DE102011103600A1 - Method for controlling e.g. industrial plant for optimum utilization of power supply, involves determining start time such that energy required for process or large possible energy required for process is produced by solar power plant - Google Patents
Method for controlling e.g. industrial plant for optimum utilization of power supply, involves determining start time such that energy required for process or large possible energy required for process is produced by solar power plant Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011103600A1 DE102011103600A1 DE102011103600A DE102011103600A DE102011103600A1 DE 102011103600 A1 DE102011103600 A1 DE 102011103600A1 DE 102011103600 A DE102011103600 A DE 102011103600A DE 102011103600 A DE102011103600 A DE 102011103600A DE 102011103600 A1 DE102011103600 A1 DE 102011103600A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power plant
- solar power
- solar
- start time
- course
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/004—Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
- H02J3/466—Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/28—The renewable source being wind energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
- H02J2310/14—The load or loads being home appliances
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung, insbesondere Anlage oder Maschine, zur optimalen Ausnutzung einer Energiequelle.The invention relates to a method for controlling a device, in particular plant or machine, for optimum utilization of an energy source.
Es ist bekannt, aus Solarkraftwerken elektrische Leistung zu erzeugen und elektrischen Verbrauchern Energie zuzuführen.It is known to generate electrical power from solar power plants and to supply energy to electrical consumers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Aufbau dezentraler Zellen, insbesondere Smart Grids, weiterzubilden, indem über Versorgungsleitungen zum Öffentlichen Versorgungsnetz möglichst wenig Energie zugeführt werden soll.The invention is therefore based on the object of developing the construction of decentralized cells, in particular smart grids, by supplying as little energy as possible via supply lines to the public utility grid.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1 and in the device according to the features indicated in claim 5.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung, insbesondere Anlage oder Maschine, zur optimalen Ausnutzung einer Energiequelle,
wobei die Vorrichtung aus einem Solarkraftwerk versorgbar ist,
wobei der zeitliche Verlauf der Leistung des Solarkraftwerks, insbesondere der elektrischen Leistung des Solarkraftwerks, prognostiziert wird, insbesondere indem eine Bewölkungsprognose satellitengestützt erstellt wird,
wobei die Vorrichtung derart gesteuert wird, dass sie einen Prozess ausführt, der zu einem Startzeitpunkt begonnen wird und einen geplanten Soll-Verlauf an elektrischer Leistung aufweist,
wobei der Startzeitpunkt derart bestimmt wird, dass die für den Prozess benötigte Energie oder zumindest ein möglichst großer Anteil der für den Prozess benötigten Energie vom Solarkraftwerk erzeugt wird.Important features of the invention in the method for controlling a device, in particular plant or machine, for optimal utilization of an energy source,
wherein the device can be supplied from a solar power plant,
wherein the temporal course of the power of the solar power plant, in particular the electrical power of the solar power plant, is predicted, in particular by a cloud prediction is created satellite-based,
wherein the device is controlled to perform a process that is started at a start time and has a planned target history of electric power,
wherein the starting time is determined such that the energy required for the process or at least as large a proportion of the energy required for the process is generated by the solar power plant.
