anhand dieses Schadstoffausstoßes vorgenommen werden. In Regionen mit handelsfähigen Umweltzertifikaten, die einem Verkauf von Verschmutzung gleichkommt, ist dieser Ansatz von großer Bedeutung. Es ist sinnvoller, ein mit schlechterer Filtertechnik ausgestattetes Kohlekraftwerk herunterzufahren oder in seiner Leistung zu reduzieren, als ein mit besserer Filtertechnik ausgerüstetes. Generell sollte die Regelung der Erzeuger nach dem Gesichtspunkt der Effizienz erfolgen. Dies kann durch ein Einprägen des Wirkungsgradverlaufs erfolgen. Zum Beispiel ist der Verbrauch eines Blockheizkraftwerks je kWh bei ca. 70% der Maximalleistung niedriger als dies bei Volllast der Fall wäre. Hinzu kommt, dass noch ein 30%-iger Leistungspuffer gehalten wird, der sehr schnell anregelbar ist, um Netzschwankungen auszugleichen ohne eventuell die Notwendigkeit, weitere Kraftwerksanlagen anzufahren. Das Steuergerät kann also für die Erstellung und die Verarbeitung einer zweiten Referenzliste ausgebildet sein, die die Kraftwerkseite unter dem Aspekt des Umweltschutzes und dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit berücksichtigt.

Der Datenaustausch zwischen jedem der einzelnen Verbraucher und dem Steuergerät findet vorteilhafterweise bidirektional statt, wobei der Verbraucher insbesondere mit Daten bezüglich der vorrausichtlichen Bereitstellung der elektrischen Energie versorgt wird. Wenn der Zeitraum der prognostizierten Bereitstellung aus welchen Gründen auch immer unakzeptabel ist, kann dem Betreiber des Verbrauchers die Möglichkeit eingeräumt werden, in der Präferenzliste aufzusteigen. So kann der einzelne Verbraucher über eine Entgeldangabe Einfluss auf seine Einordnung in der Präferenzliste nehmen, in dem Sinne, dass eine Bereitschaft zur Zahlung eines höheren Arbeitspreises ein Aufsteigen in der Präferenzliste zur Folge hat, sofern keine technischen Gesichtspunkte entgegenstehen.

Die Daten werden kontinuierlich oder in festen Zeitabständen an die Steuervorrichtung gemeldet oder von dieser bei den Verbrauchern abgefragt. Bei einer Änderung des technischen Parameters bei dem oder den Verbrauchern aktualisiert das Steuergerät die Präferenzliste laufend neu, und nimmt nach vorgegebenen Kriterien bei der Neuordnung der Präferenzliste ggf. individuell Verbraucher vom Netz.

Außerdem kann der Verbraucher nach einer Energieanforderung durch die Steuervorrichtung eine Information erhalten, wann geplant ist, die angeforderte Energie durch die Steuervorrichtung zuzuteilen. Ist der Betreiber des Verbrauchers mit dem Zuteilungszeitpunkt nicht einverstanden, kann ihm gestattet werden, zu einer ihm genehmen Zeit die Energie anzufordern. Am Beispiel der Waschmaschine kann es der Hausfrau ungenehm sein, wenn die Maschine erst in der Nacht wäscht, da sie die Wäsche bereits am Abend zur Verfügung haben muss.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuervorrichtung einen zweiten Dateneingang aufweist, in welchen Betriebsdaten von jedem angeschlossenen Energieerzeuger eingelesen werden und dass die Steuervorrichtung in Abhängigkeit der weiteren Betriebsdaten eine zweite Präferenzliste erstellt, nach welcher die Reihenfolge und Einspeiseleistung der Energieerzeuger geregelt wird. Unter den weiteren Betriebsdaten, die den Energieerzeugern zugeordnet sind, versteht man z.B. den Ausstoß an CO2 und weiteren Schadstoffgasen, je Kilowattstunde. Dies ermöglicht eine Anpassung der Energieerzeuger nach ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten und kann auch dazu beitragen, den CO2-Ausstoß, Schwefelgehalt etc. der gesamten Energieerzeugung zu reduzieren.

Ein weiteres, nebengeordnetes Verfahren sieht die Verteilung elektrischer Energie mit Hilfe einer Steuerzentrale aus mindestens einem EVU über ein Verteilernetz

– an eine erste Vielzahl von Verbrauchern mit ggf. unterschiedlichem, aber zeitlich konstantem Energiebedarf und
– an eine zweite Vielzahl von ansteuerbaren Verbrauchern mit zeitlich variierendem Energiebedarf,

vor und ist zur Lösung der eingangs formulierten Aufgabe dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einige der Verbraucher aus der zweiten Vielzahl an die Steuerzentrale

– die Informationen über ein Zeitsegment und
– den in diesem Zeitsegment erforderlichen Energiebedart

melden, und
dass die Steuerzentrale die in der Energiebedarfsmeldung gemeldete Energie innerhalb des Zeitsegments- ggf in zeitlich beabstandeten Intervall-Energiestößen – derart zur Lieferung über das Verteilernetz an den betreffenden Verbraucher freischaltet, dass die an alle Verbraucher pro Zeiteinheit gelieferte Energie eine vorgegebene Leistungsspitze nicht überschreitet.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figur. Die Figur zeigt:
ein Blockschaltbild der beteiligten Komponenten mit Datenfluss.