Von Vorteil ist dabei, dass der Prozess möglichst ohne oder zumindest mit möglichst geringer Leistungsversorgung aus dem Öffentlichen Versorgungsnetz ausführbar ist. Somit ist eine möglichst dezentrale Ausnutzung der Solarleistung ausführbar.The advantage here is that the process as possible without or at least with the lowest possible power supply from the public utility network is executable. Thus, the most decentralized utilization of the solar power is executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Startzeitpunkt bestimmt, indem in Abhängigkeit vom Startzeitpunkt das Faltungsintegral, insbesondere die Faltung, zwischen Soll-Verlauf und prognostiziertem Verlauf der Leistung des Solarkraftwerks bestimmt wird und ein Extremum, insbesondere ein Maximum, bestimmt wird in Abhängigkeit vom Startzeitpunkt,
insbesondere wobei als Randbedingung ein frühester und ein spätester Startzeitpunkt berücksichtigt wird,
insbesondere wobei das Faltungsintegral der zeitlich integrierte Verlauf des Produktes aus Soll-Verlauf und prognostiziertem Verlauf ist. Von Vorteil ist dabei, dass der optimale Startzeitpunkt in einfacher Weise berechenbar ist und somit eine schnelle und einfache Bestimmung aufgrund der prognostizierten Wetterdaten, insbesondere unter Berücksichtigung der Bewölkungsvorhersage, ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the start time is determined by the convolution integral, in particular the convolution, between desired course and predicted course of the power of the solar power plant is determined and an extremum, in particular a maximum, is determined depending on the start time,
in particular, taking into account as an initial condition an earliest and a latest start time,
in particular, wherein the convolution integral is the temporally integrated course of the product of desired course and predicted course. The advantage here is that the optimal start time is calculated in a simple manner and thus a quick and easy determination on the basis of the forecast weather data, especially taking into account the cloud prediction, is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst oder ist der Prozess ein Aufladen eines Akkumulators unter einer Randbedingung,
wobei der Startzeitpunkt derart bestimmt wird, dass der Akkumulator möglichst voll geladen wird,
insbesondere wobei als Randbedingung ein spätester Startzeitpunkt berücksichtigt wird. Von Vorteil ist dabei, dass vor dem Starten des Prozesses die vom Solarkraftwerk erzeugte Energie dem Öffentlichen Versorgungsnetz zur Verfügung stellbar ist beziehungsweise Leistung aus dem Öffentlichen Versorgungsnetz und/oder aus dem Solarkraftwerk dem Akkumulator zuführbar ist und somit das Öffentliche Netz abpufferbar ist, also der Akkumulator als Puffer verwendbar ist. Außerdem ist der Prozess erst dann frei gegeben, wenn eine ausreichende Sonnenscheindauer und somit ausreichend andauernde Leistungserzeugung zu erwarten ist.In an advantageous embodiment, the process comprises or is a charging of a rechargeable battery under a boundary condition,
wherein the start time is determined in such a way that the accumulator is charged as fully as possible,
in particular wherein as a boundary condition a latest start time is taken into account. The advantage here is that before starting the process, the energy generated by the solar power plant is the public utility network available or power from the public grid and / or from the solar power plant can be supplied to the accumulator and thus the public network is buffers, so the accumulator is usable as a buffer. In addition, the process is only released if a sufficient sunshine duration and thus sufficient continuous power generation can be expected.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird satellitengestützt aus Wetterdaten und Erfassung der Bewölkung für die geodätische Position des Solarkraftwerks ein Verlauf der solaren Lichtmenge prognostiziert und somit der Verlauf der erzeugbaren elektrischen Leistung prognostiziert. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst genaue Vorhersage der erzeugbaren Solarenergie ausführbar ist. Somit ist sogar für die Position des Solarkraftwerks eine Vorhersage erstellbar, die zur optimalen Bestimmung des Startzeitpunktes verwendbar ist.In an advantageous embodiment, a progression of the solar amount of light is predicted satellite-based from weather data and coverage of the clouds for the geodetic position of the solar power plant and thus predicted the course of the electric power generated. The advantage here is that the most accurate prediction of the solar energy can be executed. Thus, even for the position of the solar power plant, a prediction can be generated, which can be used for the optimal determination of the starting time.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwischen Solarkraftwerk und Verbraucher elektrische Leitungen mit einem größeren Leitungsquerschnitt angeordnet als die elektrischen Leitungen zwischen Vorrichtung und Öffentlichem Wechselstrom-Versorgungsnetz aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass eine möglichst geringe Leistungszufuhr aus dem Öffentlichen Versorgungsnetz ermöglicht ist und innerhalb des aus dem Solarkraftwerk und der Vorrichtung gebildeten Smart Grids große Leistungen transferierbar sind. Insbesondere ist sogar innerhalb des SmartGrids Gleichspannung verwendbar, so dass die von Solarzellen des Solarkraftwerks erzeugte Gleichspannung direkt in den Zwischenkreis von umrichtergespeisten Antrieben einspeisbar ist.In an advantageous embodiment, electrical lines with a larger cross-section of the line are arranged between the solar power plant and the consumer than the electrical lines between the device and the public AC power supply network. The advantage here is that the lowest possible power supply from the public utility network is possible and large services can be transferred within the smart grid formed from the solar power plant and the device. In particular, DC voltage can even be used within the SmartGride, so that the DC voltage generated by solar cells of the solar power plant can be fed directly into the DC link of converter-fed drives.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist anstatt des Solarkraftwerks oder zusätzlich zum Solarkraftwerk ein weiteres Kraftwerk angeschlossen an die Vorrichtung, wobei das weitere Kraftwerk aus einer Energiequelle mit prognostizierbarem zeitlichem Verlauf der erzeugbaren elektrischen Leistung Energie erzeugt,
insbesondere wobei die Energiequelle der Wind, insbesondere Windgeschwindigkeit, ist und das weitere Kraftwerk ein Windkraftwerk. Von Vorteil ist dabei, dass statt der Solarenergie auch andere regenerative Energiequellen verwendbar sind. Dabei ist eine besondere Eignung der Erfindung bei Energiequellen gegeben, deren zeitlicher Verlauf an Leistung schwankt und prognostizierbar und/oder vorhersagbar ist. Für die Prognose eignet sich besonders ein satellitengestütztes Wetterdaten-Erfassungssystem.In an advantageous embodiment, instead of the solar power plant or in addition to the solar power plant another power plant is connected to the device, wherein the further power plant generates energy from an energy source with predictable time course of the generated electric power,
in particular wherein the energy source is the wind, in particular wind speed, and the further power plant is a wind power plant. The advantage here is that instead of solar energy and other renewable energy sources can be used. In this case, a particular suitability of the invention in energy sources is given, whose time course varies in performance and is predictable and / or predictable. Especially suitable for the prognosis is a satellite-based weather data acquisition system.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Solarkraftwerk ein solarthermisches und/oder ein solarelektrisches Kraftwerk auf. Von Vorteil ist dabei, dass bei Verwendung von Solarzellen, also Lichtelektrischen Wandler-Einheiten, die erzeugte Leistung sehr schnell der Sonnenstrahlungsleistung folgt und somit sehr dynamisch schwankt.In an advantageous embodiment, the solar power plant on a solar thermal and / or solar electric power plant. The advantage here is that when using solar cells, ie photoelectric converter units, the power generated very quickly follows the solar radiation performance and thus varies very dynamically.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung ein industrieller Antrieb oder eine Haushaltsmaschine, wie Geschirrspülmaschine, Waschmaschine oder Wäschetrockner. Von Vorteil ist dabei, dass die Vorrichtung in verschiedenen Geräten anwendbar ist. Insbesondere für Smart-Grids, also dezentralen Energieversorgungszellen, ist die Erfindung vorteilhaft anwendbar. Außerdem ist beim Anschließen einer industriellen Fertigungsanlage ans Öffentliche Versorgungsnetz ein kleinerer Leitungsquerschnitt verwendbar und somit Kosten beim Herstellen einer Anlage verringerbar.In an advantageous embodiment, the device is an industrial drive or a household appliance, such as dishwasher, washing machine or tumble dryer. The advantage here is that the device is applicable in different devices. In particular for smart grids, ie decentralized power supply cells, the invention is advantageously applicable. In addition, when connecting an industrial manufacturing plant to the public grid a smaller line cross-section can be used and thus costs for manufacturing a system can be reduced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung versorgt vom Solarkraftwerk erzeugte Gleichspannung den Zwischenkreis eines Umrichters, dessen Wechselrichter einen Elektromotor speist,
insbesondere wobei aus dem Öffentlichen Versorgungsnetz Energie über einen Gleichrichter dem Zwischenkreis zuführbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass Energieverluste beim DC/AC und AC/DC-Umwandeln vermeidbar sind.In an advantageous embodiment, DC voltage generated by the solar power plant supplies the intermediate circuit of an inverter whose inverter feeds an electric motor,
in particular, wherein energy can be supplied to the intermediate circuit from the public supply network via a rectifier. The advantage here is that energy losses during DC / AC and AC / DC conversion can be avoided.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination options of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to schematic illustrations:
In der
Bei der Erfindung wird beispielsweise durch Satelliten-gestützte Erfassung des Wolkenbildes unter Berücksichtigung von Wetterdaten eine Solar-Prognose ausgeführt. Auf diese Weise ist es ermöglicht, für die Position eines Solarkraftwerks den Verlauf der Sonnenstrahlungsintensität vorherzusagen. Beispielsweise wird für eine kurze Zeitdauer an der Position des Solarkraftwerks die Sonne scheinen und dann von einem Wolkenfeld verdeckt werden. Danach tritt wieder ein wolkenfreier Himmel auf, der erst nach längerer Zeit von Bewölkung verdeckt wird – gefolgt von einer kurzen Zeitspanne, in welcher die Sonne wieder scheint.In the invention, for example, by satellite-based detection of the cloud image taking into account weather data, a solar forecast is executed. In this way it is possible to predict the course of the solar radiation intensity for the position of a solar power plant. For example, for a short period of time at the position of the solar power plant, the sun will shine and then be obscured by a cloud field. After that, a cloud-free sky appears again, which is only covered by clouds after a long time - followed by a short period of time in which the sun shines again.