In dem Blockschaltbild nach der 1 ist mit 1 eine Steuervorrichtung bezeichnet, die mit drei Kraftwerken KW1, KW2 und KW3 verbunden ist. Die Verbindung ist bi-direktional, d.h. dass ein Datentransfer sowohl von den Kraftwerken KW1 bis KW3 hin zur Steuervorrichtung 1 als auch umgekehrt von der Steuervorrichtung 1 zu den Kraftwerken KW1 bis KW3 erfolgt. Die von den Kraftwerken KW1 bis KW3 übermittelten Daten umfassen insbesondere die insgesamt verfügbare Leistung, die momentan abgegebene Leistung, bei welcher Leistung der höchste Wirkungsgrad erzielt wird, die zu vorbestimmten Leistungen zugehörigen Schadstoffausstoßmengen und die Erzeugerkosten. Die Steuervorrichtung 1 kann in einem der Kraftwerke oder an jedem beliebigen Ort aufgestellt sein und vorzugsweise als Server Bestandteil eines Rechnernetzwerkes sein.
An das Steuergerät 1 sind weiterhin eine Vielzahl von Verbrauchern V1, V2, ...Vn angeschlossen. Angeschlossen bedeutet dabei, derart in Wirkverbindung zu stehen, dass ebenfalls ein bi-direktionaler Datenaustausch zwischen jedem einzelnen Verbraucher und der Steuervorrichtung 1 möglich ist. Es ist also nicht notwendig, dass jeder einzelne Verbraucher eine Datenverbindung unmittelbar zum Steuergerät 1 hat, sondern es können auch Zwischenstationen eingeschaltet werden. Eine Datenübertragung mittels Internet ist dabei eine bevorzugte Form der Kommunikation.