Das Solarkraftwerk weist Solarzellen zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische Energie. Als Solarkraftwerk ist aber auch ein Solarthermie-Kraftwerk verwendbar.The solar power plant has solar cells to convert solar radiation into electrical energy. As a solar power plant but also a solar thermal power plant is used.
Bei der Erfindung wird die von einem ersten Rechner bestimmte Solar-Prognose, also der Verlauf der Leistung P_S über eine Datenaustauschverbindung an einen zweiten Rechner übermittelt welcher eine industrielle Anlage oder eine industrielle Maschine oder ein Haushaltsgerät, wie Geschirrspüler, Waschmaschine oder dergleichen, steuert.In the invention, the determined by a first computer solar forecast, ie the course of the power P_S transmitted via a data exchange connection to a second computer which an industrial plant or an industrial machine or a household appliance, such as dishwasher, washing machine or the like, controls.
Der zweite Rechner steuert einen Prozess mit einer Verbraucherleistung P_V. Dabei kennt er den geplanten, insbesondere ebenfalls prognostizierten, Verlauf der Verbraucherleistung P_V. Aus den beiden Verläufen bestimmt der Rechner einen optimalen Startzeitpunkt für den Prozess.The second computer controls a process with a consumer power P_V. He knows the planned, in particular also predicted, course of consumer power P_V. From the two courses, the computer determines an optimal start time for the process.
Vorzugsweise wird dies ausgeführt, indem das Faltungsintegral der beiden Verläufe bestimmt wird, welches vom Startzeitpunkt abhängt, und dabei das Maximum bezüglich des Startzeitpunkts bestimmt wird. Diese Bestimmung erfolgt unter der Randbedingung eines frühesten und spätesten Startzeitpunktes.This is preferably carried out by determining the convolution integral of the two courses, which depends on the start time, and thereby determining the maximum with respect to the start time. This determination takes place under the boundary condition of an earliest and latest start time.
Auf diese Weise ist also der Prozess möglichst erst zu einem derartigen Startzeitpunkt startbar, so dass die vom Solarkraftwerk erzeugte Energie möglichst vollständig die für den gesamten Prozess benötigte Energie liefert. Somit ist eine Zufuhr von Energie über Versorgungsleitungen aus einem Öffentlichen Wechselstromversorgungsnetz vermeidbar oder zumindest die Energiezufuhr gering haltbar. Insbesondere ist somit der Leitungsquerschnitt dieser zuführenden Versorgungsleitungen kleiner ausführbar als der Leitungsquerschnitt der Leitungen zwischen Solarkraftwerk und der den Prozess ausführenden Maschine oder Anlage.In this way, therefore, the process can be started as soon as possible at such a start time, so that the energy generated by the solar power plant supplies as completely as possible the energy required for the entire process. Thus, a supply of energy via supply lines from a public AC power supply network is avoidable or at least the energy supply low durable. In particular, the line cross-section of these supplying supply lines is thus less feasible than the line cross-section of the lines between the solar power plant and the machine or system carrying out the process.
Somit ist ein möglichst hoher Grad an Versorgung des Prozessen aus nachhaltiger Energie ausführbar.Thus, the highest possible level of supply of the process from sustainable energy is feasible.
Der Prozess ist beispielsweise eine Transportaufgabe, also der Transport eines Objektes von einer ersten Position zu einer zweiten Position. Dabei ist als Prozess ein zeitunkritischer Prozess bevorzugt, also ein Prozess, der nicht mit höchster Priorität abgearbeitet werden muss.The process is, for example, a transport task, ie the transport of an object from a first position to a second position. In this case, the process is a non-time-critical process, ie a process that does not have to be processed with the highest priority.
Ein weiteres Beispiel für einen Prozess ist auch ein Haushaltsgerät, wie Waschmaschine, Geschirrspüler oder Wäschetrockner. Dabei ist die für den Prozess benötigte Energie oder sogar der für den Prozess benötigte Leistungsverlauf im Wesentlichen bekannt oder durch einen oberen Grenzwert oder Grenzwerteverlauf abschätzbar. Auf diese Weise ist der Prozess möglichst zu einem Startzeitpunkt startbar, so dass die Versorgung aus dem Solarkraftwerk vollständig oder fast vollständig erfolgt.Another example of a process is also a household appliance, such as a washing machine, dishwasher or tumble dryer. In this case, the energy required for the process or even the power curve required for the process is essentially known or can be estimated by means of an upper limit value or limiting value profile. In this way, the process can be started as far as possible at a start time, so that the supply from the solar power plant takes place completely or almost completely.
Als Prozess ist auch das Aufladen eines Akkumulators, beispielsweise eines Elektroautos, verwendbar.As a process, it is also possible to charge a rechargeable battery, for example an electric car.
Dabei ist die benötigte Ladeenergiemenge im Wesentlichen bekannt. In diesem Fall wird der späteste Zeitpunkt bestimmt, zu dem das Laden gestartet werden soll, um den Akkumulator noch aufzuladen innerhalb der vorgegebenen Randbedingung. Auf diese Weise ist bis zum Startzeitpunkt die im Akkumulator vorhandene Restenergiemenge dem öffentlichen Versorgungsnetz zur Verfügung stellbar. Wenn also beispielsweise die Prognose für morgens Bewölkung ist und für nachmittags voller Sonnenschein, wird die Restenergiemenge des Akkumulators morgens ins Netz gespeist und nachmittags der Akkumulator vom Solarkraftwerk aufgeladen. Auf diese Weise ist das Öffentliche Netz pufferbar über Schlechtwetterperioden hinweg. Die Randbedingung kann beispielsweise auch sein, dass der Nutzer des Elektroautos vorgibt, dass der das Auto erst am nächsten Morgen nutzen möchte und dabei der Akkumulator halb aufgeladen sein soll. Dann wird die Ladezeit entsprechend des Ladezustandes bestimmt und daraus der spätesteste Startzeitpunkt für den Aufladeprozess bestimmt. Bis zu diesem Zeitpunkt ist eine Abpufferung des Öffentlichen Netzes ausführbar. Dabei wird bei Sonnenschein der Akkumulator aufgeladen und bei Bewölkung entladen. Abhängig vom Ladezustand ist dann der Startzeitpunkt noch weiter verschiebbar.The required amount of charge energy is essentially known. In this case, the latest time is determined at which the charging is to be started to still charge the accumulator within the predetermined boundary condition. In this way, the amount of residual energy available in the accumulator is available to the public supply network until the start time. So if, for example, the forecast for morning cloudiness and afternoon sunshine, the rest of the energy of the battery is fed into the morning and charged in the afternoon, the battery from the solar plant. In this way, the public network is bufferable over bad weather periods. The boundary condition may also be, for example, that the user of the electric car pretends that he would like to use the car only the next morning and while the accumulator should be half charged. Then the charging time is determined according to the state of charge and from this the latest starting time for the charging process is determined. Up to this time a buffering of the public network is executable. It is charged in the sunshine of the accumulator and discharged in cloudy weather. Depending on the state of charge then the start time is even further displaced.
Somit ist also aus dem Solarkraftwerk und aus der den Prozess ausführenden Maschine und Anlage eine dezentrale Zelle bildbar, die nur über Versorgungsleitungen mit geringem Leitungsquerschnitt mit einem Öffentlichen Versorgungsnetz verbunden werden muss. Innerhalb der dezentralen Zelle sind größere Leitungsquerschnitte notwendig.Thus, therefore, a decentralized cell can be formed from the solar power plant and from the machine and plant carrying out the process, which only has to be connected to a public supply network via supply lines with a small line cross section. Within the decentralized cell larger cable cross sections are necessary.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen besteht der ausgeführte gesamte Prozess aus zwei oder mehr Einzel-Prozessschritten, denen ein jeweiliger Soll-Verlauf an Leistungsbedarf zugeordnet ist, wobei die Einzel-Prozessschritte voneinander zeitlich beabstandet sein dürfen. Wiederum werden die optimalen Startzeitpunkte anhand von jeweiligen Faltungen und der Randbedingung, dass die Prozessschritte nacheinander ausgeführt werden, sowie der Randbedingung, dass der Prozess zwischen einem frühesten Startzeitpunkt und einem spätesten Endzeitpunkt abgearbeitet sein muss, bestimmt.In further exemplary embodiments according to the invention, the entire process carried out consists of two or more individual process steps to which a respective desired course of power consumption is assigned, wherein the individual process steps may be spaced from each other in time. Again, the optimal start times are determined based on respective convolutions and the constraint that the process steps are executed sequentially, as well as the constraint that the process must be completed between an earliest start time and a later end time.