Claims

System zur Versorgung mit elektrischer Energie mit einem Energieerzeuger (KW1, KW2, KW3) und mit einer Vielzahl von Verbrauchern (V1, V2, V3, ..., Vn), wobei die Verteilung der Energie an die Verbraucher mittels einer Steuervorrichtung (1) geschieht, die Einfluss nimmt auf den Zeitraum, in welchem die elektrische Energie den Verbrauchern (V1, V2, V3, ..., Vn) zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (1) mindestens einen Dateneingang aufweist, in welchen von jedem einzelnen der Vielzahl an Verbrauchern (V1, V2, V3, ..., Vn) Daten eingelesen werden, die mindestens einem technischen Parameter des Verbrauchers (V1, V2, V3, ..., Vn) zugeordnet sind und dass die Steuervorrichtung (1) in Abhängigkeit der eingegangenen Daten aller Verbraucher (V1, V2, V3, ..., Vn) eine Präferenzliste erstellt, in welcher die Dringlichkeit der Energiezufuhr an die individuellen Verbraucher (V1, V2, V3, ..., Vn) festgelegt ist, und dass die elektrische Energie unter Auswertung der Präferenzliste den Verbrauchern (V1, V2, V3, ..., Vn) zur Verfügung gestellt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der technische Parameter einer oder mehrere aus folgender Gruppe ist/sind: die elektrische Leistungsaufnahme des Verbrauchers, eine Raumtemperatur, eine Substanztemperatur, ein Druck, eine relative Luftfeuchte, ein Luxwert, der Aufstellungsort, die Position im Verteilernetz.
System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Präferenzliste in Gruppen eingeteilt ist und jeder Verbraucher in Abhängigkeit von seinen übermittelten Betriebsparametern einer der Gruppen zugeordnet ist.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Gruppen vorhanden sind, von denen die Kategorisierung in die erste die sofortige Freischaltung der elektrischen Energiezufuhr an die Verbraucher dieser Gruppe einleitet, die zweite die bezogen auf den Energieversorger zum technisch nächstmöglichen Zeitpunkt die Energiezufuhr an die Verbraucher dieser Gruppe einleitet und die dritte die Energiezufuhr zu allen anderen Verbrauchern einleitet.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zu den die erste Priorität genießenden Verbrauchern der ersten Gruppe Verbraucher mit eigenem Notstromaggregat zählen.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Priorität genießenden Verbraucher in eine der folgenden Einrichtungen befinden: Krankenhaus, Militär, öffentlicher Nah- und Fernverkehr, verkehrssichernde Geräte wie Ampelanlagen, Verkehrszeichen etc., Pumpstationen und Klärwerke.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Priorität genießenden Verbraucher der zweiten Gruppe zu einer der folgenden Einrichtungen gehören: Klimaanlagen, Heizgeräte, Wasserpumpen, industrielle Abnehmer.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu der die dritte Priorität genießenden Gruppe Verbraucher wie ein Pumpspeicherwerk, eine Nachtspeicherheizung, ein Wasserstoff-Elektrolyseur, Elektromobile, Zeit-ungebundene Haushaltsgeräte, wie z.B. Waschmaschine, Trockner, Geschirrspüler zählen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Energieerzeuger angeschlossen sind, die im Steuergerät als Regelerzeuger, wie z.B. Wasser-, Kohle-, Atom-, Biomasse- oder Erdgaskraftwerke oder als Nichtregelerzeuger, wie z.B. Wind-, Sonnen- oder Gezeitenkraftwerk unterschieden werden.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeuger nach ihrem Schadstoffausstoß bewertet sind und ihre Zuschaltung oder ihr Lieferbeitrag zum Versorgungssystem anhand dieses Schadstoffausstoßes vorgenommen wird.
System nach einem der Ansprüche 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät die aktuellen Verteilernetz-Daten kontinuierlich zugeführt werden und die Netzstabilität Vorrang hat vor der Zurverfügungstellung der elektrischen Energie anhand der Präferenzliste.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Systeme zusammengeschaltet sind und nach dem Gesichtspunkt der Leitungsverluste optimiert werden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuergerät die Netzdaten mit Knotenpunkten, Schalterzustand, Transformatorengröße, Transformatorenstandort und/oder Wegstrecken mit Kabelquerschnitt niedergelegt sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Steuergerät und den einzelnen Verbrauchern stattfindet, wobei der Verbraucher mit Daten bezüglich der vorrausichtlichen Bereitstellung der elektrischen Energie versorgt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die vom einzelnen Verbraucher übermittelten Daten zusätzlich zu dem technischen Parameter Informationen zum Anlaufstrom des Verbrauchers und/oder zur angeforderten Energiemenge und/oder eine Verlaufskurve ΔP/Δt enthalten.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vom einzelnen Verbraucher übermittelten Daten zusätzlich zu dem technischen Parameter noch ein Zeitfenster enthalten, während dem die Freigabe zur Lieferung und/oder die Entnahme der elektrischen Energie wünschenswert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vom einzelnen Verbraucher übermittelten Daten zusätzlich zu dem technischen Parameter noch einen Zeitpunkt enthalten, zu dem die Abgabe der Lieferung der elektrischen Energie abgeschlossen sein sollte.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Verbraucher über eine Entgeldangabe Einfluss auf seine Einordnung in der Präferenzliste nehmen kann, in dem Sinne, dass eine Bereitschaft zur Zahlung eines höheren Arbeitspreises ein Aufsteigen in der Präferenzliste zur Folge hat, sofern keine technischen Gesichtspunkte entgegenstehen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten kontinuierlich oder in festen Zeitabständen an die Steuervorrichtung gemeldet oder von dieser abgefragt werden und dass die Steuervorrichtung bei einer Änderung des technischen Parameters die Präferenzliste laufend aktualisiert und bei einer definierten Neuordnung der Präferenzliste ggf. individuell Verbraucher vom Netz genommen werden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen zweiten Dateneingang aufweist, in welchen Betriebsdaten von jedem angeschlossenen Energieerzeuger eingelesen werden und dass die Steuervorrichtung in Abhängigkeit der weiteren Betriebsdaten eine zweite Präferenzliste erstellt, nach welcher die Reihenfolge und die Einspeiseleistung der Energieerzeuger geregelt werden.
System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen dem Steuergerät und den einzelnen Energieerzeugern stattfindet, wobei der Energieerzeuger seine Betriebsparameter dem Steuergerät mitteilt und er selber mit Daten bezüglich der vorrausichtlich benötigten Einspeiseleistung der elektrischen Energie versorgt wird.
Verfahren zur Versorgung einer Mehrzahl an elektrischen Verbrauchern mit elektrischer Energie gekennzeichnet durch einen bi-direktionalen Datenaustausch zwischen jedem einzelnen der Verbraucher und einer gemeinsamen Steuerzentrale, die in Abhängigkeit der Daten aller Verbraucher die Energiefreigabe an jeden einzelnen der Verbraucher regelt.
Verfahren zur Verteilung elektrischer Energie mit Hilfe einer Steuerzentrale aus mindestens einem EVU über ein Verteilernetz – an eine erste Vielzahl von Verbrauchern mit ggf. unterschiedlichem, aber zeitlich konstantem Energiebedarf und – an eine zweite Vielzahl von ansteuerbaren Verbrauchern mit zeitlich variierendem Energiebedarf, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Verbraucher aus der zweiten Vielzahl an die Steuerzentrale – die Informationen über ein Zeitsegment und – den in diesem Zeitsegment erforderlichen Energiebedarf melden, und dass die Steuerzentrale die in der Energiebedarfsmeldung gemeldete Energie innerhalb des Zeitsegments- ggf. in zeitlich beabstandeten Intervall-Energiestößen – derart zur Lieferung über das Verteilernetz an den betreffenden Verbraucher freischaltet, dass die an alle Verbraucher pro Zeiteinheit gelieferte Energie eine vorgegebene Leistungsspitze nicht überschreitet.