Ein optimales Ausnutzen des Solarleistungsverlaufs ist somit gewährleistet.An optimal exploitation of the solar power curve is thus guaranteed.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Solarkraftwerks, das auf solarthermischer Energieerzeugung basiert und/oder das Solarzellen zur Umwandlung des Lichtes in elektrischen Strom basiert, oder zusätzlich zu diesem Solarkraftwerk ein Windkraftwerk eingesetzt und/oder ein auf einer anderen veränderlichen physikalischen Größe basierendes Kraftwerk. Hierbei wird statt der Solarprognose, also Prognose für den zeitlichen Verlauf der Lichtstrahlung am Ort des Kraftwerks, oder zusätzlich zu dieser Solarprognose eine Prognose des zeitlichen Werteverlaufs der physikalischen Größe, beispielsweise Windgeschwindigkeit, berücksichtigt. Als weiteres Beispiel einer solchen veranderlichen physikalischen Größe ist auch die Wellenstärke verwendbar.In further embodiments of the invention, instead of the solar power plant, which is based on solar thermal energy production and / or the solar cell for converting the light into electrical power, or in addition to this solar power plant, a wind power plant used and / or based on a different variable physical size power plant. Here, instead of the solar forecast, ie forecast for the time course of the light radiation at the site of the power plant, or in addition to this solar forecast, a forecast of the temporal value curve of the physical quantity, such as wind speed, is taken into account. As another example of such a variable physical quantity, the wave strength can also be used.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
- P_SP_S
- prognostizierter zeitlicher Verlauf der Leistung des Solarkraftwerkspredicted time course of the performance of the solar power plant
- P_VP_V
- zeitlicher Verlauf der VerbraucherleistungTime course of consumer service
- tt
- ZeitTime
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011103600.1A DE102011103600B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Method for controlling a device, in particular plant or machine, for the optimal utilization of an energy source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011103600.1A DE102011103600B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Method for controlling a device, in particular plant or machine, for the optimal utilization of an energy source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102011103600A1 true DE102011103600A1 (en) | 2012-12-06 |
| DE102011103600B4 DE102011103600B4 (en) | 2019-11-21 |
Family
ID=47173388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102011103600.1A Active DE102011103600B4 (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Method for controlling a device, in particular plant or machine, for the optimal utilization of an energy source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011103600B4 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014170311A2 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a photovoltaic power plant connected to a limited electricity grid alongside combustion generators |
| WO2014199052A2 (en) | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Sunna Design | Dynamic method for discharging a battery recharged by a renewable energy source |
| DE102014113262A1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a power plant with fluctuating capacity connected to a network generator and at least one load to a limited AC network |
| EP3101749A1 (en) | 2015-06-05 | 2016-12-07 | BKW Energie AG | Method for controlling a local power consumer |
| CN111756047A (en) * | 2020-07-01 | 2020-10-09 | 南通诺德瑞海洋工程研究院有限公司 | Marine preferential tripping system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000316282A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Toshiba Fa Syst Eng Corp | Power conditioner device for solar power generation |
| JP2011092002A (en) * | 2006-04-24 | 2011-05-06 | Panasonic Corp | Load control device |
-
2011
- 2011-05-30 DE DE102011103600.1A patent/DE102011103600B4/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000316282A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Toshiba Fa Syst Eng Corp | Power conditioner device for solar power generation |
| JP2011092002A (en) * | 2006-04-24 | 2011-05-06 | Panasonic Corp | Load control device |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| CONTAXIS, G.C.; KABOURIS, J.: Short term scheduling in a wind/diesel autonomous energy system. In: IEEE Transactions on Power Systems, 6, August 1991, 3, 1161-1167. - ISSN 0885-8950 * |
| JP 2011 - 92002 A inkl. korr. Übersetzung aus IPDL (abstract). AIPN Japan [online]. |
| JP 2011 - 92002 A inl. korr. Übersetzung aus IPDL (abstract). AIPN Japan [online]. |
| JP 2011 092002 A inkl. korr. Übersetzung aus IPDL (abstract). AIPN Japan [online]. * |
| WITTMANN, M. et al.: Case Studies on the Use of Solar Irradiance Forecast for Optimized Operation Strategies of Solar Thermal Power Plants. In: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, März 2008, S. 18-27. - ISSN 1939-1404 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014170311A2 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a photovoltaic power plant connected to a limited electricity grid alongside combustion generators |
| DE102013103894A1 (en) | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a photovoltaic power plant connected in addition to internal combustion generators to a limited power grid |
| DE102013103894B4 (en) * | 2013-04-17 | 2017-07-13 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a photovoltaic power plant connected in addition to internal combustion generators to a limited power grid |
| WO2014199052A2 (en) | 2013-06-12 | 2014-12-18 | Sunna Design | Dynamic method for discharging a battery recharged by a renewable energy source |
| FR3007220A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-19 | Sunna Design | DYNAMIC METHOD OF DISCHARGING A RECHARGEABLE BATTERY FOR A RENEWABLE ENERGY SOURCE |
| WO2014199052A3 (en) * | 2013-06-12 | 2015-11-12 | Sunna Design | Dynamic method for discharging a battery recharged by a renewable energy source |
| DE102014113262A1 (en) | 2014-09-15 | 2016-03-17 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a power plant with fluctuating capacity connected to a network generator and at least one load to a limited AC network |
| DE102014113262B4 (en) * | 2014-09-15 | 2016-09-15 | Sma Solar Technology Ag | Method and device for operating a power plant with fluctuating capacity connected to a network generator and at least one load to a limited AC network |
| EP3101749A1 (en) | 2015-06-05 | 2016-12-07 | BKW Energie AG | Method for controlling a local power consumer |
| CN111756047A (en) * | 2020-07-01 | 2020-10-09 | 南通诺德瑞海洋工程研究院有限公司 | Marine preferential tripping system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102011103600B4 (en) | 2019-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102011103600B4 (en) | Method for controlling a device, in particular plant or machine, for the optimal utilization of an energy source | |
| EP3590169B1 (en) | Energy management method for an energy system, and energy system | |
| DE112015005523T5 (en) | Power supply system | |
| WO2017060006A1 (en) | Optimising charge/discharge plans for electric vehicles | |
| DE102017117207A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR SELECTING A CHARGE SOURCE FOR AN ELECTRIC VEHICLE | |
| WO2015055454A1 (en) | Method and device for setting a maximum depth of discharge of an energy store for a time period | |
| DE102014213248A1 (en) | Method and system for charging an energy store of a mobile energy consumer | |
| EP2777123A1 (en) | Method for providing control power for a power network | |
| CN108136930A (en) | The method for controlling charging process | |
| WO2017059998A1 (en) | Determining an operating strategy for a local storage device | |
| DE102011110197B4 (en) | System with a DC link as common rail and method of operating a system with arranged in different housings actuators | |
| DE102010014146A1 (en) | Method for voltage supply of alternate current voltage-consumer or for feeding electric power into a public power supply or mains supply, involves providing connection to public power supply and power inverter | |
| EP2577829A1 (en) | Method and system for adapting a production flow schedule for a production process | |
| DE202021002165U1 (en) | Washing machine with power adjustment to maximize self-consumption with local regenerative power generation | |
| WO2011141214A1 (en) | Method and apparatus for determining an excess amount of energy of an electric energy store of a vehicle | |
| DE202021002540U1 (en) | Dishwasher with power adjustment to maximize self-consumption with local regenerative power generation | |
| DE102007056618A1 (en) | Solar collector plant, has transfer device for transferring direct current produced by sunbeams into alternating current, and alternator and internal combustion engine connected to common shaft of direct current electric motor | |
| DE102016124135A1 (en) | Method and device for operating wind turbines | |
| DE102010007484A1 (en) | Controller for photovoltaic system for generating alternating current from solar energy, has control unit, multiple inputs corresponding to number of photovoltaic moduIes and measuring unit | |
| DE102012215978A1 (en) | Method for extending service life of inverter of photovoltaic system, involves reducing temperature of inverter during load changes in inverter, where reduction in temperature takes place using control and regulating unit | |
| DE102012219837A1 (en) | Power supply of a consumer | |
| DE102009028403A1 (en) | Method and arrangement for operating a solar cell arrangement | |
| DE102019125200B4 (en) | Method for controlling a storage system and energy management system for a storage system | |
| WO2017133811A1 (en) | Control apparatus for controlling a plurality of energy stores, energy supply network and method | |
| WO2019096424A1 (en) | Controlling microgrids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02J0003140000 Ipc: H02J0003060000 |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |