DE102012113050A1 - A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network - Google Patents

A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network

Info

Publication number
DE102012113050A1
DE102012113050A1 DE102012113050.7A DE102012113050A DE102012113050A1 DE 102012113050 A1 DE102012113050 A1 DE 102012113050A1 DE 102012113050 A DE102012113050 A DE 102012113050A DE 102012113050 A1 DE102012113050 A1 DE 102012113050A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
energy
frequency
preferably
efficiency
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.)
Pending
Application number
DE102012113050.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Georg Markowz
Carsten Kolligs
Wolfgang Deis
Anna Flemming
Dennis Gamrad
Sébastien Cochet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Degussa GmbH
Original Assignee
Evonik Industries AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Industries AG filed Critical Evonik Industries AG
Priority to DE102012113050.7A priority Critical patent/DE102012113050A1/en
Publication of DE102012113050A1 publication Critical patent/DE102012113050A1/en
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/24Arrangements for preventing or reducing oscillations of power in networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0022Management of charging with batteries permanently connected to charge circuit

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes, wobei das Wechselstromnetz bei einer Vorgabefrequenz arbeitet, umfassend einen Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann und mindestens zwei elektrochemische Elemente umfasst, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden, wobei das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad seltener von einem Zustand, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie aufnimmt, in einen Zustand übergeht, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie abgibt, als das elektrochemische Element mit dem größeren Wirkungsgrad. The present invention relates to a method for the provision of control power for the stabilization of an AC network, where the AC network is operating at a preset frequency, comprising absorb an energy store, the electrical energy and can release and includes at least two electrochemical cells which are different in efficiency, the electrochemical element with the lower efficiency of rare from a state in which the electrochemical element receives with the lower efficiency energy goes into a state in which the electrochemical element with the lower efficiency emits energy, as the electrochemical element having the greater efficiency.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes sowie eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. The present invention relates to a method for the provision of control power for the stabilization of an AC network and to an apparatus for performing such a method.
  • Stromnetze werden verwendet, um Strom von meist mehreren Energieerzeugern in großen Gebieten auf viele Nutzer zu verteilen und Haushalte und Industrie mit Energie zu versorgen. Power grids are used to distribute power of usually several power generators in large areas of many users and provide households and industry with energy. Energieerzeuger, meist in Form von Kraftwerken, stellen dazu die benötigte Energie bereit. Energy producers, mostly in the form of power stations, make ready the energy required. In der Regel wird die Stromerzeugung auf den prognostizierten Verbrauch hin geplant und bereitgestellt. In general, the power generation is planned on the forecast consumption back and provided.
  • Sowohl beim Erzeugen als auch dem Verbrauchen von Energie kann es jedoch zu ungeplanten Schwankungen kommen. Both in generating and expending energy but it can lead to unplanned fluctuations. Diese können auf der Energieerzeugerseite beispielsweise dadurch entstehen, dass ein Kraftwerk oder ein Teil des Stromnetzes ausfällt oder zum Beispiel im Fall Erneuerbarer Energien wie Wind, dass die Energieerzeugung höher ausfällt als prognostiziert. This may occur on the power generation side, for example by providing a power plant or a portion of the power grid fails, or for example in the case of renewable energy such as wind, the power generation is higher than predicted. Auch bezüglich der Verbraucher kann es zu unerwartet hohen oder niedrigen Verbräuchen kommen. Also with regard to the consumer may occur unexpectedly high or low consumption. Der Ausfall eines Teils des Stromnetzes beispielsweise, der einige Verbraucher von der Energieversorgung abschneidet, kann zu einer plötzlichen Reduzierung des Stromverbrauchs führen. The failure of a part of the power grid, for example, which cuts off some consumers from the power supply may result in a sudden reduction in power consumption.
  • Dies führt im Allgemeinen dazu, dass es in Stromnetzen durch ungeplante und/oder kurzfristige Abweichungen von Leistungserzeugung und/oder -verbrauch zu Schwankungen der Netzfrequenz kommt. This generally means that there will be fluctuations in the grid frequency consumption in power grids due to unplanned and / or short-term deviations from power generation and / or. Die gewünschte Wechselstromfrequenz beträgt beispielsweise in Europa 50 Hz. Eine Verringerung des Verbrauchs gegenüber dem Plan führt zu einer Erhöhung der Frequenz bei planmäßig eingespeister Leistung durch die Energieerzeuger, gleiches gilt für eine Erhöhung der Stromproduktion gegenüber dem Plan bei planmäßigem Verbrauch. The desired AC frequency is, for example, in Europe 50 Hz. A reduction in the consumption compared to the plan leads to an increase in the frequency at scheduled fed in power by the power generator, the same applies to an increase in power production over the plan in the ordinary consumption. Eine Verringerung der Leistung der Energieerzeuger gegenüber dem Plan führt dagegen zu einer Verringerung der Netzfrequenz bei plangemäßem Verbrauch, gleiches gilt für eine Erhöhung des Verbrauchs gegenüber dem Plan bei plangemäßer Erzeugung. In contrast, a reduction in the power of the power generator compared to the schedule results in a decrease of the grid frequency at plangemäßem consumption, the same applies to an increase in the consumption compared to the planned production in the scheduled invention.
  • Aus Gründen der Netzstabilität ist es erforderlich, diese Abweichungen in einem definierten Rahmen zu halten. For reasons of grid stability, it is necessary to keep these deviations within a defined framework. Dazu muss je nach Höhe und Richtung der Abweichung gezielt positive Regelleistung durch Zuschalten von zusätzlichen Erzeugern oder Abschalten von Verbrauchern oder negative Regelleistung durch Abschalten von Erzeugern oder Hinzuschalten von Verbrauchern bereitgestellt werden. For this purpose, specific positive control power by switching in additional generators or switching off consumers or negative control power to be provided by switching off of producers or by supplementing switching loads according to the amount and direction of the deviation. Es besteht allgemein der Bedarf an einer wirtschaftlichen und effizienten Bereitstellung dieser Regelleistungen, wobei die Anforderungen an die bereitzuhaltenden Kapazitäten und die Dynamik der Regelleistungsquellen beziehungsweise -senken je nach Charakteristik des Stromnetzes variieren können. There is a general need for an economical and efficient provision of control services, the demands on the capacity kept ready and the dynamics of the control power sources or sinks, depending on the characteristics of the electricity network may vary.
  • In Europa gibt es beispielsweise ein Regelwerk (UCTE Handbook), das drei verschiedene Kategorien an Regelleistung beschreibt. In Europe, for example, a set of rules (UCTE Handbook), which describes three different categories of control power. Darin sind auch die jeweiligen Anforderungen und die Regelleistungsarten festgelegt. It also highlights the respective requirements and the rule of benefits are fixed. Die Regelleistungsarten unterscheiden sich unter anderem in den Anforderungen an die Dynamik und die Dauer der Leistungserbringung. The rule of benefits differ from one another in the dynamic requirements and the duration of service provision. Außerdem werden sie unterschiedlich hinsichtlich der Randbedingungen eingesetzt. They are also used differently in terms of boundary conditions. Primärregelleistung (PRL) ist unabhängig vom Ort der Verursachung der Störung europaweit von allen eingebundenen Quellen zu erbringen, und zwar im Wesentlichen proportional zur aktuellen Frequenzabweichung. Primary control power (PRL) must be provided regardless of the location of the generation of the disturbance in Europe by all integrated sources, and indeed is substantially proportional to the current frequency deviation. Die absolut maximale Leistung ist bei Frequenzabweichungen von minus 200 mHz und (absolut) darunter zu erbringen, die absolut minimale Leistung ist bei Frequenzabweichungen von plus 200 mHz und darüber zu erbringen. The absolute maximum performance must be furnished to frequency deviations from minus 200 mHz and (absolute) below the absolute minimum power must be furnished to frequency deviations of plus 200 MHz and above. Hinsichtlich der Dynamik gilt, dass aus dem Ruhezustand die jeweils (betragsmäßig) maximale Leistung innerhalb von 30 Sekunden bereitgestellt werden muss. With regard to the dynamics is considered that the respective (in magnitude) maximum power has to be provided within 30 seconds from the idle state. Demgegenüber sind Sekundärregelleistung (SRL) und Minutenreserveleistung (MRL) in den Bilanzräumen zu erbringen, in denen die Störung aufgetreten ist. In contrast, secondary control power (SRL) and minutes reserve capacity are (MRL) to be provided in the balance spaces where the fault occurred. Ihre Aufgabe ist es, die Störung möglichst schnell zu kompensieren und somit dafür zu sorgen, dass die Frequenz wieder möglichst schnell, vorzugsweise spätestens nach 15 Minuten wieder im Sollbereich liegt. Your task is to compensate the error as quickly as possible and thus to ensure that the frequency is again as quickly as possible, preferably at the latest after 15 minutes in the target range. Hinsichtlich der Dynamik werden an die SRL und die MRL geringere Anforderungen gestellt (5 bzw. 15 Minuten bis zur vollen Leistungserbringung nach Aktivierung), gleichzeitig sind diese Leistungen auch über längere Zeiträume bereitzustellen als Primärregelleistung. As regards the dynamics of the SRL and provided the MRL lower requirements (5 or 15 minutes to the full performance after activation), at the same time these services are to be provided for longer periods than primary control power.
  • In den bisher betriebenen Stromnetzen wird ein Großteil der Regelleistung von konventionellen Kraftwerken, insbesondere Kohle- und Atomkraftwerken bereitgestellt. In the previously-operated power systems, much of the control performance of conventional power plants, in particular coal and nuclear power plants is provided. Zwei grundsätzliche Problemstellungen resultieren hieraus. Two basic problems resulting therefrom. Zum einen werden die konventionellen, Regelleistung bereitstellenden Kraftwerke nicht bei Volllast und damit maximalen Wirkungsgraden, sondern leicht unterhalb derselben betrieben, um bei Bedarf positive Regelleistung bereitstellen zu können, ggfs. über einen theoretisch unbegrenzten Zeitraum. Firstly, the conventional control power-providing power plants are not at full load and the maximum efficiency, but easily operated below the same, to provide positive control power on demand, if necessary. A theoretically unlimited duration. Zum anderen sind mit zunehmendem Ausbau und zunehmender bevorzugter Nutzung der Erneuerbaren Energien immer weniger konventionelle Kraftwerke in Betrieb, was aber oftmals die Grundvoraussetzung für die Erbringung von Regelleistungen ist. For another, with the increasing expansion and increased use of renewable energies preferred fewer conventional power plants in operation, but this is often a prerequisite for the provision of control services.
  • Aus diesem Grund wurden Ansätze entwickelt, vermehrt Speicher einzusetzen, um negative Regelleistung zu speichern und bei Bedarf als positive Regelleistung bereitzustellen. For this reason, approaches have been developed to make increasing use memory to store negative control power and provide a positive control power when needed.
  • Der Einsatz von Hydro-Pumpspeicherwerken zur Erbringung von Regelleistung ist Stand der Technik. The use of hydro-pumped storage plants for the provision of control power is prior art. In Europa werden alle oben genannten drei Regelleistungsarten von Pumpspeichern erbracht. In Europe, all three control power types of pumped storage above are provided. Hydropumpspeicher werden jedoch auch immer wieder genannt als gegenwärtig wirtschaftlichste Technologie zur Ein- und Ausspeicherung von bevorzugt Erneuerbaren Energien, um Energieangebot und -bedarf zeitlich besser aufeinander anpassen zu können. Hydro pumped storage but are also constantly mentioned as present economical technology for injection and withdrawal of preferred renewables, to adapt energy supply and demand over time more closely. Das Potenzial zum Ausbau der Speicherkapazitäten – insbesondere in Norwegen – wird kontrovers diskutiert, da für die Nutzung beträchtliche Kapazitäten in Stromleitungen genehmigt und installiert werden müssen. The potential for expansion of storage capacity - particularly in Norway - is controversial, since considerable capacity must be approved in power lines and installed for use. Folglich steht die Nutzung für das energiewirtschaftliche Lastmanagement in Konkurrenz zur Bereitstellung von Regelleistung. Consequently, the use of the energy industry load management is in competition for the provision of control power.
  • Vor diesem Hintergrund wurden im Bereich der Primärregelleistung in der jüngeren Vergangenheit immer wieder Ansätze untersucht und beschrieben, auch andere Speichertechnologien wie beispielsweise Schwungmassen- und Batteriespeicher für die Bereitstellung von Regelleistung einzusetzen. Against this background in the field of primary control power have been repeatedly tested in the recent past approaches and described to use other storage technologies such as Schwungmassen- and battery storage for the provision of control power.
  • Aus der From the US 2006/122738 A1 US 2006/122738 A1 ist ein Energiemanagementsystem bekannt, das einen Energieerzeuger und einen Energiespeicher umfasst, wobei der Energiespeicher durch den Energieerzeuger aufladbar ist. discloses an energy management system that includes a power generator and an energy storage device, wherein the energy accumulator can be charged by the power generator. Dadurch soll ein Energieerzeuger, der im normalen Betrieb keine gleichmäßige Energieerzeugung gewährleistet, wie zum Beispiel die zunehmend favorisierten erneuerbaren Energien, wie Windkraft- oder Photovoltaikkraftwerke, in die Lage versetzt werden, ihre Energie gleichmäßiger ins Stromnetz abzugeben. This is to a power source, which does not ensure uniform power during normal operation, such as the increasingly favored renewable energy, such as wind or photovoltaic power plants are able to make their energy more evenly into the grid. Nachteilig ist hieran, dass hierdurch zwar ein einzelnes Kraftwerk stabilisiert werden kann, alle anderen Störungen und Schwankungen des Stromnetzes aber nicht oder nur sehr begrenzt abgefangen werden können. The disadvantage of this that in this way, although a single power plant can be stabilized, and all other faults and fluctuations of the electricity network but can only be very limited or not be intercepted.
  • Es ist aus der It is from the WO 2010 042 190 A2 WO 2010 042 190 A2 und der and the JP 2008 178 215 A JP 2008 178 215 A bekannt, Energiespeicher zur Bereitstellung von positiver und negativer Regelleistung zu verwenden. known to use energy storage to provide positive and negative control power. Wenn die Netzfrequenz einen Toleranzbereich um die gewünschte Netzfrequenz verlässt, wird entweder Energie aus dem Energiespeicher bereitgestellt oder in den Energiespeicher aufgenommen, um die Netzfrequenz zu regulieren. If the grid frequency is outside a tolerance range around the desired power frequency, either power is supplied from the energy storage or received in the energy storage device to regulate the power frequency. Auch die Also the DE 10 2008 046 747 A1 DE 10 2008 046 747 A1 schlägt vor, einen Energiespeicher in einem Inselstromnetz derart zu betreiben, dass der Energiespeicher zur Kompensation von Verbrauchsspitzen und Verbrauchsminima eingesetzt wird. proposes to operate a power storage in a stand-alone power supply system so that the energy storage device to compensate for consumption peaks and Verbrauchsminima is used. Nachteilig ist hieran, dass die Energiespeicher nicht die notwendige Kapazität haben, um eine längere Störung oder mehrere, hinsichtlich der Frequenzabweichung gleichgerichtete Störungen hintereinander zu kompensieren. The disadvantage of this is that the energy store does not have the necessary capacity to compensate for a longer disturbance or more, with respect to the frequency deviation rectified faults behind one another.
  • In dem in the , wird die Abhängigkeit der Kapazität eines Akkumulators von technischen und betrieblichen Randbedingungen bestimmt, damit dieser nach den europäischen Normen (UCTE Handbook) Primärregelleistung bereitstellen kann. The dependence of the capacity of a battery of technical and operational conditions is determined so that (UCTE Handbook) primary control power according to European standards can provide. Es zeigt sich, dass auf Grund der Ein- und Ausspeicherverluste langfristig in unterschiedlichen Zeitabständen immer wieder ein Aufladen oder Entladen des Speichers unvermeidbar ist. It turns out that due to the input and Ausspeicherverluste charging or discharging the storage is unavoidable in the long term at different intervals over again. Die Autoren schlagen dazu die Zeiträume vor, in denen sich die Frequenz im Totband (dh in dem Frequenzbereich, in dem keine Regelleistung zu erbringen ist) befindet. The authors suggest this before the periods in which the frequency of the dead band is (ie, in the frequency range in which no control power must be provided). Trotzdem kann es kurzfristig bzw. vorübergehend dazu kommen, dass der Speicher überladen wird. Nevertheless, it may in the short term or temporary happen that the memory is overloaded. Die Autoren schlagen für solche Fälle den (begrenzten Einsatz) von Verlust erzeugenden Widerständen vor, die extremal die komplette negative Nenn-Regelleistung aufnehmen, also hierauf ausgelegt werden müssen. The authors suggest in such cases the (limited use) of loss-generating resistors ago, the extremal absorb the entire negative nominal control power, must therefore be interpreted to this. Neben dem zusätzlichen Investitionsbedarf für die Widerstände und deren Kühlung führt dies jedoch, wie von den Autoren selbst schon genannt, zu einer mehr oder weniger unerwünschten Energieentwertung, wobei die entstehende Abwärme in der Regel nicht genutzt werden kann. Apart from the additional investment required for the resistance and its cooling, this, however, leads as a matter already mentioned by the authors to a more or less unwanted current devaluation, with the waste heat generally can not be used. Die Autoren zeigen auf, dass eine geringere Inanspruchnahme der Verlusterzeugung nur durch eine höhere Speicherkapazität, verbunden mit höheren Investitionskosten, möglich ist. The authors show that a lower utilization of the production loss only by a higher storage capacity, combined with higher investment costs, is possible.
  • Akkumulatoren und andere Energiespeicher können sehr schnell Energie aufnehmen oder abgeben, wodurch sie sich grundsätzlich zur Bereitstellung von PRL eignen. Batteries and other energy storage can quickly absorb energy or emit, making them suitable in principle for the provision of PRL. Nachteilig ist jedoch hieran, dass sehr große Kapazitäten der Akkumulatoren bereitgestellt werden müssen, um die Regelleistung auch über einen längeren Zeitraum oder wiederholt liefern zu können. However hereto disadvantage that very large capacity of the batteries must be provided in order to deliver repeats the control power over a longer period or. Akkumulatoren mit sehr großer Kapazität sind aber auch sehr teuer. but batteries with very high capacity are also very expensive.
  • Auf Grund der Verluste beim Ein- und Ausspeichern von Energie erfolgt bei statistisch symmetrischer Abweichung der Netzfrequenzen vom Sollwert durch den Betrieb früher oder später eine Entladung des Energiespeichers, wie zum Beispiel eines Akkumulators. Due to the losses during storage and release of energy of the line frequencies is performed at statistically symmetrical deviation from the set value by the operation sooner or later a discharge of the energy storage device, such as an accumulator. Es ist daher erforderlich, den Energiespeicher mehr oder weniger regelmäßig gezielt aufzuladen. It is therefore necessary, more or less regularly charge the energy storage target. Eventuell muss dieser Ladestrom separat bezahlt werden. This charge current may have to be paid separately.
  • Es wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, dass mitunter beträchtliche Energiemengen monoton ein- oder ausgespeist werden, wie eine Analyse von realen Frequenzverläufen der Erfinder zeigt. It has been found in the invention that one sometimes considerable amounts of energy monotonically or be fed out as an analysis of real frequency curves of the inventors shows. Dies führt bei gegebener Speicherkapazität zu entsprechend hoher Ladezustandsänderung. This results for a given storage capacity to correspondingly high state of charge change. Große Ladezustandsänderungen wiederum führen tendenziell zu schnellerer Alterung als geringe Ladezustandsänderungen. Large state of charge changes, in turn, tend to lead to faster aging as a low state of charge changes. Entweder erreicht der Energiespeicher somit eher sein Lebensende und muss eher ausgetauscht werden, oder die Kapazität ist à priori zu erhöhen, um die relative Ladezustandsänderung zu reduzieren. Either the energy storage thus achieved rather his life and must be replaced sooner, or the capacity is to be increased, a priori, to reduce the relative state of charge change. Beides führt zu einer Erhöhung der Investitionskosten. Both lead to an increase in investment costs.
  • Zusätzlich erfordert eine konsequente Einhaltung der Leitlinien zur Präqualifizierung von Primärregeltechnologien die Bereithaltung entsprechender Leistungsreserven zu jedem beliebigen Betriebszeitpunkt und damit Ladungszustand des Energiespeichers. In addition, a consistent adherence to the guidelines for the pre-qualification of primary control technologies requires the holding available adequate power reserves at any time of operation and state of charge of the energy storage. Diese Anforderung (in Deutschland aktuell: die vermarktete Primärregelleistung über eine Dauer von 15 min) führt dazu, dass zusätzlich eine entsprechende, Investitionskosten erhöhende Kapazität vorgehalten werden muss. This requirement (currently in Germany: the marketed primary control power over a period of 15 min) leads to an additional corresponding investment costs increasing capacity needs to be maintained. Tatsächlich würde eine solche Reserve (statistisch bedingt) nur sehr selten genutzt werden. In fact, such a reserve would be (caused statistically) used only very rarely.
  • In Anbetracht des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein technisch verbessertes Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes zur Verfügung zu stellen, das nicht mit den Nachteilen herkömmlicher Verfahren behaftet ist. In view of the prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a technically improved method for the provision of control power for the stabilization of an AC network is available, that is not associated with the drawbacks of conventional methods.
  • Insbesondere sollte das Verfahren möglichst einfach und kostengünstig durchgeführt werden können. In particular, the process should be as simple and inexpensive can be performed. Insbesondere sollten die Anlagen, mit denen das Verfahren durchgeführt werden kann, in Bezug auf die bereitgestellte Regelleistung mit möglichst geringen Investitionen verbunden sein. In particular, the systems with which the method can be carried out, be connected in terms of the provided control power with minimum investment should.
  • Hierbei soll es ermöglicht werden, Regelleistung bei einem hohen Wirkungsgrad der eingesetzten Komponenten bereitzustellen. Here, it should be possible to provide control power at a high efficiency of the components used.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Kapazität des Energiespeichers möglichst gering sein soll, um die erforderliche Regelleistung bereitzustellen. Another object of the invention is the fact that the capacity of the energy store should be as small as possible, to provide the required control performance.
  • Zudem wäre es auch vorteilhaft, wenn eine geringere Alterungsbelastung erreicht werden könnte. It would also be advantageous also when less aging load could be achieved. Ferner wäre auch die Bereitstellung der Primärregelleistung unter Vermeidung eines zwischenzeitlichen Ladens oder Entladens wünschenswert. Furthermore, the provision of primary control power while avoiding an interim charging or discharging is desirable. Alternativ wäre anzustreben, dass zumindest die Zahl von Lade- oder Entladevorgängen, die zur Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit erforderlich reduziert wird. Alternatively, it would desirable that at least the number of loading or unloading, which is required for maintaining the reduced operability.
  • Ferner ist es Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu finden, bei dem die beschriebenen Störungen des Stromnetzes und gleichzeitig Handelsvorgänge vermieden oder reduziert werden. Further, it is to find the object of the present invention, a method in which the described disturbance of the electricity grid and at the same trading operations are avoided or reduced. Weiterhin sollte das Verfahren möglichst einfach und kostengünstig durchgeführt werden können. Furthermore, the process should be as simple and cost can be performed. Das erfindungsgemäße Verfahren soll außerdem dazu geeignet sein, die notwendige Regelleistung bei Bedarf möglichst schnell bereitstellen zu können. The inventive method should also be adapted to provide the necessary control power when needed as quickly as possible.
  • Weiterhin sollte das Verfahren mit möglichst wenigen Verfahrensschritten durchgeführt werden können, wobei dieselben einfach und reproduzierbar sein sollten. Furthermore, the process should be carried out with as few process steps, and the same should be simple and reproducible.
  • Weitere nicht explizit genannte Aufgaben ergeben sich aus dem Gesamtzusammenhang der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche. Other not explicitly mentioned objects will become apparent from the overall context of the following description and claims.
  • Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch ein Verfahren mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Regelleistung für ein Stromnetz werden in den Unteransprüchen 2 bis 8 unter Schutz gestellt. These objects as well as other not explicitly mentioned tasks, but that are derived or developed from the introductory relations discussed readily by a method having all the features of claim 1. Advantageous modifications of the method of the invention to provide control power for a power grid are in the subclaims 2 to 8 placed under protection. Ferner haben Patentanspruch 9 bis 15 eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens zum Gegenstand. Furthermore, claim 9 to 15 have an apparatus for performing such a method the subject.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes, wobei das Wechselstromnetz bei einer Vorgabefrequenz arbeitet, umfassend einen Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, mindestens zwei elektrochemische Elemente umfasst, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden, wobei das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad seltener von einem Zustand, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie aufnimmt, in einen Zustand übergeht, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie abgibt, als das elektrochemische Element mit dem größeren Wirkungsgrad. The present invention accordingly provides a process for the provision of control power for the stabilization of an AC network, where the AC network is operating at a preset frequency, comprising absorb an energy store, the electrical energy and proposed, which is characterized in that the energy store, the electrical energy absorb and can deliver, comprising at least two electrochemical cells which are different in efficiency, wherein the electrochemical element with the lower efficiency, passes rarer from a state in which housing the electrochemical element with the lower efficiency of energy in a state in which the electrochemical write element with the lower efficiency of energy, as the electrochemical element having the greater efficiency.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise, ein Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes bereitzustellen, das nicht mit den Nachteilen herkömmlicher Verfahren behaftet ist. By the inventive method it is possible in an unforeseeable manner, to provide a method for the provision of control power for the stabilization of an AC network, which is not associated with the drawbacks of conventional methods.
  • Speziell gelingt es durch die Verwendung von Energiespeichern, die mindestens zwei elektrochemische Elemente mit einem unterschiedlichen Wirkungsgrad aufweisen, eine für die volle Verfügbarkeit erforderliche Speicherkapazität kostengünstiger bereitzustellen, im Vergleich zu elektrochemischen Energiespeichern, die lediglich elektrochemische Elemente mit gleichem Wirkungsgrad aufweisen. Specifically, it is possible by the use of energy storage devices having at least two electro-chemical elements with a different efficiency to provide a required for the full availability of storage capacity cost-effective, compared to electrochemical energy storage devices having only electro-chemical elements with the same efficiency. Hierbei gelingt es überraschend den hohen Wirkungsgrad des einen Elements, welches im Allgemeinen jedoch höhere Investitionskosten bedingt, mit den geringeren Investitionskosten, des zweiten Elements, welches einen geringeren Wirkungsgrad aufweist, in synergistischer Weise zu verknüpfen. This is surprisingly possible the high efficiency of an element which, however, to link generally higher investment costs due to the lower investment costs, the second element having a lower efficiency in a synergistic manner. Die Erfinder konnten durch eine Fourieranalyse des Ladezustandes von Energiespeichern überraschend feststellen, dass es neben Ladezustandsschwankungen mit sehr kurzer Periodendauer auch solche mit deutlich längerer Periodendauer vorhanden sind. The inventors have surprisingly notice by a Fourier analysis of the state of charge of energy storage that also they exist with significantly longer period next charge level, with very short period of time. Diese führen zu Schwankungsvorgängen mit deutlich geringerer Zyklenzahl. These lead to fluctuating processes with a significantly lower number of cycles. Diese Ladungsschwankungen können, aufgrund der relativ geringen Investitionskosten, zweckmäßig mit Akkumulatoren oder anderen elektrochemischen Speichern mit einem geringen Wirkungsgrad zumindest teilweise ausgeglichen werden. These charge variations may, due to the relatively low investment costs, are expediently compensated for by batteries or other electrochemical storage devices with a low efficiency, at least partially. Die mit einer hohen Frequenz auftretenden Schwankungen lassen sich jedoch zweckmäßiger mit einem elektrochemischen Element abmildern, welches einen hohen Wirkungsgrad aufweist. However, the fluctuation occurring at a high frequency can be advantageously mitigated by an electrochemical element which has a high efficiency.
  • Insbesondere kann das Verfahren sehr einfach und kostengünstig durchgeführt werden, da die für die volle Verfügbarkeit erforderliche Speicherkapazität kostengünstiger bereitgestellt werden kann oder die Zahl der Lade- und Entladevorgänge, die zur Einstellung des Ladezustandes des Energiespeichers mit externen Energiequellen oder -senken vorgenommen werden müssen, verringert werden kann. In particular, the method can be carried out very easily and inexpensively, since the time required for the full availability of storage capacity can be provided cost-effective, or the number of charging and discharging operations, that must be made for setting the state of charge of the energy store with external energy sources or sinks, reduced can be. Hierbei ist festzuhalten, dass der Energiespeicher über das Stromnetz durch Energiehandel Leistung beziehen kann. It should be noted that the energy storage can be obtained from the electricity network by energy trading performance. Diese Leistung muss eingekauft und zu einem spezifischen Zeitpunkt abgerufen werden, da andernfalls eine Störung des Systems vorliegt. This power must be purchased and obtained at a specific time, otherwise a fault in the system is present. Die tatsächliche Netzfrequenz ist für diesen Vorgang unerheblich, da bei einer geplanten, gleichzeitigen Einspeisung und Entnahme einer Leistung die Frequenz des Stromnetzes nicht beeinflusst wird. The actual grid frequency is irrelevant to this process, since the frequency of the power grid is not affected during a planned simultaneous injection and withdrawal of a service. Wichtig ist vielmehr, dass die Einspeisung und die Entnahme dieser Leistung möglichst synchron erfolgen. What is important is that the supply and the removal of this power be synchronous as possible. Bei einer konstanten Kapazität des Energiespeichers, insbesondere des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad, welches im Allgemeinen relativ teuer ist, kann in Folge der verminderten Lade-/Entladezyklen die betriebliche Lebensdauer des Speichers vergrößert werden, wobei dies insbesondere für Akkumulatoren ein wichtiger Gesichtspunkt darstellt, der durch die vorliegende Erfindung überraschend verbessert werden kann. At a constant capacity of the energy accumulator, in particular of the electrochemical element having the higher efficiency, which is relatively expensive in general, in consequence of the reduced charge / discharge cycles, the operating life of the memory can be increased, this being particularly for storage batteries is an important consideration, can be surprisingly improved by the present invention.
  • Weiterhin kann bei einer Verwendung von galvanischen Elementen, wie Akkumulatoren, die Kapazität von teuren Energiespeichern sehr gering gehalten werden, um eine erforderliche Regelleistung bereitzustellen. Furthermore, it can be kept very low in use of galvanic elements, such as batteries, the capacity of expensive energy storage to provide a required control performance.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist außerdem dazu geeignet, die notwendige Regelleistung sehr schnell bereitzustellen. The inventive method is also adapted to provide the necessary control power very quickly.
  • Darüber hinaus kann das Verfahren mit sehr wenigen Verfahrensschritten durchgeführt werden, wobei dieselben einfach und reproduzierbar sind. Moreover, the method can be performed with very few process steps, and the same are simple and reproducible.
  • Das vorliegende Verfahren dient zur Bereitstellung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes. The present method is used to provide control power for the stabilization of an AC network. Wie in der Einleitung bereits dargelegt, verändert sich in einem Wechselstromnetz die Frequenz, falls das Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch und Energiebereitstellung nicht eingehalten wird. As stated in the introduction, changes in an AC mains frequency, if the balance between energy consumption and energy supply will not be met.
  • Die Regelenergie oder Regelleistung wird an das Stromnetz abgegeben (positive Regelenergie oder positive Regelleistung) oder aus dem Stromnetz aufgenommen (negative Regelenergie oder negative Regelleistung). The control energy or regulating power delivered to the power grid (positive control energy or positive control power), or absorbed from the power supply (negative control energy or negative control power). Positive Regelleistung kann durch Energieeinspeisung, beispielsweise Energieeintrag eines Energiespeichers oder durch Zuschalten eines Kraftwerks, oder durch Drosselung eines Verbrauchers in das Netz zugeführt werden. Positive control power can be supplied to the grid by means of energy supply, such as energy input of an energy accumulator or by connecting a power plant, or by throttling of a consumer. Negative Regelleistung kann dem Netz durch Energieaufnahme eines Energiespeichers, Drosselung einer Energiequelle, beispielsweise eines Kraftwerks, oder durch Zuschalten eines Verbrauchers in das Netz eingespeist werden. Negative control power can be fed into the network the network by energy absorption of an energy store, throttling of an energy source, such as a power plant, or by connecting a consumer. Weitere wichtige Informationen hierzu finden sich im Stand der Technik, wobei insbesondere auf die in der Einleitung diskutierten Dokumente Bezug genommen wird. Other important information can be found in the prior art, reference being made in particular to those discussed in the introduction documents. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, dass die Begriffe Regelleistung und Regelenergie für die Zwecke dieser Erfindung einen ähnlichen Bedeutungsgehalt aufweisen. In this context it should be noted that the terms control power and control energy for the purposes of this invention have a similar meaning.
  • Üblich wird Regelleistung für eine bestimmte Nennleistung vom Anbieter dem Netzbetreiber zur Verfügung gestellt. Common control power is provided for a given power rating from the supplier to the network operator. Unter der Nennleistung ist vorliegend die Leistung zu verstehen, mit der die Regelleistungsquelle mindestens präqualifiziert ist, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Lower than the rated power is to be understood in the present case, with which the control power source is at least prequalified, which is operated with an inventive method. Allerdings kann die Präqualifikationsleistung höher sein als die Nennleistung, die dem Netzbetreiber maximal zur Verfügung gestellt wird. However, the Präqualifikationsleistung may be higher than the rated power, which is provided to the network operator maximum available. Diese Nennleistung kann auch als kontrahierte Höchstleistung bezeichnet werden, da diese Leistung dem Netz maximal bereitgestellt wird. This rating can also be called a contracted maximum performance, as this power is provided a maximum of the net.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes. The inventive method is used to stabilize an AC network. Wechselstromnetze zeichnen sich durch eine Änderung der Polung des elektrischen Stromes aus, wobei sich positive und negative Augenblickswerte so ergänzen, dass der Strom im zeitlichen Mittel null ist. AC networks are characterized by a change in the polarity of the electric current, said positive and negative instantaneous values ​​complement each other so that the power in the temporal mean is zero. Diese Netze werden im Allgemeinen zur Übertragung von elektrischer Energie eingesetzt. These nets are generally used for the transmission of electrical energy.
  • Üblich werden die Wechselstromnetze mit einer Vorgabefrequenz betrieben, die gegenwärtig in Europa, insbesondere in Deutschland, bei 50,000 Hz liegt. Usual, the AC networks are operated at a set frequency, which is currently in Europe, particularly in Germany, at 50,000 Hz. Im nordamerikanischen Raum beträgt die Vorgabefrequenz hingegen 60,000 Hz. In North America the default frequency is, however, 60,000 Hz.
  • Gegenwärtig ist diese Vorgabefrequenz nicht fixiert, sondern wird geringfügig variiert, um die sogenannte Netzzeit, die unter anderem als Zeitgeber für Uhren dient, an die koordinierte Weltzeit anzupassen. Currently, this default rate is not fixed but is varied slightly to reflect the so-called network time, which is used among other things as a timer for watches to the Coordinated Universal Time. Folglich arbeitet ein derartiges Wechselstromnetz bei einer variablen Vorgabefrequenz. Therefore, such AC system operates at a variable set frequency. Gemäß den in Europa derzeit gültigen Normen wird bei einer Abweichung von +/–20 Sekunden zwischen der Netzzeit und der Weltzeit die Vorgabefrequenz, je nach Abweichung der Netzzeit um 10 mHz abgesenkt oder erhöht, so dass die Vorgabefrequenz derzeit Werte von 49,990 Hz, 50,000 Hz oder 50,010 Hz einnehmen kann. According to the currently valid in Europe standards with a deviation of +/- 20 seconds between the network time and the universal time the set frequency is lowered, or depending on the deviation of the line time to 10 mHz increased, so that the set frequency currently values ​​of 49.990 Hz, 50,000 Hz can adopt or 50.010 Hz. Diese Anpassung wird zentral vom Netzbetreiber vorgenommen und beim Einsatz von Sekundärregelleistung (SRL) und Minutenreserveleistung (MRL) berücksichtigt. This adjustment is carried out centrally by the network operator and takes into account the use of secondary control power (SRL) and minutes reserve capacity (MRL).
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Vorgabefrequenz, beispielsweise zur Anpassung an die Weltzeit, leicht variiert werden. According to a particular embodiment of the present invention can easily be varied, the set frequency, for example to adapt to the world time. Dies kann beispielsweise durch eine aktive Übermittlung der entsprechenden Daten durch den Netzbetreiber erfolgen. This can be done for example by an active transmission of the relevant data by the network operator.
  • Für Einzelheiten zur Regelung von Regelleistung und zum Informationsaustausch mit den Netzbetreibern sei auf das For details of the arrangements of control power and to exchange information with the network operators had to verwiesen. directed.
  • Gegenwärtig gibt es für die Quellen zur Bereitstellung von Primärregelleistung zwei Toleranzen, die hinsichtlich der Frequenzabweichungen relevant sind. There are currently two tolerances that are relevant in terms of the frequency deviations of the sources for the provision of primary control power. Zum einen ist dies die Frequenzmessgenauigkeit. One is the frequency measurement accuracy. Diese darf maximal +/–10 mHz betragen. This must not exceed +/- 10 mHz. Zudem gibt es einen sogenannten Unempfindlichkeitsbereich von maximal +/–10 mHz, der den Primärregelleistung erbringenden Quellen zugestanden wird. There is also a so-called dead zone of no more than +/- 10 mHz, the primary control power sources deliverables is granted. Um ein Agieren der Regelleistungsquellen entgegen der erwünschten Richtung in jedem Fall zu vermeiden, haben die Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland in ihren Rahmenverträgen beispielsweise ein Band von +/–10 mHz um den Sollwert von 50,00 Hz festgelegt, in dem keine Primärregelleistung zu erbringen ist. To avoid acting out of control power sources, contrary to the desired direction in any case, the transmission system operators in Germany have set around the setpoint of 50.00 Hz, where no primary control power must be provided in their framework agreements, for example, a band of +/- 10 mHz. Selbst bei maximaler Frequenzmessgenauigkeit von +10 mHz oder –10 mHz ist so ein Erbringen von Regelleistung entgegen der erwünschten Richtung ausgeschlossen. Even at maximum frequency accuracy of + 10 MHz or -10 MHz, a provision of control power, contrary to the desired direction is excluded. Außerhalb dieser Grenzen muss gemäß den Vertragsbedingungen Regelleistung bereitgestellt werden. Outside these limits must be provided in accordance with the contract terms control power.
  • Im Allgemeinen wird ein Totband um die Vorgabefrequenz vorgegeben, welches zur vertragsgemäßen Erbringung von Regelleistung benötigt wird, wie dies zuvor dargelegt wurde. In general, a dead band is set to the set frequency, which is needed for contractual provision of control power, as previously set forth.
  • Eine Regelleistung wird gegenwärtig in Europa ab einer bestimmten maximalen Abweichung der Netzfrequenz (Ist-Wechselstromfrequenz) von der Vorgabefrequenz (Soll-Wechselstromfrequenz), bei einer Abweichung von +/–200 mHz, in voller Höhe bereitgestellt. A control power is currently in Europe from a given maximum deviation of the grid frequency (actual alternating-current frequency) of the set frequency (desired AC frequency), provided with a deviation of +/- 200 mHz, in full. In dem Bereich zwischen dem Totband und der maximalen Abweichung soll in Europa nur ein bestimmter Anteil der maximal bereitstellbaren Regelleistung in das Stromnetz eingespeist werden. In the area between the dead band and the maximum deviation of only a certain proportion of the maximum deployable control power to be fed into the electricity network in Europe. Die Art der Regelleistungserbringung ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch. The type of rule performance is not critical to the present invention. Gemäß den in Europa derzeit gültigen Vorschriften ist der Betrag der zu erbringenden Leistung weitgehend linear mit zunehmender Frequenzabweichung von der Vorgabefrequenz zu erhöhen. Under current European regulations, the amount of service to be provided is largely linear increase with increasing frequency deviation from the set frequency. So wird üblich bei einer Abweichung von 100 mHz eine Regelleistung erbracht, die 50 % der Maximalleistung beträgt. Thus, a control power is provided common with a deviation of 100 MHz, which is 50% of maximum power. Diese Maximalleistung wird bei einer Abweichung von 200 mHz erbracht und entspricht der zuvor definierten Nennleistung oder kontrahierten Höchstleistung, für die der Energiespeicher mindestens präqualifiziert ist. This maximum power is provided with a deviation of 200 MHz, and corresponds to the rated power defined above or contracted maximum power for which the energy store is at least pre-qualified. Bei einer Abweichung von 50 mHz wird demgemäß 25 % der Nennleistung erbracht. With a deviation of 50 MHz 25% of the rated power is accordingly provided.
  • Weiterhin ist festzuhalten, dass durch das Verfahren ein Beitrag zur Stabilisierung des Netzes auch bei einer relativ geringen Kapazität des Energiespeichers erreicht werden kann, da eine Bereitstellung von Regelleistung auch stattfinden kann, falls die Netzfrequenz über einen sehr langen Zeitraum außerhalb des Totbandes liegt, innerhalb dessen keine Regelung notwendig ist. Furthermore, it is noted that can be achieved by the method is a contribution to the stabilization of the network even at a relatively low capacity of the energy accumulator, because a provision of control performance can also take place if the mains frequency is over a very long period of time outside of the dead band within which no controller required.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann eine Regeneration des Energiespeichers auch dann noch erfolgen, wenn die gemessene Frequenz längerfristig einseitig außerhalb eines Totbandes liegt. According to a particular embodiment, a regeneration of the energy store can still take place even if the measured frequency is longer on one side outside a dead band. Diese Ausgestaltung ist insbesondere in Zusammenhang mit der Art und Weise der Ausnutzung von Toleranzen, die beispielsweise hinsichtlich der Höhe der Regelleistungserbringung, der Zeit, innerhalb der die Regelleistung zu erbringen ist, und den Frequenztoleranzen geeignet, den Ladezustand zu optimieren. This configuration is particularly related to the manner of exploitation of tolerances, for example, in the level of control power supply, the time within which the control performance is to be provided and the frequency tolerances suitable to optimize the charging status.
  • Beispielsweise kann vermehrt negative Regelleistung bereitgestellt werden, falls der Ladezustand des Energiespeichers aufgrund einer Netzfrequenz, die im Mittel über einen längeren Zeitraum unterhalb der Vorgabefrequenz liegt, sehr tief ist. For example, negative control performance can be provided if the state of charge of the energy accumulator due to a line frequency which is averaged over a long period of time below the preset frequency, is very deep increased. Hierbei können Toleranzen, beispielsweise die dem Regelleistungserbringer vom Netzbetreiber zugestandenen Toleranzen, im Hinblick auf die Netzfrequenz, die Höhe der Regelleistung abhängig von der Frequenzabweichung, die Unempfindlichkeit hinsichtlich der Frequenzänderung, und den Zeitraum, innerhalb der die Regelleistung zu erbringen ist, ausgenutzt werden, um den Ladezustand des Energiespeichers an die Erfordernisse anzupassen. Here, tolerances, such as the control service granted by the network operator tolerances with respect to the mains frequency, the amount of control power depending on the frequency deviation, the insensitivity to the frequency change, and the period within which the control performance is to be provided, be exploited to adjust the charge status of the energy storage to the requirements. So kann anstatt der vorgesehenen negativen Regelleistung beispielsweise mindestens 105 %, vorzugsweise mindestens 110 % und besonders bevorzugt mindestens 115 % dieser Regelleistung erbracht werden. For example, at least 105%, instead of the provided negative control power preferably at least 110% and most preferably at least 115% of the control power to be provided. Falls bei einem tiefen Ladezustand nun positive Regelleistung bereitgestellt werden muss, so wird in diesem Fall möglichst genau die vertraglich zu erbringende Leistung bereitgestellt. If positive control power must be provided now in a deep state of charge, so in this case as closely as possible the contracted service to be provided is provided. Weiterhin kann die Energieaufnahme bei einem tiefen Ladezustand unmittelbar erfolgen, während die Energieeinspeisung zu einem gemäß den Regularien spätest möglichen Zeitpunkt bzw. mit einem gemäß den Regularien möglichst langsamen Anstieg erfolgt. Furthermore, the energy consumption at a low state of charge can take place directly, while the power feed to a spätest accordance with the regulations as possible and with a slow rise is possible in accordance with the regulations. Weiterhin kann die durch den Netzbetreiber zugestandene Frequenztoleranz verwendet werden, indem eine Messung mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt wird, wobei die hierdurch gewonnene Differenz zur zugestandenen Messungenauigkeit gezielt eingesetzt wird, um gemäß den Regularien, dh im gegebenen Toleranzrahmen, bei niedrigem Ladezustand möglichst wenig Leistung in das Netz einzuspeisen bzw. möglichst viel Leistung aus dem Netz aufzunehmen. Furthermore, the conceded by the network operator frequency tolerance may be used by a measurement with higher accuracy is performed, the difference thereby obtained for granted measurement inaccuracy is specifically used according to the regulations, that is, in the given tolerance frame, at a low state of charge as little power in feed the network or take as much power from the grid. Bei einem hohen Ladezustand kann spiegelverkehrt verfahren werden. In a high state of charge can be mirrored process. So ist beispielsweise eine hohe Energieabgabe bei Bereitstellung einer positiven Regelleistung und eine geringe Energieaufnahme bei Bereitstellung einer negativen Regelleistung möglich bzw. zu realisieren. Thus, a high energy output at providing a positive control performance and low power consumption at providing a negative control power is possible, for example, or to realize.
  • Unter der Toleranz bezüglich des Betrags der bereitgestellten Regelleistung und der Toleranz bei der Bestimmung der Frequenzabweichung usw. ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass vom Netzbetreiber, aufgrund technischer Rahmenbedingungen, wie der Messgenauigkeit beim Bestimmen der erbrachten Regelleistung oder der Netzfrequenz, gewisse Abweichungen zwischen einer idealen Sollleistung und der tatsächlich erbrachten Regelleistung akzeptiert werden. Below the tolerance with respect to the amount of the provided control power and the tolerance in determining the frequency deviation, etc., the invention will be understood that by the network operator, due to technical conditions, such as the measuring accuracy in determining the services control power or the power frequency, certain deviations between an ideal target power be accepted and actually executed control power. Die Toleranz kann vom Netzbetreiber gewährt sein, könnte aber auch einer gesetzlichen Vorgabe entsprechen. The tolerance may be granted by the network operator, but could also correspond to a legal requirement.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann die Zuführung von Energie in den Energiespeicher von der Tageszeit abhängig sein. According to a particular embodiment, the supply of energy in the energy storage time of day may be dependent. Hierdurch kann eine hohe Stabilität des Netzes auch bei einer hohen Last bei bestimmten Tageszeiten sichergestellt werden. It can be ensured even at a high load at certain times of day a high stability of the network. So kann bei Spitzenlasten eine Regeneration des Energiespeichers, die aufgrund der Abweichung der Netzfrequenz von der Vorgabefrequenz über einen längeren Zeitraum sinnvoll wäre, ausgeschlossen werden. So at peak times can be a regeneration of energy storage, which would make sense due to the deviation of the grid frequency from the set frequency over a longer period will be excluded.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass mehrere Energiespeicher gemäß dem vorliegenden Verfahren eingesetzt werden. Further, it can be provided that a plurality of energy storage are used in accordance with the present method. In einer besonderen Ausführungsform können hierbei alle oder nur ein Teil dieser Energiespeicher eine an den Ladungszustand der Energiespeicher angepasste Regelleistung erbringen, wie diese zuvor dargelegt wurde. In a particular embodiment, all or only part of this energy storage this can provide a customized to the charge state of the energy storage control power, as it has been previously stated.
  • Die Größe der Energiespeicher innerhalb des Pools kann dabei variieren. The size of the energy storage within the pool can vary. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird bei den verschiedenen Energiespeichern eines Pools bei der Ausnutzung von Toleranzen, insbesondere der Wahl der Bandbreite im Totband, der Wechsel von einer Parametereinstellung auf eine andere nicht synchron, sondern gezielt zeitlich versetzt vorgenommen, um etwaige Störungen im Netz möglichst gering oder zumindest tolerabel zu halten. In a particularly preferred embodiment of a pool in the utilization of tolerances, in particular the choice of the bandwidth in the dead band, the change from one parameter set to another is not synchronous with the various energy storage devices, but specifically, made offset in time by any faults in the network as low as possible or to keep at least tolerable.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform variieren die bei den verschiedenen Verfahrensweisen genutzten Toleranzen, insbesondere der Wahl der Bandbreite im Totband abhängig von der Tageszeit, dem Wochentag oder der Jahreszeit. In a further preferred embodiment, the utilized in the various procedures tolerances, in particular the choice of the bandwidth in the dead band depending on the time of day, day of the week or the season may vary. Zum Beispiel können in einem Zeitraum von 5 min vor bis 5 min nach dem Stundenwechsel Toleranzen enger definiert werden. For example in a period of 5 min to 5 min before to be more closely defined according to the change of hour tolerances. Dies ist darin begründet, dass hier oft sehr rapide Frequenzänderungen stattfinden. This is due to the fact that there are often very rapidly take place frequency changes. Es kann im Interesse der Übertragungsnetzbetreiber liegen, dass hier geringere Toleranzen vorliegen und damit die Regelenergiebereitstellung sicherer im Sinne von schärfer erfolgt. It may be in the interests of transmission system operators that are present here and lower tolerances for the rule to energy supply more secure conformity with the terms of sharper.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Rahmen der Vorgaben zur Erbringung von Regelleistung vorgesehen sein, dass durch den in dem vorliegenden Verfahren eingesetzten Energiespeicher durchschnittlich mehr Energie aus dem Netz aufgenommen als eingespeist wird. According to a further embodiment can be provided as part of the requirements for the supply of control power that taken up by the used in the present process energy storage average of more power from the grid than is fed. Dies kann dadurch erfolgen, dass gemäß den Regularien einschließlich der zuvor dargelegten Verfahrensweise bevorzugt sehr viel negative Regelleistung bereitgestellt wird, wohingegen gemäß den Regularien einschließlich der zuvor dargelegten Vorgehensweise bevorzugt nur die mindestens zugesicherte Leistung an positiver Regelleistung erbracht wird. This can be done in that there is provided in accordance with the rules set forth above, including the preferred procedure much negative control power, whereas according to the rules set forth above, including the preferred approach, only the minimum guaranteed service is provided to the positive control performance. Vorzugsweise wird durchschnittlich mindestens 0,1 % mehr an Energie aus dem Netz entnommen als eingespeist, insbesondere mindestens 0,2 %, bevorzugt mindestens 0,5 %, besonders bevorzugt mindestens 1,0 %, speziell bevorzugt 5 %, wobei diese Werte auf einen Durchschnitt bezogen sind, der über einen Zeitraum von mindestens 15 Minuten, vorzugsweise mindestens 4 Stunden, besonders bevorzugt mindestens 24 Stunden und speziell bevorzugt mindestens 7 Tage gemessen wird, und sich auf die eingespeiste Energie beziehen. Preferably, on average at least 0.1% is more removed energy from the mains as fed, more preferably at least 0.2%, preferably at least 0.5%, more preferably at least 1.0%, especially preferably 5%, said values ​​to a average being based, at least 4 hours, more preferably at least 24 hours and especially preferably at least 7 days is measured over a period of at least 15 minutes, preferably, and may relate to the energy fed.
  • Hierbei kann die zuvor dargelegte Regelleistungserbringung gezielt eingesetzt werden, um ein Maximum an Energie aus dem Netz zu entnehmen, wobei die maximal mögliche negative Regelleistung bereitgestellt wird, wohingegen nur ein Minimum an positiver Regelleistung erbracht wird. Here, the control set forth above performance can be specifically used to extract maximum energy from the network, the maximum possible negative control power is provided, whereas only a minimum is provided to the positive control performance.
  • In den Ausführungsformen zur bevorzugten und speziell zur maximalen Energieaufnahme können die hierdurch aus dem Netz entnommenen Energien über den zuvor beschriebenen Energiehandel verkauft werden, wobei dies vorzugsweise zu Zeitpunkten erfolgt, zu denen ein höchstmöglicher Preis zu erzielen ist. In the embodiments of the preferred and especially to the maximum energy absorption which thereby removed from the net energy over the previously described energy trading can be sold, and this is preferably carried out at timings at which the highest possible rate can be achieved. Hierzu können Prognosen über die Preisentwicklung herangezogen werden, die auf historischen Daten beruhen. To this end, forecasts of price movements can be used that are based on historical data.
  • Weiterhin kann der Ladezustand zum Zeitpunkt eines geplanten Verkaufs an Energie vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % und besonders bevorzugt mindestens 90 % der Speicherkapazität betragen, wobei der Ladezustand nach dem Verkauf bevorzugt höchstens 80 %, insbesondere höchstens 70 % und besonders bevorzugt höchstens 60 % der Speicherkapazität beträgt. Furthermore, the state of charge, at the time of a proposed sale of energy preferably at least 70%, more preferably at least 80% and particularly preferably at least 90% of the memory, wherein the state of charge after the sale preferably at most 80%, especially at most 70% and particularly preferably at most 60% of the storage capacity.
  • Erfindungsgemäß wird ein Energiespeicher zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann. According to the invention, an energy store for performing the method is used, which can absorb and release electrical energy. Dieser Energiespeicher umfasst mindestens zwei elektrochemische Elemente, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden. This energy storage comprises at least two electrochemical cells, which differ in the efficiency. Elektrochemische Elemente sind Vorrichtungen, die durch chemische Reaktionen elektrische Energie aufnehmen und/oder abgeben können. Electrochemical elements are devices which absorb electrical energy by chemical reactions and / or release.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass als elektrochemisches Element ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff, ein Redox-Flow-Element und/oder ein galvanisches Element verwendet wird, vorzugsweise ein Akkumulator. Preferably, that an energy storage system based on hydrogen, a redox flow element and / or a galvanic element is used as the electrochemical element can be provided, preferably, an accumulator.
  • Zu den Akkumulatoren zählen insbesondere Bleiakkumulatoren, Natrium-Nickelchlorid-Akkumulatoren, Natrium-Schwefel-Akkumulatoren, Nickel-Eisen-Akkumulatoren, Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, Nickel-Wasserstoff-Akkumulatoren, Nickel-Zink-Akkumulatoren, Natrium-Ionen-Akkumulatoren, Kalium-Ionen-Akkumulatoren und Lithium-Ionen-Akkumulatoren. To the accumulators include, in particular lead-acid batteries, sodium nickel chloride batteries, sodium sulfur batteries, nickel iron batteries, nickel-cadmium accumulators, nickel-metal hydride storage batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, sodium ion batteries, potassium ion secondary batteries and lithium-ion batteries.
  • Hierbei sind Akkumulatoren bevorzugt, die einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe betriebliche und kalendarische Lebensdauer aufweisen. Here accumulators are preferred which have a high efficiency as well as high operating and calendar life. Zu den bevorzugten Akkumulatoren zählen demgemäß insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren (z. B. Lithium-Polymer-Akkumulatoren, Lithium-Titanat-Akkumulatoren, Lithium-Mangan-Akkumulatoren, Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren, Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat-Akkumulatoren, Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat-Akkumulatoren) sowie Weiterentwicklungen dieser, wie zum Beispiel Lithium-Luft-Akkumulatoren, Lithium-Schwefel-Akkumulatoren und Zinn-Schwefel-Lithium-Ionen-Akkumulatoren. The preferred accumulators thus include, in particular lithium ion batteries (for. Example, lithium-polymer batteries, lithium titanate batteries, lithium-manganese batteries, lithium iron phosphate secondary batteries, lithium-iron-manganese phosphate accumulators, lithium-iron-yttrium phosphate batteries) as well as further developments of these, such as lithium-air batteries, lithium-sulfur batteries, and tin-sulfur-lithium ion accumulators.
  • Insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind aufgrund ihrer schnellen Reaktionszeit, das heißt, sowohl hinsichtlich der Ansprechzeit als auch der Rate, mit der die Leistung gesteigert oder reduziert werden kann, für erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet. In particular, lithium ion secondary batteries because of their fast response time, that is, in terms of both response time and the rate at which the power can be increased or reduced for the inventive process are particularly suitable. Zudem ist auch der Wirkungsgrad insbesondere bei Li-Ionen-Akkumulatoren gut. In addition, the efficiency particularly in Li-ion batteries is good. Ferner zeigen bevorzugte Akkumulatoren ein hohes Verhältnis von Leistung zu Kapazität, wobei dieser Kennwert als C-Rate bekannt ist. Further, preferred batteries show a high ratio of power to capacity, said characteristic value is known as the C-rate. Erfindungsgemäß weist der Energiespeicher mindestens zwei elektrochemische Elemente auf, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden. According to the invention the energy storage on at least two electrochemical cells, which differ in the efficiency. Der Wirkungsgrad ist hierbei definiert als das Verhältnis zwischen der ausspeicherbaren Energie und der zum Speichersystem bereitgestellten Energie. The efficiency is defined as the ratio between the ausspeicherbaren energy and the energy provided to the storage system.
  • Der Wirkungsgrad eines Akkumulators definiert das Verhältnis zwischen Lademenge und Entlademenge. The efficiency of a battery defines the relationship between the charge amount and discharge amount. Bei 100 % Wirkungsgrad würde die gesamte geladene Energie zur Verfügung stehen. At 100% efficiency all the charged energy would be available. Da bei der Ladung eines Akkumulators ein Teil des eingeladenen Stroms in Nebenreaktionen fließen kann bzw. durch Selbstentladung verloren geht, steht für die Entladung nicht mehr die gesamte eingeladene Ladung zur Verfügung. Since a part of the invited current can flow in side reactions during charging of a battery or is lost through self-discharge, the discharge is no longer the entire invited charge available. Generell sinkt der Wirkungsgrad sowohl durch Schnellladung als auch durch schnelle Entladung, da die Verluste am Innenwiderstand zunehmen. In general, the efficiency drops by both fast charge and discharge by fast because the losses at the internal resistance to increase.
  • Zu den Verlusten zählen unter andere thermische Verluste, zum Beispiel durch den inneren Widerstand eines elektrochemischen Elements oder aus mechanischen Reibungen eines Motors, unvollständige chemische Prozesse oder Selbstentladung eines elektrochemischen Elements. To the losses, among other thermal losses, for example by the internal resistance of an electrochemical cell or from mechanical friction of an engine, incomplete chemical processes or self-discharge of an electrochemical cell. Nebenkomponenten die für das gesamt Speichersystem relevant sind und Strom benötigen, um das Speichern von elektrischer Energie zu ermöglichen, sind in der Wirkungsgradbestimmung zu berücksichtigen. In addition to components that are relevant to the overall storage system and need electricity to allow the storage of electrical energy, are to be considered in determining the efficiency. Insbesondere zählen hierzu Pumpen, Verdichter oder Kühlaggregate, sowie die Energie, die für die Steuerung und/oder für das Energiemanagementsystem notwendig ist. In particular, these include pumps, compressors or chillers, and the energy that is necessary for the control and / or energy management systems.
  • Beim Wirkungsgrad einer Batterie muss zwischen Amperestundenwirkungsgrad η Ah und Energiewirkungsgrad (Wattstundenwirkungsgrad) η Wh unterschieden werden. In the efficiency of a battery between ampere hour efficiency η Ah and energy efficiency (watt-hour efficiency) has η Wh be distinguished.
  • Als Amperestundenwirkungsgrad wird das Verhältnis aus entnehmbarer Kapazität C Ela zu eingeladener Kapazität C Lad bezeichnet: An amp-hour efficiency, the ratio of removable capacity C is referred to Ela invited capacitance C Lad:
    Figure DE102012113050A1_0002
  • Für den Energiewirkungsgrad müssen die eingeladenen Energien verglichen werden: For the energy efficiency of the invited energies need to be compared:
    Figure DE102012113050A1_0003
    wobei E Ela die entnehmbare Energie und E Lad die zugeführte Energie darstellt. wherein E represents the Ela and removable energy E Lad the supplied energy.
  • Da die Ladespannung immer höher ist als die Entladespannung, ist der Energiewirkungsgrad immer kleiner als der Amperestundenwirkungsgrad. Since the charging voltage is always higher than the discharge voltage, the energy efficiency is always smaller than the ampere-hour efficiency.
  • Um den Wirkungsgrad einer Batterie bzw. eines Akkumulators mit dem eines anderen Energiespeichers (zB in Form von H 2 ) vergleichen zu können, beziehen sich die Wirkungsgradangaben im Allgemeinen auf den Energiewirkungsgrad, falls nichts anderes angegeben ist. In order to compare (eg in the form of H 2) the efficiency of a battery or an accumulator with the other energy storage device, the efficiency figures generally refer to the energy efficiency, unless otherwise specified.
  • Da der Wirkungsgrad vieler Akkumulatoren von der Stromstärke der Lade- und Entladevorgänge sowie der Lade- und der Entladetemperatur abhängig ist, wird zur Bestimmung des Wirkungsgrades der Akkumulator mit einer auf die Nennkapazität des Akkumulator bezogene Stromstärke von 0,2 C bei einer Temperatur von 25 °C geladen und unmittelbar nach dem Ladevorgang mit einer auf die Nennkapazität des Akkumulator bezogene Stromstärke von 0,2 C bei 25 °C entladen. Since the efficiency of many accumulators of the current intensity of the charging and discharging operations and the charge and the discharge temperature is dependent, for determining the efficiency of the accumulator with a related to the nominal capacity of the battery current of 0.2 C at a temperature of 25 ° loading C and discharged immediately after charging with a related to the nominal capacity of the battery current of 0.2 C at 25 ° C. Bei einer auf die Nennkapazität des Akkumulators bezogenen Stromstärke von 0,2 C wird der Akkumulator innerhalb von 5 Stunden geladen bzw. entladen. In a related to the nominal capacity of the battery current intensity of 0.2 C of the storage battery is charged or discharged within 5 hours.
  • Die Nennkapazität Q N (in Ah) wiederum ergibt sich aus der Masse m [kg] und der spezifischen Kapazität q [Ah/kg] des aktiven Elektrodenmaterials zum Zeitpunkt der Herstellung der Batterie, wobei gilt: Q N = q·m. The nominal capacity Q N (in Ah) in turn results from the mass m [kg], and the specific capacity Q [Ah / kg] of the electrode active material at the time of manufacture of the battery, wherein: Q N = q · m.
  • Gegebenenfalls kann die Nennkapazität gemäß den in Optionally, the rated capacity in accordance with the in gegebenen Parametern für verschiedene Batterietypen bestimmt werden. given parameters for different types of batteries can be determined. Vielfach wird bei kommerziellen Akkumulatoren die Nennkapazität angegeben. In many cases, the rated capacity is given in commercial batteries.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad einen Wirkungsgrad von bevorzugt mindestens 60 %, vorzugsweise mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % und speziell bevorzugt mindestens 90 % aufweist, gemessen gemäß obiger Methode. Further, it can be provided that the electrochemical element having the higher efficiency has an efficiency of preferably at least 60%, preferably at least 70%, more preferably at least 80% and especially preferably at least 90% as measured according to the above method.
  • Weiterhin zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad einen Wirkungsgrad von bevorzugt höchstens 90 %, vorzugsweise höchstens 80 %, besonders bevorzugt höchstens 70 % und speziell bevorzugt höchstens 60 % aufweist, gemessen gemäß obiger Methode. Furthermore, a preferred embodiment of the present invention is characterized in that the electrochemical element with the lower efficiency has an efficiency of preferably at most 90%, preferably at most 80%, particularly preferably at most 70% and particularly preferably at most 60% measured according to the above method ,
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Differenz zwischen dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad und dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad bevorzugt mindestens 2 %, vorzugsweise mindestens 5 %, besonders bevorzugt mindestens 10 % und speziell bevorzugt mindestens 15 % beträgt, wobei der Wirkungsgrad jeweils gemäß obiger Methode bestimmt wird. Furthermore, it can be provided that the difference between the efficiency of the electrochemical element having the higher efficiency and the efficiency of the electrochemical element having the lower efficiency of preferably at least 2%, preferably at least 5%, more preferably at least 10% and especially preferably at least 15% wherein the efficiency according to the above each method is determined.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass sich die mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, eine unterschiedliche C-Rate aufweisen. Further, it can be provided that have at least two electrochemical elements of the energy store, which can receive electrical energy and give off a different C-rate. Die C-Rate ist, wie bereits zuvor dargelegt, definiert als Verhältnis von Leistung zu Kapazität des jeweiligen elektrochemischen Elements. The C-rate is, as stated above, defined as the ratio of power to the respective capacity of the electrochemical cell. Vorzugsweise kann das Verhältnis der C-Raten der jeweiligen elektrochemischen Elemente größer als 1,1, bevorzugt größer als 1,5 und bevorzugt größer als 2 sein, wobei die höhere C-Rate in das Verhältnis zur kleineren C-Rate gesetzt wird. Preferably, the ratio of C-rates of the respective electrochemical elements may preferably be greater than 1.5 and preferably greater than 2 is greater than 1.1, wherein the higher C-rate is set in proportion to the smaller C-rate.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass als elektrochemisches Element mit dem geringeren Wirkungsgrad ein Bleiakkumulator, ein Redox-Flow-Element oder ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff eingesetzt wird. Furthermore, it can be provided that is used as an electro-chemical element with lower efficiency a lead-acid battery, a redox flow energy storage element or a system based on hydrogen. Ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein System, welches aus Strom Wasserstoff bereitstellen kann und aus Wasserstoff elektrische Energie erzeugen kann. An energy storage system based on hydrogen referred to in the present invention, a system which can provide electricity from hydrogen and can produce electrical energy from hydrogen. Weiterhin umfasst ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff mindestens einen Wasserstoffspeicher. Further comprising an energy storage system based on hydrogen at least one hydrogen storage. Zu den bevorzugten Systemen zur Erzeugung von Wasserstoff aus Strom zählen insbesondere Elektrolyseeinheiten. The preferred systems for generating hydrogen from stream particular include electrolysis units. Die Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserstoff kann beispielsweise mit einer Brennstoffzelle, einer Turbine, beispielsweise einer Gasturbine oder einem Wasserstoffmotor erfolgen, wobei diese Aggregate teilweise einen Generator betreiben. The generation of electrical energy from hydrogen can be effected for example by a fuel cell, a turbine, such as a gas turbine or a hydrogen engine, wherein these aggregates partially operate a generator. Die Art des Wasserstoffspeichers ist unkritisch, so dass hierfür ein Drucktank, ein Flüssiggasspeicher oder ein chemischer Speicher eingesetzt werden kann. The type of hydrogen storage is not critical, so the need for a pressure tank, a liquefied gas storage or a chemical storage can be used.
  • Demgemäß kann als besonders bevorzugter Energiespeicher eine Anlage eingesetzt werden, in der ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit einem Bleiakkumulator kombiniert wird. Accordingly, a system can be used as a particularly preferred energy storage device, in which a lithium-ion battery is combined with a lead-acid battery. Weiterhin stellt ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff, in Kombination mit einem Lithium-Ionen-Akkumulator eine bevorzugte Ausführungsform für einen Energiespeicher der vorliegenden Erfindung dar. Ferner kann ein Bleiakkumulator zusammen mit einem Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff betrieben werden. Furthermore, an energy storage system based on hydrogen, in combination with a lithium-ion battery, a preferred embodiment for an energy storage device of the present invention. Further, a lead storage battery can be operated in conjunction with an energy storage system based on hydrogen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Kombination umfassend zumindest ein Lithium-Ionen-Akkumulator, einen Bleiakkumulator und ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff verwendet werden. According to a further embodiment, a combination may be used on the basis of hydrogen comprising at least one lithium-ion battery, a lead storage battery and an energy storage system.
  • Ferner kann als besonders bevorzugter Energiespeicher eine Anlage eingesetzt werden, in der ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit einem Redox-Flow-Element kombiniert wird. Further, a system can be used as a particularly preferred energy storage device, in which a lithium-ion battery is combined with a redox flow element. Ferner kann ein Bleiakkumulator zusammen mit einem Redox-Flow-Element betrieben werden. Furthermore, a lead-acid battery can be operated together with a redox flow element. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Kombination umfassend zumindest ein Lithium-Ionen-Akkumulator, einen Bleiakkumulator, ein Redox-Flow-Element und ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff verwendet werden. According to a further embodiment, a combination may be used on the basis of hydrogen comprising at least one lithium-ion battery, a lead storage battery, a redox flow element, and an energy storage system.
  • Weiterhin kann eine Anlage zum Speichern von Energie zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens ein Redox-Flow-Element und mindestens ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff aufweisen. Furthermore, a system for storing energy for performing a method according to the present invention at least one redox-flow element and at least one energy storage system may comprise based on hydrogen.
  • Je nach Kombination sei angemerkt, dass Bleiakkumulatoren üblich einen höheren Wirkungsgrad aufweisen als Energiespeichersysteme auf Basis von Wasserstoff, jedoch einen geringeren als Redox-Flow-Elemente Depending on the combination should be noted that lead-acid batteries usually have a higher efficiency as energy storage systems based on hydrogen, but lower than the redox flow elements
  • Überraschende Vorteile können dadurch erzielt werden, dass das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad eine relativ geringe Speicherkapazität aufweist. Surprising advantages can be achieved that the electrochemical element having the higher efficiency having a relatively low storage capacity. Dies kann beispielsweise auf die Nennleistung, insbesondere auf die bereitgestellte kontrahierte Höchstleistung bezogen sein oder, bevorzugt, auf die Speicherkapazität des Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad. This can for example be related to the rated power, in particular to the provided maximum power contracted or, preferably, on the storage capacity of the element to the lower efficiency. Vorzugsweise kann das Verhältnis von Speicherkapazität des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad zur Speicherkapazität des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad höchstens 2:1, bevorzugt höchstens 1:1, insbesondere bevorzugt höchstens 1:2, speziell bevorzugt höchstens 1:5 und besonders bevorzugt höchstens 1:10 betragen. Preferably, the ratio of storage capacity of the electrochemical element having the higher efficiency of the memory capacity of the electrochemical element with the lower efficiency than 2 may: 1, preferably at most 1: 1, particularly preferably at most 1: 2, especially preferably not more than 1: 5 and particularly preferably at most 1:10. Demgemäß weist das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad vorzugsweise eine geringere Speicherkapazität als das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad auf. Accordingly, the electrochemical element with the higher efficiency is preferably a lower storage capacity than the electrochemical element with the lower efficiency. Durch diese Ausgestaltung können überraschende wirtschaftliche Vorteile erzielt werden, da die Erfinder der vorliegenden Erfindung über Frequenzanalysen festgestellt haben, dass zur Erbringung einer vorgegebenen kontrahierten Regelleistung eine relativ geringe Speicherkapazität eines Hochleistungsakkumulators ausreicht, wohingegen eine große Kapazität in relativ seltenen Fällen notwendig ist, so dass diese seltenen Fälle mit relativ preisgünstigen elektrochemischen Speichern unter Erzielung von Kostenvorteilen abgedeckt werden können. By this configuration surprising economic advantages can be achieved because the present inventors have found through frequency analysis, that to provide a predetermined contracted standard benefit a relatively small storage capacity of a Hochleistungsakkumulators sufficient, whereas a large capacity in a relatively rare cases is necessary so that these rare cases can be covered with relatively inexpensive electrochemical storage while achieving cost advantages. Ein weiterer überraschender Vorteil ergeben sich bei Energiespeichersystemen auf Basis von Wasserstoff und Redox-Flow Batterien dadurch, dass die Leistung der Systeme unabhängig von der Speicherkapazität gewählt werden kann. A further surprising advantage result from energy storage systems based on hydrogen and redox flow batteries characterized in that the performance of the systems can be selected independently of the storage capacity. Hierdurch kann für ein System eine notwendige Kapazität bereitgestellt werden, ohne dass übermäßige Kosten für eine unnötig hohe Leistung anfallen. In this way, a necessary capacitance can be provided for a system without excessive cost of an unnecessarily high power incurred.
  • Überraschende Vorteile ergeben sich demgemäß dadurch, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad seltener von einem Zustand, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie aufnimmt, in einen Zustand übergeht, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie abgibt, als das elektrochemische Element mit dem größeren Wirkungsgrad. Surprising advantages arise accordingly characterized in that the electrochemical element having the lower efficiency than less frequently from a state in which the electrochemical element with the lower efficiency energy receiving, goes into a state in which the electrochemical element with the lower efficiency emits energy, the electrochemical element having the greater efficiency. Dementsprechend wird das elektrochemische Element mit dem größeren Wirkungsgrad häufiger Be- und Entladen als das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad. Accordingly, the electrochemical element having the greater efficiency of frequent loading and unloading as the electrochemical element with the lower efficiency. Die Differenz in der Zyklenzahl ist hierbei nicht kritisch und bemisst sich nach der Speicherkapazität des elektrochemischen Elements mit dem größeren Wirkungsgrad und der kontrahierten Nennleistung. The difference in the number of cycles in this case is not critical and is calculated according to the storage capacity of the electrochemical element having the greater efficiency and the contracted power rating.
  • Hierbei wird das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad vorzugsweise eingesetzt, um Frequenzabweichungen abzumildern, die länger anhalten. In this case, the electrochemical element is preferably used with lower efficiency in order to mitigate frequency variations that last longer.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass bei einer dauerhaften Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, über einen festgelegten Zeitraum Regelleistung durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht wird. It can preferably be provided that at a permanent frequency deviation outside a frequency band which is defined around the set frequency, is provided over a set period of time control power by the electrochemical element with the lower efficiency. Hierbei kann diese Regelleistung bevorzugt in Kombination mit dem elektrochemischen Element mit dem höheren Wirkungsgrad bereitgestellt werden. Here, these control power can preferably be provided in combination with the electrochemical element with the higher efficiency. Innerhalb des Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, wird die Regelleistung vorzugsweise durch das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad erbracht. Within the frequency band which is defined around the set frequency, the control power is preferably performed by the electrochemical element with the higher efficiency.
  • Die Bandbreite des Frequenzbandes, welches zur Beurteilung einer dauerhaften Frequenzabweichung herangezogen wird, ist hierbei nicht kritisch und kann in Abhängigkeit des Wirkungsgrades und der Speicherkapazität des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad sowie der Differenz dieser Werte zum elektrochemischen Element mit dem höheren Wirkungsgrad gewählt werden. The bandwidth of the frequency band which is used for judging a permanent frequency deviation is not critical here, and can be chosen depending on the efficiency and the capacity of the electrochemical element with the lower efficiency and the difference of these values ​​for the electrochemical element with the higher efficiency. Hierbei kann sich das vorzugsweise zur Festlegung einer dauerhaften Abweichung zwischen Netzfrequenz und Vorgabefrequenz eingesetzte Frequenzband von dem Frequenzbereich unterscheiden, welches dazu dient, die Erbringung von Regelleistung gemäß den Standardvorgaben zu beschreiben. Here, preferably, the different used for establishing a permanent deviation between network frequency and the set frequency band from the frequency range which is used to describe the provision of control power in accordance with the standard specifications. So wird im Weiteren der Begriff Totband dazu verwendet, die Erbringung einer Regelleistung gemäß den Standardvorgaben darzulegen, wohingegen der Begriff Frequenzband einen Bereich von Frequenzen beschreibt, der dazu dient festzulegen, ob eine Abweichung zwischen Netzfrequenz und Vorgabefrequenz vorliegt, die zum Einsatz des elektrochemischen Element mit dem geringeren Wirkungsgrad führt, wie dies nachfolgend beschrieben ist. Thus, the term deadband is used to explain the supply of a control power according to the standard specifications, whereas the term frequency band describes a range of frequencies which is used to determine whether a deviation between network frequency and the set frequency is present, the used of the electrochemical element having in addition to the lower efficiency, as described below.
  • Hierbei kann das Frequenzband, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, dem Totband entsprechen, es kann alternativ kleiner als das Totband sein. Here, the frequency band which is defined around the set frequency, corresponding to the dead zone, it can alternatively be less than the dead band. Gemäß einer bevorzugten Alternative kann das Totband kleiner sein als das Frequenzband. According to a preferred alternative, the dead band may be smaller than the frequency band.
  • Vorzugsweise kann das Frequenzband beispielsweise eine Breite von mindestens 10 mHz, bevorzugt mindestens 20 mHz, besonders bevorzugt mindestens 30 mHz und speziell bevorzugt mindestens 40 mHz aufweisen. Preferably, the frequency band may, for example, a width of at least 10 mHz, preferably at least 20 mHz, more preferably at least 30 MHz, and especially preferably at least 40 mHz. Hieraus ergeben sich Frequenzbänder bei denen ausschließlich mit dem elektrochemischen Element mit dem höheren Wirkungsgrad Regelleistung erbracht wird. From this, frequency bands arise in which exclusively with the electrochemical element having the higher efficiency control power is provided. Vorzugsweise umfassen diese Bänder, beispielsweise in Europa mindestens die Frequenzen, die im Bereich von 49,995 Hz bis 50,005 Hz, bevorzugt im Bereich von 49,990 Hz bis 50,010 Hz, besonders bevorzugt im Bereich von 49,985 Hz bis 50,015 Hz und speziell bevorzugt im Bereich von 49,980 Hz bis 50,020 Hz liegen. Preferably, these tapes comprise, for example, in Europe at least the frequencies in the range of 49.995 Hz and 50.005 Hz, preferably in the range of 49.990 Hz and 50.010 Hz, preferably in the range of 49,985 Hz to 50.015 Hz, and particularly preferably in the range of 49.980 Hz are to 50.020 Hz.
  • Vorzugsweise kann zur Bestimmung der Netzfrequenz, insbesondere der mittleren Netzfrequenz eine Einheit mit einer hohen Messgenauigkeit eingesetzt werden. Preferably, in particular the central line frequency can be used to determine the grid frequency to be a unit used with high measurement accuracy. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Frequenzabweichung mit einer Ungenauigkeit von maximal ±8 mHz, besonders bevorzugt von maximal ±4 mHz, ganz besonders bevorzugt von maximal ±2 mHz, speziell bevorzugt von maximal ±1 mHz gemessen wird. A particularly preferred embodiment of the invention can provide that the frequency deviation is measured to an accuracy of ± 8 mHz, particularly preferably of ± 4 mHz, very particularly preferably of a maximum of ± 2 mHz, especially preferably not more than ± 1 mHz.
  • Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei einer dauerhaften Frequenzabweichung außerhalb des Frequenzbandes über einen festgelegten Zeitraum ein elektrochemisches Element mit einem geringeren Wirkungsgrad zur Erbringung von Regelleistung eingesetzt werden. According to a preferred aspect of the present invention, an electrochemical element with a lower efficiency for the supply of control power can be used with a permanent frequency deviation outside the frequency band over a specified period of time. Demgemäß wird überprüft, ob die Netzfrequenz dauerhaft außerhalb des um die Vorgabefrequenz definierten Frequenzbandes liegt. Accordingly, it is checked whether the grid frequency is permanently outside the defined around the set frequency frequency band. Bei einer dauerhaften Abweichung der Netzfrequenz über einen festgelegten Zeitraum kann Regelleistung durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht werden. In a permanent deviation of the mains frequency over a set period of time control power by the electrochemical element having the lower level of efficiency can be provided.
  • Der festgelegte Zeitraum richtet sich nach den gewählten Speicherkapazitäten der mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers und kann demgemäß variabel sein. The predetermined period is based on the selected storage capacity of the at least two electro-chemical elements of the energy store and may thus be variable. Vorteilhaft kann der festgelegte Zeitraum beispielsweise im Bereich von 1 Sekunde bis 8 Stunden, bevorzugt 30 Sekunden bis 1 Stunden, vorzugsweise 1 Minute bis 30 Minuten und besonders bevorzugt 2 Minuten bis 15 Minuten liegen. Advantageously, the specified time period, for example in the range from 1 second to 8 hours, can preferably 30 seconds to 1 hours, preferably 1 minute to 30 minutes and particularly preferably 2 more minutes to 15 minutes.
  • Eine dauerhafte Frequenzabweichung außerhalb des Frequenzbandes ist gegeben, falls über den zuvor dargelegten festgelegten Zeitraum die Netzfrequenz zumindest zu 60 %, vorzugsweise mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 90 %, speziell bevorzugt mindestens 95 % und besonders bevorzugt mindestens 99 % einseitig oberhalb oder unterhalb des Frequenzbandes liegt. A long term frequency deviation outside the frequency band is given, if the set predetermined period of time, the power frequency is at least 60%, preferably at least 80%, preferably at least 90%, especially preferably at least 95% and particularly preferably at least 99% above on one side or below the frequency band lies. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bedeutet eine dauerhafte Frequenzabweichung außerhalb des Frequenzbandes, dass die Frequenz über den gesamten Zeitraum außerhalb des Frequenzbandes liegt. According to a particularly preferred embodiment, a permanent frequency deviation is outside the frequency band that the frequency is over the entire period outside the frequency band.
  • Falls eine dauerhafte Frequenzabweichung außerhalb des Frequenzbandes über einen festgelegten Zeitraum vorliegt, kann nach diesem festgelegten Zeitraum Regelleistung durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht werden. If permanent frequency deviation outside the frequency band is present for a specified period, control power can be provided for this fixed period of time by the electro-chemical element with the lower efficiency. Hierbei kann die Regelleistung vollständig durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad des Energiespeichers erbracht werden. Here, the control performance can be completely provided by the electrochemical element with the lower efficiency of the energy store. Vorzugsweise kann das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad in Kombination mit dem elektrochemischen Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Regelleistung erbringen. Preferably, the electrochemical element with the higher efficiency in combination with the electrochemical element with the lower efficiency can deliver control power. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können hierbei kurzfristige Schwankungen durch das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad abgemildert werden, während das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eine relativ konstante Regelleistung bereitstellt. According to a preferred embodiment, short-term fluctuations due to the electrochemical element having the higher efficiency of this can be alleviated during the electrochemical element with the lower efficiency provides a relatively constant control performance.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann über eine gleitende Mittelwertbildung der Netzfrequenz bestimmt werden, ob Regelleistung durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht werden soll. According to a preferred embodiment can be determined by a sliding averaging of the mains frequency, whether control power by the electrochemical element with the lower efficiency to be provided.
  • Gleitende Mittelwertbildung bedeutet, dass nicht sämtliche Datenpunkte zur Berechnung des Mittelwerts herangezogen werden, sondern lediglich ein Teil derselben. Moving averaging means that not all of the data points are used to calculate the average value, but only a part thereof. Vorzugsweise werden zur Berechnung des gleitenden Mittelwerts die Daten berücksichtigt, die über einen Zeitraum bestimmt wurden, der höchstens dem dreifachen, vorzugsweise höchstens dem doppelten des zuvor definierten festgelegten Zeitraums entspricht. Preferably, the data are taken into account for calculating the moving average, which have been determined over a period of more than three times, preferably at most equal to the twice of the previously defined specified time period. Es kann sich insbesondere auch nur um einen Teil des zuvor definierten festgelegten Zeitraums handeln. It may be only a part of the previously defined set period in particular. Beispielsweise kann der Zeitraum, über den die Werte zur Bestimmung des geleitenden Mittelwerts, gesammelt werden, im Bereich von 30 Sekunden bis 2 Stunden, vorzugsweise 1 Minute bis 1 Stunde und besonders bevorzugt 2 Minuten bis 15 Minuten liegen. For example, the period over which the values ​​are collected for the determination of escorting average value in the range of 30 seconds to 2 hours, preferably 1 minute to 1 hour and more preferably 2 more minutes to 15 minutes.
  • Hierbei können die Mittelwerte auf verschiedenste Weisen gebildet werden, wie beispielsweise eine einfache Verschiebung, ohne Gewichtung der Daten (simple moving average (SMA)). Here, the averages can be formed in various ways, such as a simple shift, without weighting the data (simple moving average (SMA)). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein gewichteter gleitender Mittelwert (weighted moving average (WMA)), bei dem die jüngeren Daten vorzugsweise ein höheres Gewicht aufweisen als die älteren, zur Bestimmung der variablen Frequenz eingesetzt werden. According to a preferred embodiment, a weighted moving average (weighted moving average (WMA)), wherein the recent data preferably have a higher weight than the older ones, are used to determine the variable frequency. Hierbei kann eine einfache Gewichtung vorgenommen werden oder eine exponentielle Glättung durchgeführt werden. Here, a simple weighting can be made or a exponential smoothing to be performed. Die Anzahl der Datenpunkte hängt hierbei von der Häufigkeit der Frequenzmessung ab, wobei zur Reduktion des Speicherplatzes auch die Mittelwerte der Daten eingesetzt werden können. The number of data points here depends on the frequency of the frequency measurement, to reduce the storage space and the means of the data can be used. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden innerhalb eines Zeitraums von 1 Minute mindestens 10 Datenpunkte gebildet, die zur Bestimmung des Mittelwertes eingesetzt werden können. According to a preferred embodiment, at least 10 data points are formed within a period of 1 minute, which can be used to determine the mean value.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad bei einer kurzfristigen Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, keine Energie zur Erbringung von Regelleistung aufnimmt oder abgibt. Further, it can be provided that the electrochemical element having the lower efficiency in a short-term frequency deviation outside a frequency band which is defined around the set frequency, does not absorb energy for the supply of control power or write. Hierbei stellt der Begriff „kurzfristige Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert“, ein Antonym für eine dauerhafte Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes über einen festgelegten Zeitraum dar, wie dieser zuvor definiert wurde. Here, the term "short-term frequency deviation outside a frequency band defined around the set frequency," an antonym for a permanent frequency deviation outside a frequency band over a specified period of time explains how it was previously defined. Demgemäß wird die Erfindung bevorzugt so ausgeführt, dass Regelleistung für Frequenzabweichungen, die mit einer hohen Schwingungszahl vorliegen, vorzugsweise ausschließlich mit dem elektrochemischen Element mit dem höheren Wirkungsgrad erbracht wird, während das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad zur Erbringung von Regelleistung für Frequenzabweichungen herangezogen wird, die eine geringe Schwingungszahl haben. Accordingly, the invention is preferably designed so that control power for frequency deviations that are present with a high vibration frequency, preferably be provided exclusively with the electrochemical element having the higher efficiency, while the electrochemical element is used with lower efficiency for the supply of control power for frequency deviations, which have a low vibration frequency.
  • Hierbei können vorzugsweise Fourieranalysen herangezogen werden, wobei die Frequenzbänder, bei denen das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eingesetzt wird, vorzugsweise so gewählt werden, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad vorzugsweise in höchstens 10 % der Zeit, besonders bevorzugt in höchstens 5 % der Zeit und speziell bevorzugt in höchstens 3 % der Zeit, bezogen auf das Kalenderjahr, eingesetzt wird. Here, preferably, Fourier analysis may be used wherein the frequency bands in which the electrochemical element with the lower efficiency is used, preferably are selected so that the electrochemical element with the lower efficiency, preferably in more than 10% of the time, more preferably at most 5% time and is specifically, preferably used in at most 3% of the time, based on the calendar year. Je häufiger das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eingesetzt wird, desto höher ist dessen Speicherkapazität und dessen Leistung zu wählen. The more frequently the electrochemical element is used with lower efficiency, the higher the storage capacity and whose performance is to be selected.
  • Ein erfindungsgemäß einzusetzender Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, umfasst mindestens zwei elektrochemische Elemente, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden. A used according to the invention, energy storage device that can receive electrical energy and discharge, comprising at least two electrochemical cells, which differ in the efficiency. Demgemäß stellen diese elektrochemische Elemente vorzugsweise ebenfalls Energiespeicher dar, wobei diese gegebenenfalls in Kombination zu einem solchen werden. Accordingly, these elements provide electrochemical energy storage is also preferably, said optionally be used in combination to such. Dies ist beispielsweise bei einem Einsatz einer Brennstoffzelle der Fall, die zusammen mit einem Wasserstofferzeuger und -speicher eingesetzt werden sollte. This is the case which should be used together with a hydrogen generator and storage, for example, when using a fuel cell. Die Bezeichnung elektrochemische Elemente dient insbesondere zur Klarstellung, dass der Energiespeicher mehrere Bauteilen umfasst. The term electro-chemical elements used in particular for the avoidance of doubt, that the energy store comprises a plurality of components. Hierbei können diese elektrochemischen Elemente in räumlicher Nähe angeordnet sein oder über eine größere Entfernung zu einander aufgestellt sein. Here, these electrochemical elements can be arranged in spatial proximity to or be placed a greater distance to each other. Wesentlich ist, dass beide chemischen Elemente über eine zentrale Steuerungseinheit gemeinsam gesteuert werden, wobei dies insbesondere durch ein gemeinsames Managementsystem realisiert werden kann. It is essential that both the chemical elements via a central control unit are controlled in common, and this can be realized in particular by a common management system. Hierbei können die einzelnen elektrochemischen Elemente jeweils ein Subsystem aufweisen, das partielle Steuerungsaufgaben übernimmt. Here, the individual electrochemical elements can each have a subsystem that accepts partial control tasks.
  • Weiterhin können zur Durchführung der vorliegenden Erfindung weitere Energiespeicher eingesetzt werden, die keine elektrochemischen Elemente darstellen. Furthermore, additional energy storage can be used, which do not constitute electrochemical elements for carrying out the present invention.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass als Energiespeicher, der kein elektrochemisches Element darstellt, ein Schwungrad, ein Wärmespeicher, ein Erdgaserzeuger mit Gaskraftwerk, ein Pumpspeicherkraftwerk, ein Druckluftspeicherkraftwerk und/oder ein supraleitender magnetischer Energiespeicher, verwendet wird, oder Kombinationen („Pools“) von Speichern oder von Speichern mit konventionellen Regelleistungsquellen oder von Speichern mit Verbrauchern und/oder Energieerzeugern. Preferably, it can be provided that is used as an energy store, which is not an electrochemical element, a flywheel, a heat storage, a gas generator with gas-fired power plant, a pumped storage power plant, a compressed air energy storage and / or a superconducting magnetic energy storage device, or combinations ( "pools") of Save or Save with conventional control power sources or store with consumers and / or energy producers.
  • Ein als Energiespeicher betriebener Wärmespeicher muss zusammen mit einer Vorrichtung zur Herstellung von Strom aus der gespeicherten Wärmeenergie betrieben werden. One operated as energy storage heat accumulator must be operated from the stored thermal energy together with a device for the production of electricity.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass in dem Energiespeicher eine Energie von zumindest 4 kWh gespeichert werden kann, vorzugsweise von zumindest 10 kWh, besonders bevorzugt zumindest 50 kWh, ganz besonders bevorzugt zumindest 250 kWh. Also may be provided that in the energy storage device, an energy can be stored at least 4 kWh, preferably of at least 10 kWh, more preferably at least 50 kWh, very particularly preferably at least 250 kWh. Hierbei können, wie bereits erwähnt, die mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers eine sehr ähnliche Kapazität aufweisen. In this case, as already mentioned, have a very similar capacity at least two electrochemical elements of the energy store. Vorzugsweise kann das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad jedoch eine relativ geringe Speicherkapazität umfassen. Preferably, the electrochemical element having the higher efficiency may, however, include a relatively small storage capacity. Demgemäß kann das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad vorzugsweise eine Energie von zumindest 1 kWh speichern, vorzugsweise von zumindest 4 kWh, besonders bevorzugt zumindest 10 kWh, ganz besonders bevorzugt zumindest 100 kWh. Accordingly, the electrochemical element having the higher efficiency can preferably store an energy of at least 1 kWh, preferably of at least 4 kWh, more preferably at least 10 kWh, very particularly preferably at least 100 kWh. Das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad kann vorzugsweise eine Energie von zumindest 3 kWh speichern, vorzugsweise von zumindest 6 kWh, besonders bevorzugt zumindest 40 kWh, ganz besonders bevorzugt zumindest 150 kWh. The electrochemical element with the lower efficiency may preferably store an energy of at least 3 kWh, preferably of at least 6 kWh, more preferably at least 40 kWh, very particularly preferably at least 150 kWh.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Energiespeicher, der auf elektrochemischen Elementen beruht, eine Kapazität von mindestens 5 Ah, bevorzugt mindestens 10 Ah, besonders bevorzugt mindestens 50 Ah besitzen. According to another embodiment, the energy storage device based on electrochemical elements, a capacity of at least 5 Ah, preferably at least 10 Ah, more preferably have at least 50 Ah.
  • Bei Verwendung von Speichern, die auf elektrochemischen Elementen beruhen, insbesondere Akkumulatoren, kann dieser Speicher vorteilhaft mit einer Spannung von mindestens 1 V, vorzugsweise mindestens 10 V und besonders bevorzugt mindestens 100 V betrieben werden. In use of memories which are based on electrochemical elements, in particular accumulators, this memory can advantageously be operated with a voltage of at least 1 V, preferably at least 10 V and particularly preferably at least 100 V.
  • Die Kapazität kann an die Nennleistung und den zuvor definierten festgelegten Zeitraum angepasst werden. The capacity can be adjusted to the rated power and the previously defined period of time. Größere Kapazitäten sind für höhere Nennleistungen und längere Zeiträume notwendig. Larger capacities are necessary for higher ratings and longer periods. Weiterhin kann das Verhältnis der Speicherkapazitäten der mindestens zwei elektrochemischen Elemente an deren Leistungsfähigkeit, unter Berücksichtigung der preislichen Unterschiede angepasst werden. Further, the ratio of the storage capacities of the at least two electrochemical elements on their performance, are adjusted to take account of price differences. Bei sehr großen Unterschieden in Preis und Leistung, wird im Allgemeinen ein relativ großer Unterschied in den Kapazitäten sinnvoll sein. For very large differences in price and performance, in general, a relatively large difference in capacity will be useful.
  • Die Einspeisung von Regelleistung in das Wechselstromnetz kann je nach Verlauf der Frequenzabweichung konstant, über Pulse oder über Rampen erfolgen, die sich durch einen Anstieg an Leistungseinspeisung über einen definierten Zeitraum gekennzeichnet sind. The supply of control power in the AC power may be constant, depending on the profile of the frequency deviation, via pulses or ramps are characterized by an increase in power input over a defined period.
  • Eine über Pulse (Impulse) bereitgestellte Regelleistung ermöglicht eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Vorrichtung und des Verfahrens zur Bereitstellung von Regelleistung, da hierdurch die, insbesondere bei Verwendung von Akkumulatoren, notwendige Leistungselektronik bei einem höheren Wirkungsgrad betrieben werden kann. A via pulses (pulses) provided control power enables an improvement in the efficiency of the apparatus and method for providing control power, since this reduces the, in particular with the use of accumulators, the necessary power electronics may operate at a higher efficiency. Unter einem Puls ist ein zeitlich begrenzter stoßartiger Strom-, Spannungs- oder Leistungsverlauf zu verstehen, wobei diese Pulse auch als wiederholende Folge von Impulsen eingesetzt werden können. Under a pulse is meant a time-limited impulsive current, voltage or power curve, these pulses can be used as a repeating sequence of pulses. Der Tastgrad gemäß The duty cycle in accordance kann hierbei von der Art der Leistungselektronik und der zu erbringenden Regelleistung gewählt werden, wobei dieser im Bereich von größer null bis 1, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,9, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,8 liegt. can hereby be chosen on the type of power electronics and of the services to control power, this in the range from greater than zero to 1, preferably in the range of 0.1 to 0.9, more preferably in the range of 0.2 to 0.8 ,
  • Im Fall von erforderlich werdenden Leistungsänderungen kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Leistung des Energiespeichers abhängig von der Höhe der erforderlichen Leistungsänderung über einen Zeitraum von zumindest 0,5 s gesteigert wird, vorzugsweise über einen Zeitraum von zumindest 2 s, besonders bevorzugt über einen Zeitraum von zumindest 30 s. In the case of becoming necessary power changes may be preferably provided that the performance of the energy accumulator s is increased depending on the amount of the required power change over a period of at least 0.5, preferably over a period of at least 2 s, most preferably over a period of at least 30 s.
  • Durch diese langsameren Rampen wird sichergestellt, dass es zu keinen Anregungen von unerwünschten Störungen oder Schwingungen im Stromnetz oder bei den angeschlossenen Verbrauchern und Erzeugern durch einen zu steilen Leistungsgradienten kommt. Through this slower ramps will ensure that there are no suggestions of unwanted disturbances or vibrations in the power grid or the connected consumers and producers by too steep power gradients.
  • Der anzustrebende Ladezustand des Energiespeichers kann vorzugsweise im Bereich von 20 bis 80 % der Kapazität liegen, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 %. , The desirable state of charge of the energy accumulator may preferably be in the range of 20 to 80% of capacity, preferably in the range of 40 to 60%. Die Einhaltung und/oder die Rückkehr in diese Ladezustandsbereiche kann beispielsweise durch Nutzung der dieser Erfindung zu Grunde liegende Betriebsweise und/oder über den zuvor näher erläuterten Energiehandel über das Stromnetz erreicht werden. Compliance and / or the return to this state of charge ranges can be achieved for example by use of this invention underlying operation and / or over the previously explained in detail energy trading via the electricity network. Der Ladezustand entspricht insbesondere im Fall von Akkumulatoren als Energiespeicher dem Ladungszustand (engl.: „State-of-Charge“, SoC) oder dem Energiegehalt (engl.: „State-of-Energie“, SoE). The charge level corresponds especially in the case of batteries as energy storage the charge state (ger .: "State-of-Charge" SoC) or the energy content (ger .: "State-of-energy" SoE).
  • Hierbei kann der Ladezustand über den Energieaustausch, der bei Entlade und Aufladevorgängen durch entsprechende Methoden abgeschätzt oder unmittelbar gemessen werden kann, bestimmt werden. Here, the state of charge of the energy exchange, which can be in discharge and charging processes estimated by appropriate methods or directly measured can be determined. Die hierzu notwendigen Messgeräte sind kommerziell erhältlich, wobei der Ladezustand kontinuierlich oder in Intervallen gemessen werden kann. The necessary measuring instruments are commercially available, wherein the state of charge can be measured continuously or at intervals.
  • Der Ladezustand der mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers kann hierbei jeweils in den zuvor dargelegten Bereichen liegen. The charge state of the at least two electrochemical elements of the energy store can in this case are each within the above-outlined sectors. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad im Durchschnitt geringer ist als der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad. Further, it can be provided that the state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency of, on average, is lower than the state of charge of the electrochemical element having the lower efficiency. Vorzugsweise kann der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad im Durchschnitt um mindestens 5 %, bevorzugt um mindestens 10% über dem Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad liegen, bezogen auf den Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad. Preferably, the state of charge of the electrochemical element with the lower efficiency on average by at least 5%, may preferably be at least 10% higher than the state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency, based on the state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad hierbei stärkeren Schwankungen unterliegen als der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad. According to a particular embodiment of the state of charge of the electrochemical element can with higher efficiency in this case be more volatile than the state of charge of the electrochemical element having the lower efficiency.
  • Bei einem sehr geringen Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad kann ferner vorgesehen sein, dass Energie vom elektrochemischen Element mit dem geringeren Wirkungsgrad auf das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad übertragen wird. At a very low state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency can further be provided that energy from the electrochemical element with the lower efficiency of the electrochemical element having the higher efficiency is transmitted. Hierbei sollte die übertragene Energie in einer Größe liegen, die zu relativ wenigen Lade-/Entladezyklen führt. Here, the transmitted power should be in a size / leads to relatively few charge discharge cycles. Vorzugsweise kann der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad durch diesen Entladevorgang um mindestens 5 %, besonders bevorzugt um mindestens 10 % und besonders bevorzugt um mindestens 15 % abnehmen. Preferably, the state of charge of the electrochemical element having the lower efficiency due to this discharging operation at least 5% can, particularly preferably decrease by at least 10% and particularly preferably at least 15%. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad bevorzugt um mindestens 5 %, vorzugsweise um mindestens 15 % und besonders bevorzugt um mindestens 30 % durch einen Entladevorgang des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad zunehmen. According to a further embodiment of the present invention, the state of charge of the electrochemical element may preferably be at least 5%, preferably at least 15% and particularly preferably at least 30% increase by a discharging operation of the electrochemical element with the lower efficiency with higher efficiency.
  • Der anzustrebende Ladezustand des Energiespeichers kann von Vorhersagedaten abhängen. , The desirable state of charge of the energy storage may depend on forecast data. So können insbesondere Verbrauchsdaten zur Bestimmung des optimalen Ladezustandes herangezogen werden, die von der Tageszeit, dem Wochentag und/oder der Jahreszeit abhängig sind. Thus, consumption data can be used to determine the optimal state of charge, in particular, are dependent on the time of day, day of the week and / or season.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die ans Stromnetz abgegebene Leistung des Energiespeichers oder die aus dem Stromnetz aufgenommene Leistung des Energiespeichers nach einer dauerhaften Frequenzabweichung außerhalb des Frequenzbandes zu mehreren Zeitpunkten, insbesondere kontinuierlich gemessen wird und der Ladezustand der mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers zu mehreren Zeitpunkten, vorzugsweise kontinuierlich berechnet wird, wobei die abgegebene oder aufgenommene Leistung der mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers jeweils in Abhängigkeit von diesen Ladezuständen derart eingestellt wird, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad weniger Be- und/oder Entladezyklen ausführt als das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad. It may also be provided that the output to the power supply capacity of the energy accumulator or the absorbed from the mains power of the energy store for a permanent frequency deviation outside the frequency band a plurality of times, in particular continuously measured and the charge state of the at least two electrochemical elements of the energy store to a plurality of wherein the output or input power of the at least two electrochemical elements of the energy store in each case depending on these states of charge is set so that the electrochemical element with the lower efficiency less loading and / or discharge runs as the electrochemical element points in time, preferably continuously calculated, with higher efficiency.
  • Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren mit einem zusätzlichen Regelleistungserbringer durchgeführt werden. According to a particular embodiment of the present invention, the method can be performed with an additional rule provider. Zusätzliche Regelleistungserbringer sind in diesem Zusammenhang Vorrichtungen, die Regelleistung bereitstellen können, die jedoch keinen Energiespeicher darstellen. Additional control providers are devices in this context, can provide the control power, but are not energy storage. Zu den zusätzlichen Regelleistungserbringern zählen insbesondere Energieerzeuger und Energieverbraucher. Among the additional control providers include in particular energy producers and energy consumers.
  • Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass als Energieerzeuger ein Kraftwerk verwendet wird, vorzugsweise ein Kohlekraftwerk, ein Gaskraftwerk oder ein Wasserkraftwerk und/oder als Energieverbraucher eine Werk zum Herstellen einer Substanz verwendet wird, insbesondere ein Elektrolyse-Werk oder ein Metall-Werk, vorzugsweise ein Aluminium-Werk oder ein Stahlwerk. It can be inventively provided that a power plant is used as a power generator, preferably a coal power plant, a gas engine or a hydroelectric power plant and / or is used as an energy consumer a plant for producing a substance, in particular an electrolysis unit or a metal factory, preferably a aluminum factory or a steel plant.
  • Solche Energieerzeuger und Energieverbraucher sind zur Bereitstellung von längerfristigen Regelleistungen gut geeignet. Such energy producers and consumers are well suited to provide longer-term standard benefits. Ihre Trägheit stellt erfindungsgemäß keinen Hinderungsgrund dar, wenn sie geeignet mit dynamischen Speichern kombiniert werden. Their inertia is according to the invention is not a hindrance when properly combined with dynamic memories.
  • Hierbei sind insbesondere solche zusätzlichen Regelleistungserbringer bevorzugt, die auch im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien eingesetzt werden können, wie beispielsweise Elektrolyse-Werke oder Metall-Werke, deren Produktion zur Bereitstellung von positiver Regelleistung verringert werden kann. Here such additional rule providers are particularly preferred which can also be used in connection with renewable energy such as electrolysis plants or metal-works and the production can be reduced to provide positive control power.
  • Durch diese Ausgestaltung kann überraschend die Nennleistung des Energiespeichers gesteigert werden, ohne dass die Kapazität desselben vergrößert werden muss. By this embodiment, the nominal power of the energy storage can be increased surprisingly without the capacity must be increased of the same. Hierbei kann dem Energiespeicher Leistung durch den zusätzlichen Regelleistungserbringer auch bei einer hohen Netzbelastung in sehr kurzer Zeit bei Bedarf bereitgestellt werden, ohne dass ein langwieriger Energiehandel notwendig ist. In this case, can be provided to the energy storage capacity by additional control service even at a high load on the network in a very short time if needed without a lengthy energy trading is necessary. Überraschend kann daher bei einer relativ geringen Kapazität des Speichers eine relativ hohe Leistung abgegeben werden, die im Allgemeinen nur für einen kurzen Zeitraum abgegeben werden kann. Surprisingly, a relatively high power can be delivered, therefore, at a relatively low capacity of the memory, which can be delivered in general for only a short period of time. Durch den unmittelbaren Zugriff auf den zusätzlichen Regelleistungserbringer kann dieser nach einer kurzen Zeit die eigentlich vom Energiespeicher zur Verfügung zu stellende Regelleistung erbringen bzw. substituieren. The direct access to the additional control service can be sustained which were actually to be provided by the energy storage available control power or substitute for a short time. So kann insbesondere eine Regeneration des Energiespeichers durch die Energie oder Leistung des zusätzlichen Regelleistungserbringers erfolgen. So may take such a regeneration of energy storage by the energy or power of the additional control provider. Hierbei trägt der Energiespeicher zur Qualität der Regelleistungserbringung bei, da hierdurch eine schnelle Reaktionszeit erzielt wird. Here, the energy storage on the quality of control power supply as this a fast response time is achieved contributes. Im Gegensatz hierzu trägt der zusätzliche Regelleistungserbringer vor allem zur Quantität bei, da dieser bei relativ geringen Kosten über eine bauartbedingte, deutlich längere Zeit Regelleistung liefern kann. In contrast, the additional control service contributes mainly to the quantity, as this can provide control power at relatively low cost over a maximum design, significantly longer time.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Energieerzeuger und/oder der Energieverbraucher einzeln oder im Pool eine Leistung von zumindest 10 kW hat oder haben, vorzugsweise zumindest 100 kW, besonders bevorzugt zumindest 1 MW und ganz besonders bevorzugt von zumindest 10 MW. Further, it can be provided that the energy producer and / or the energy consumers individually or in the pool has a capacity of at least 10 kW or have, preferably at least 100 kW, more preferably at least 1 MW, and most preferably of at least 10 MW.
  • Das Verhältnis von Nennleistung des Energiespeichers zur maximalen Leistung des zusätzlichen Regelleistungserbringers kann vorzugsweise im Bereich von 1:10000 bis 100:1, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1000 bis 40:1 liegen. The ratio of the nominal power of the energy storage to the maximum power of the additional control provider may be preferably in the range 1: 10000 to 100: 1, more preferably in the range of 1: 1: 1000 to 40 wt. Hierbei bezieht sich die Nennleistung des Energiespeichers auf die Gesamtleistung, die sämtliche Elemente des Energiespeichers aufweisen, wobei auch Energiespeicher, die kein elektrochemisches Element darstellen, zu berücksichtigen sind. Here, the rated power of the energy storage refers to the total power, which have all of the elements of the energy store, said energy storage and that do not constitute electrochemical element, are taken into account.
  • Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, die eine Steuerung und einen Energiespeicher umfasst, wobei die Vorrichtung an ein Stromnetz angeschlossen ist und die Steuerung mit dem Energiespeicher verbunden ist, wobei die Steuerung mit einer Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer und einer Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung verbunden ist. The method of the present invention can be preferably carried out with a device comprising a controller and an energy storage device, wherein the device is connected to a power supply, the controller is connected to the energy storage device, said controller comprising a unit for determining the time duration and a unit is connected to determine a permanent frequency deviation.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung einen Frequenzmesser zum Messen der Netzfrequenz des Stromnetzes und einen Daten-Speicher umfasst, wobei in dem Speicher zumindest ein Grenzwert (beispielsweise Vorgabefrequenz +/–10 mHz, Vorgabefrequenz +/–200 mHz usw.) der Netzfrequenz gespeichert ist, wobei die Steuerung dazu ausgelegt ist, die Netzfrequenz mit dem zumindest einen Grenzwert zu vergleichen und in Abhängigkeit von dem Vergleich die Leistung des Energiespeichers sowie gegebenenfalls des Energieverbrauchers und/oder des Energieerzeugers zu steuern. It can be provided that the device comprises a frequency meter for measuring the mains frequency of the power system and a data memory, in which memory at least one threshold value (for example set frequency +/- 10 mHz, set frequency +/- 200 mHz, etc.) of the grid frequency is stored, wherein the controller is adapted to compare the network frequency, with the at least one threshold, and to control the power of the energy store and optionally the energy consumer and / or the power generator in response to the comparison. Hierbei kann diese Steuerung auch die Leistung der mindestens zwei elektrochemischen Elemente des Energiespeichers steuern. Here, this control can also control the performance of at least two electrochemical elements of the energy storage. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass diese Steuerung ein Subsystem, insbesondere ein Managementsystem anspricht, welches die jeweilige Leistung der mindestens zwei elektrochemischen Elemente auf die von der übergeordneten Steuerung angeforderte Gesamtleistung, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der zuvor dargelegten bevorzugten Ausgestaltungen des vorliegenden Verfahrens, regelt. Furthermore, it can be provided that this control a subsystem, in particular addressing a management system that regulates the actual power of the at least two electrochemical elements on the requested from the higher-level control total power, if appropriate, taking account of the set out above, preferred embodiments of the present method.
  • Unter einer Steuerung wird erfindungsgemäß vorliegend eine einfache Steuerung verstanden. Under control of a simple control is understood in the present invention. Hierbei sei angemerkt, dass jede Regelung eine Steuerung umfasst, da bei einer Regelung eine Steuerung in Abhängigkeit von einer Differenz eines Istwerts zu einem Sollwert erfolgt. Here, it is noted that any arrangement includes a controller, since in a control, a control in dependence on a difference of an actual value to a target value is carried out. Bevorzugt ist die Steuerung also als Regelung ausgebildet, insbesondere bezüglich des Ladezustands. the controller is preferably so formed as a control, in particular with respect to the state of charge. Besonders bevorzugt ist die Steuerung ein Leitsystem. Particularly preferably, the controller is a control system.
  • Die Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung kann gemäß den obigen Ausführungen ausgestaltet sein. The unit for determining a permanent frequency deviation can be designed according to the above. Demgemäß kann diese Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung beispielsweise eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Mittelwerts umfassen. Accordingly, this unit may comprise for determining a permanent frequency deviation, for example, a device for determining a mean value. Weiterhin kann diese Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung einen Speicher umfassen, in dem die Größe einer Frequenzabweichung festgehalten wird. Further, this unit can for determining a long-term frequency deviation comprise a memory in which the amount of frequency deviation is recorded. Hierbei kann die absolute Abweichung festgehalten werden. Here, the absolute deviation can be recorded. In einer weiteren Ausgestaltung kann festgehalten werden, ob diese Frequenzabweichung eine zuvor definierte Größe, beispielsweise ein um die Vorgabefrequenz definiertes Frequenzband, überschreitet oder nicht. In a further embodiment it can be stated whether the frequency deviation of a predefined size, for example a defined around the set frequency band, exceeds or not. Die Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer dient insbesondere in Kombination mit einer Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung dazu festzulegen, ob der elektrochemischen Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eingesetzt wird oder nicht. The unit for determining the period of time is used in particular in combination with a unit for determining a long-term frequency deviation to determine as to whether the electrochemical element with the lower efficiency is used or not. Hierbei kann diese Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer einen Datenspeicher aufweisen, in welchem die Zeitdauer der Frequenzabweichung festhalten wird, die durch die Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung bestimmt werden kann. In this case, this unit may comprise a data storage for determining the time period in which the period of the frequency deviation will stick, which can be determined by the unit for determining a long-term frequency deviation. Demgemäß kann ein Datenaustausch zwischen der Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer und der Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung erfolgen. Accordingly, a data exchange between the unit for determining the period and the unit for determining a long-term frequency deviation can be made. Hierbei können beide Einheiten in einer Vorrichtung zusammengefasst werden. Here, both units can be combined in one device.
  • Alternativ werden die Daten an einer entfernten Stelle erhoben und wie oben dargelegt ausgewertet und das entsprechende Signal geeignet an den oder die Speicher zur Regelleistungsbereitstellung übertragen. Alternatively, the data at a remote location will be collected and analyzed as set forth above and the corresponding signal suitable to the transmitted or the memory to the control power supply. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann dies über die bekannten Methoden der Ferndatenübertragung und -kommunikation erfolgen. In a particularly preferred embodiment, this can be done by known methods of remote data transmission and communication.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von zwei schematisch dargestellten Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Embodiments of the invention are explained by means of two schematically illustrated figures, without, however, limiting the invention. Dabei zeigt: In which:
  • 1 1 : eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bereitstellung von Regelleistung; Is a schematic representation of an inventive device for providing control power; und and
  • 2 2 : ein Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren. Is a flow chart for an inventive method.
  • 1 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung shows a schematic construction of a preferred embodiment of a device according to the invention 10 10 für ein erfindungsgemäßes Verfahren umfassend eine Steuerung for an inventive method comprising a controller 11 11 und einen Energiespeicher and an energy storage 12 12 , wobei die Vorrichtung an ein Stromnetz , Wherein the device to a power supply 13 13 angeschlossen ist. connected. Der Energiespeicher The energy storage 12 12 umfasst mindestens zwei elektrochemische Elemente comprising at least two electrochemical cells 12a 12a und and 12b 12b , die sich im Wirkungsgrad unterscheiden. That differ in efficiency. Hierbei kann der Energiespeicher Here, the energy storage 12 12 im Allgemeinen ein Managementsystem aufweisen, welches das Be- oder Entladen der einzelnen elektrochemischen Elemente generally comprise a management system, which loading or unloading of the individual electrochemical elements 12a 12a und and 12b 12b steuert. controls. Dieses Managementsystem ist im Allgemeinen mit der Steuerung This management system is generally connected to the controller 11 11 verbunden. connected. Hierbei kann dieses Managementsystem räumlich von der Steuerung Here, the management system can be physically separate from the controller 11 11 getrennt oder mit dieser in einem Gehäuse untergebracht sein. be separated or housed therewith in a housing.
  • Die elektrochemischen Elemente The electrochemical elements 12a 12a und and 12b 12b unterscheiden sich im Wirkungsgrad. differ in efficiency. Als elektrochemischen Elements As electrochemical element 12a 12a mit dem höheren Wirkungsgrad sind Li-Ionen-Akkumulatoren mit geringen schädlichen Einflüssen auf den Akkumulator schnell und häufig auf- und entladbar, so dass diese erfindungsgemäß für alle Ausführungsbeispiele besonders geeignet und bevorzugt sind. with the higher efficiency are Li-Ion batteries up quickly and often with little adverse effects on the accumulator and so that they are discharged according to the invention particularly suitable for all embodiments and preferred. Dazu können Li-Ionen-Akkumulatoren mit beträchtlicher Kapazität bereitgestellt werden. By Li-ion batteries can be provided with considerable capacity. Diese sind beispielsweise leicht in einem oder mehreren 40-Fuß-ISO-Containern unterzubringen. These are, for example, easily be accommodated in one or more 40-feet ISO-containers. Als elektrochemisches Element As the electrochemical element 12b 12b kommen insbesondere Speicher in Frage, die relativ kostengünstig mit großer Kapazität erhalten werden können. are especially memory in question, which can be relatively inexpensive receive large capacity. Zu diesen zählen insbesondere Bleiakkumulatoren, Redox-Flow Batterien und Energiespeichersysteme auf Basis von Wasserstoff. These include in particular lead batteries, redox flow batteries and energy storage systems based on hydrogen.
  • Hierbei ist die Steuerung Here, the control 11 11 mit dem Energiespeicher to the energy storage 12 12 verbunden. connected. Weiterhin ist die Steuerung Further, the control 11 11 mit einer Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer a unit for determining the period of time 14 14 und einer Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung and a unit for determining a permanent frequency deviation 15 15 verbunden. connected. Diese Einheiten können selbstverständlich räumlich in einem Gehäuse mit der Steuerung untergebracht sein. These units may of course be physically housed in a housing with the controller. Die Verbindung zwischen der Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer The connection between the unit for determining the period of time 14 14 und der Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung and the unit for determining a permanent frequency deviation 15 15 mit der Steuerung with the control 11 11 erlaubt eine Kommunikation der ermittelten Daten, die in der Steuerungseinheit verarbeitet werden. allows communication of the data determined to be processed in the control unit. Ferner kann die Steuerung Further, the control may 11 11 mit dem Stromnetz to the power supply 13 13 verbunden sein, wobei diese in be connected, which in 1 1 nicht dargestellte Verbindung eine Übermittlung von Anfragen nach benötigter Regelleistung, sowohl positiver als auch negativer, erlauben kann. Connection not shown, can allow transmission of requests on the required control performance, both positive and negative.
  • Die in In the 1 1 dargelegte Ausführungsform weist einen zusätzlichen Energieerzeuger und/oder Energieverbraucher outlined embodiment comprises an additional power generator and / or power consumer 16 16 auf, der in der vorliegenden Erfindung eine optionale Komponente darstellt. on, which represents an optional component in the present invention. Der zusätzliche Energieerzeuger und/oder Energieverbraucher The additional energy producers and / or consumers of energy 16 16 ist sowohl mit dem Stromnetz with both the mains 13 13 als auch mit dem Energiespeicher and with the energy storage 12 12 verbunden, so dass die durch den zusätzlichen Energieerzeuger und/oder Energieverbraucher bereitgestellte Regelleistung unmittelbar in das Stromnetz connected, so that the provided by the additional energy producer and / or consumer of energy control power directly into the electricity grid 13 13 eingespeist werden kann oder zur Regenerierung des Energiespeichers can be fed in or for the regeneration of the energy store 12 12 eingesetzt werden kann. can be used. Die Steuerung des zusätzlichen Energieerzeugers und/oder Energieverbrauchers The control of the additional power generator and / or power consumer 16 16 kann durch übliche Komponenten erfolgen, die mit der Steuerung can be carried out by conventional components associated with the control 11 11 der erfindungsgemäßen Vorrichtung the device according to the invention 10 10 in Verbindung stehen können. may be associated.
  • 2 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren. shows a flow diagram for a preferred process of the invention. Bei dem Verfahren wird ein Energiespeicher eingesetzt. In the method, an energy storage is used. In Schritt in step 1 1 wird die Netzfrequenz des Stromnetzes gemessen. the mains frequency of the power system is measured. Im Entscheidungsschritt In decision step 2 2 wird anschließend geprüft, ob die Netzfrequenz innerhalb oder außerhalb des Frequenzbandes liegt, welches zuvor festgelegt wurde. it is then checked whether the mains frequency is within or outside the frequency band which has been set previously. Dieses Frequenzband kann identisch zu einem Totband sein, welches durch die Netzregularien oder vom Netzbetreiber vorgegeben ist. This frequency band may be identical to a dead band, which is predetermined by the network or regulations by the network operator. Weiterhin kann dieses Frequenzband größer oder kleiner als das von den Netzbetreibern oder durch die Netzregularien bestimmte Totband sein. Furthermore, this frequency band may be greater or smaller than the specified by the network operators or by the network regulations deadband.
  • Falls die gemessene Netzfrequenz innerhalb des Frequenzbandes liegt, erfolgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform des Verfahrens eine Regelleistungserbringung durch eine ausschließliche Verwendung des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad, wie dies in Schritt If the measured grid frequency lies within the frequency band, is carried out according to the present embodiment of the method a control performance by an exclusive use of the electrochemical element having the higher efficiency, as shown in step 4 4 dargestellt ist. is shown.
  • Falls die Netzfrequenz außerhalb des Frequenzbands liegt, wird in Entscheidungsschritt If the grid frequency is outside the frequency band, is in decision step 3 3 geprüft, ob eine dauerhafte Frequenzabweichung über einen festgelegten Zeitraum vorliegt. determine whether a permanent frequency deviation is present for a specified period of time. Hierbei kann ebenfalls überprüft werden, ob die Verwendung des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad indiziert ist. Here can also be checked whether the use of the electrochemical element is indicated with the lower efficiency. Dies kann beispielsweise bei einem geringen Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad gegeben sein. This can for example be given at a low state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency. Bei einer kurzfristigen Abweichung der Netzfrequenz und einem ausreichenden Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad wird, wie zuvor dargelegt entsprechend Schritt In a short-term deviation of the grid frequency and a sufficient state of charge of the electrochemical element having the higher efficiency, as set forth above in accordance with step 4 4 ausschließlich das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad eingesetzt. exclusively the electrochemical element having the higher efficiency used.
  • Falls eine dauerhafte Frequenzabweichung vorliegt und keine Ausnahmeregelung zutrifft, wird mit Entscheidungsschritt If permanent frequency deviation is present and applies no derogation is a decision step 5 5 fortgefahren. continued.
  • In Entscheidungsschritt In decision step 5 5 wird überprüft, ob der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad des Energiespeichers eine Regelleistungserbringung ermöglicht. it is checked whether the state of charge of the electrochemical element having the lower efficiency of the energy storage device enables a control power supply. Weiterhin können auch andere Abbruchkriterien vorliegen, die eine Verwendung dieses Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad ausschließt, beispielsweise eine Unterbrechung aufgrund von Wartungsarbeiten. Furthermore, other termination criteria may be present, which precludes use of this member with the lower efficiency, for example, an interruption due to maintenance. Im Fall, dass der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad keine Regelleistungserbringung ermöglicht oder ein anderes Abbruchkriterium vorliegt, wird in der vorliegenden Ausführungsform gemäß Schritt In the case that the state of charge of the electrochemical element with the lower efficiency allows no control power supply or another stop criterion is present, in the present embodiment, in accordance with step 6 6 die Zeitmessung hinsichtlich des vorgegebenen Zeitraums, für den eine dauerhafte Frequenzabweichung vorliegen muss, bevor das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eingesetzt wird, neu gestartet. the time measurement for the predetermined period for which there must be a permanent frequency deviation before the electrochemical element with the lower efficiency is used restarted. Falls der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad zu tief für eine Regelleistungserbringung gewesen sein sollte, kann in diesem Fall das entsprechende Element, beispielsweise über Energiehandel aufgeladen werden. If the state of charge of the electrochemical element should have been too low for a control performance with lower efficiency, in this case, the corresponding element will be charged for example on energy trading. Hierbei können entsprechende Reserven vorgesehen sein, so dass dieser Schritt rechtzeitig durchgeführt wird. Here, appropriate reserves can be provided so that this step is carried out in time. Anschließend wird Regelleistung durch ausschließliche Verwendung des Elements mit dem höheren Wirkungsgrad erbracht wie dies in Schritt Subsequently, control power is provided by exclusive use of the element with the higher efficiency as shown in step 4 4 schematisch dargestellt ist. is shown schematically.
  • Im Fall, dass der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad eine Regelleistungserbringung ermöglicht und kein anderes Abbruchkriterium vorliegt, wird zusätzlich zum elektrochemischen Element mit dem höheren Wirkungsgrad das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad zur Erbringung von Regelleistung herangezogen, wie dies in Schritt In the case that the state of charge of the electrochemical element having the lower efficiency required to control performance and no other stopping criterion is present, the electrochemical element with the lower efficiency for the supply of control power is used in addition to the electrochemical element having the higher efficiency, as shown in step 7 7 dargelegt ist. is set out. Hierbei wird vorzugsweise jedoch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad eine konstantere Leistung zur Regelung bereitstellen als das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad. Here, however, the electrochemical element with the lower efficiency is preferably a more constant power supply to control as the electrochemical element with the higher efficiency. Hierbei kann, um die Anzahl der Be- und/oder Entladezyklen des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad zu minimieren, vorgesehen sein, dass der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad bei einem Einsatz desselben gemäß Schritt In this case, it can be provided to minimize the number of loading and / or discharging of the electrochemical element with the lower efficiency, that the state of charge of the electrochemical element with the lower efficiency thereof when used in accordance with step 7 7 eine Entladung vorgenommen wird, bei der der Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad um mindestens 5 %, vorzugsweise mindestens 10 %, insbesondere bevorzugt um mindestens 20 % abgesenkt wird, bezogen auf den Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad vor dem Entladevorgang desselben. a discharge is made in the same state of charge of the electrochemical element with the lower efficiency by at least 5%, preferably is preferably lowered particularly by at least 20% at least 10%, based on the state of charge of the electrochemical element with the lower efficiency of discharging , Falls keine Regelleistung zu erbringen ist, die dieser Leistung entspricht, kann durch den Entladevorgang des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad aufgeladen werden. If no rule is to provide power corresponding to this power, the electrochemical element with higher efficiency can be charged with lower efficiency due to the discharging of the electrochemical element.
  • Anschließend wird wiederum die Netzfrequenz gemessen, so dass ein Kreislauf gegeben ist. the mains frequency is measured again then, so that a circuit is given. Dies gilt auch für den Fall, dass die Regelleistungserbringung unter Verwendung des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht wird, wie dies in Schritt This also applies to the case where the control performance using the electrochemical element with the lower efficiency is provided, as shown in step 7 7 beschrieben ist. is described.
  • Die Reihenfolge der in The order in 2 2 dargelegten Schritte kann teilweise umgestellt werden. Steps set forth may be partially changed. So kann insbesondere Entscheidungsschritt Thus, in particular the decision step 5 5 vor Entscheidungsschritt before deciding step 3 3 erfolgen, so dass die Prüfung über den Ladezustand des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad vor der Prüfung einer dauerhaften Frequenzabweichung erfolgt. carried out so that the examination of the charge state of the electrochemical element with the lower efficiency before the test of a permanent frequency deviation is performed.
  • Die in der voranstehenden Beschreibung sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features disclosed in the foregoing description and in the claims, figures and embodiments, features of the invention may be material for realizing the invention in its various embodiments both individually and in any combination.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
    • US 2006/122738 A1 [0011] US 2006/122738 A1 [0011]
    • WO 2010042190 A2 [0012] WO 2010042190 A2 [0012]
    • JP 2008178215 A [0012] JP 2008178215 A [0012]
    • DE 102008046747 A1 [0012] DE 102008046747 A1 [0012]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature
    • Artikel „Optimizing a Battery Energy Storage System for Primary Frequency Control“ von Oudalov et al., in IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. Article "Optimizing a Battery Energy Storage System for Primary Frequency Control" from Oudalov et al., In IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 3, August 2007 [0013] 3, August 2007 [0013]
    • Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) „TransmissionCode 2007“ vom November 2009 [0041] Forum Network Technology / Network Operation in the VDE (FNN) "Transmission Code 2007 'in November 2009 [0041]
    • DIN 40 729 [0071] DIN 40729 [0071]
    • DIN IEC 60469-1 [0107] DIN IEC 60469-1 [0107]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Erbringung von Regelleistung zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes, wobei das Wechselstromnetz bei einer Vorgabefrequenz arbeitet, umfassend einen Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher, der elektrische Energie aufnehmen und abgeben kann, mindestens zwei elektrochemische Elemente umfasst, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden, wobei das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad seltener von einem Zustand, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie aufnimmt, in einen Zustand übergeht, bei dem das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad Energie abgibt, als das elektrochemische Element mit dem größeren Wirkungsgrad. A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network, where the AC network is operating at a preset frequency, comprising absorb an energy store, the electrical energy and release, characterized in that the energy store, the electrical energy receiving and discharging can, comprising at least two electrochemical cells that differ in efficiency, wherein the electrochemical element with the lower efficiency of rare from a state in which the electrochemical element with the lower efficiency energy receiving, goes into a state in which the electrochemical element with the lower efficiency emits energy than the electrochemical element having the greater efficiency.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad bei einer kurzfristigen Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, keine Energie zur Erbringung von Regelleistung aufnimmt oder abgibt. A method according to claim 1, characterized in that the electrochemical element having the lower efficiency in a short-term frequency deviation outside a frequency band which is defined around the set frequency, does not absorb energy for the supply of control power or write.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer dauerhaften Frequenzabweichung außerhalb eines Frequenzbandes, welches um die Vorgabefrequenz definiert ist, über einen festgelegten Zeitraum Regelleistung durch das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad erbracht wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that, for a permanent frequency deviation outside a frequency band which is defined around the set frequency, is provided over a set period of time control power by the electrochemical element with the lower efficiency.
  4. Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad eine geringere Speicherkapazität als das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad aufweist. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrochemical element having the higher efficiency has a smaller storage capacity than the electrochemical element with the lower efficiency.
  5. Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad einen Wirkungsgrad von mindestens 70 % aufweist. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrochemical element having the higher efficiency has an efficiency of at least 70%.
  6. Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad und dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad mindestens 5 % beträgt. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the difference between the efficiency of the electrochemical element having the higher efficiency and the efficiency of the electrochemical element with the lower efficiency is at least 5%.
  7. Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Energie in den Energiespeicher oder Entnahme von Energie aus dem Energiespeicher durch eine an den Ladezustand des Energiespeichers angepasste Regelleistungserbringung erfolgt. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply of energy in the energy storage or removal of energy from the energy storage takes place by a shape adapted to the state of charge of the energy storage control performance.
  8. Verfahren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Vorgaben zur Erbringung von Regelleistung mehr Energie aus dem Netz aufgenommen als eingespeist wird. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that added energy from the network in the context of the requirements to provide control power as fed.
  9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, wobei die Vorrichtung ( Apparatus for carrying out a method according to claims 1 to 8, wherein the device ( 10 10 ) eine Steuerung ( ) A controller ( 11 11 ) und einen Energiespeicher ( ) And an energy store ( 12 12 ) umfasst, die Vorrichtung an ein Stromnetz ( ), Which device (to a power supply 13 13 ) angeschlossen ist und die Steuerung ( ) Is connected and the controller ( 11 11 ) mit dem Energiespeicher ( ) (To the energy store 12 12 ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Energiespeicher ( ) Is connected characterized in that the energy storage ( 12 12 ) mindestens zwei elektrochemischen Elemente ( ) At least two electrochemical elements ( 12a 12a , . 12b 12b ) umfasst, die sich im Wirkungsgrad unterscheiden. ) Which differ in the efficiency.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Speicherkapazität des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad ( Device according to claim 9, characterized in that the ratio of storage capacity of the electrochemical element (with the higher efficiency 12a 12a ) zur Speicherkapazität des elektrochemische Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad ( ) For the storage capacity of the electrochemical element (with the lower efficiency 12b 12b ) höchstens 2:1 beträgt. ) Is at most 2: 1.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element mit dem höheren Wirkungsgrad ( Device according to claim 9 or 10, characterized in that the electrochemical element (with the higher efficiency 12a 12a ) einen Lithium-Ionen-Akkumulator umfasst. ) Comprises a lithium-ion battery.
  12. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrochemische Element mit dem geringeren Wirkungsgrad ( Device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the electrochemical element (with the lower efficiency 12b 12b ) ein Energiespeichersystem auf Basis von Wasserstoff, einen Bleiakkumulator und/oder ein Redox-Flow-Element umfasst. includes) an energy storage system based on hydrogen, a lead storage battery and / or a redox flow element.
  13. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem höheren Wirkungsgrad und dem Wirkungsgrad des elektrochemischen Elements mit dem geringeren Wirkungsgrad mindestens 5 % beträgt. Apparatus according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the difference between the efficiency of the electrochemical element having the higher efficiency and the efficiency of the electrochemical element with the lower efficiency is at least 5%.
  14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ( Device according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the controller ( 11 11 ) mit einer Einheit zur Bestimmung der Zeitdauer ( ) (With a unit for determining the period of time 14 14 ) und einer Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung ( ) And a unit for determining a long-term frequency deviation ( 15 15 ) verbunden ist. ) connected is.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Bestimmung einer dauerhaften Frequenzabweichung ( Device according to claim 14, characterized in that the unit (for determining a long-term frequency deviation 15 15 ) eine höhere Messgenauigkeit hat als ein um eine Vorgabefrequenz definiertes Totband. ) Has a higher measurement precision than a defined a set frequency deadband.
DE102012113050.7A 2012-12-21 2012-12-21 A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network Pending DE102012113050A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012113050.7A DE102012113050A1 (en) 2012-12-21 2012-12-21 A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012113050.7A DE102012113050A1 (en) 2012-12-21 2012-12-21 A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network
PCT/EP2013/075374 WO2014095346A2 (en) 2012-12-21 2013-12-03 Method for providing control power to stabilize an alternating current network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012113050A1 true DE102012113050A1 (en) 2014-06-26

Family

ID=49726748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012113050.7A Pending DE102012113050A1 (en) 2012-12-21 2012-12-21 A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012113050A1 (en)
WO (1) WO2014095346A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016029128A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 East Penn Manufacturing Co. Control of multiple battery groups
WO2017133811A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Control apparatus for controlling a plurality of energy stores, energy supply network and method
WO2018114489A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Central accumulator and control technology with energy management

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012113051A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 Evonik Industries Ag A process for the provision of control power for the stabilization of an AC network, comprising an energy storage device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1517021A1 (en) * 2002-06-26 2005-03-23 JFE Steel Corporation Power fluctuation suppressing method and power generation facility using same
US20060122738A1 (en) 2004-12-03 2006-06-08 Sharp Kabushiki Kaisha Power storage equipment management system
JP2008178215A (en) 2007-01-18 2008-07-31 Kinden Corp Frequency regulation system and method
DE102008046747A1 (en) 2008-09-11 2010-03-18 Hoppecke Advanced Battery Technology Gmbh Method for operating a production system and / or a local facility in island operation
WO2010042190A2 (en) 2008-10-09 2010-04-15 The Aes Corporation Frequency responsive charge sustaining control of electricity storage systems for ancillary services on an electrical power grid
US20100231045A1 (en) * 2009-02-13 2010-09-16 First Solar, Inc. Photovoltaic Power Plant Output
WO2012094674A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Enervault Corporation Redox flow battery system with multiple independent stacks
US20120248873A1 (en) * 2009-09-07 2012-10-04 Abb Research Ltd Energy storage systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7274975B2 (en) * 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
US20120215368A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-23 Nec Laboratories America, Inc. Storage integrated management systems for energy microgrids
JP5342598B2 (en) * 2011-04-18 2013-11-13 シャープ株式会社 Power converter
WO2012145563A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-26 Viridity Energy, Inc. Methods, apparatus and systems for managing energy assets

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1517021A1 (en) * 2002-06-26 2005-03-23 JFE Steel Corporation Power fluctuation suppressing method and power generation facility using same
US20060122738A1 (en) 2004-12-03 2006-06-08 Sharp Kabushiki Kaisha Power storage equipment management system
JP2008178215A (en) 2007-01-18 2008-07-31 Kinden Corp Frequency regulation system and method
DE102008046747A1 (en) 2008-09-11 2010-03-18 Hoppecke Advanced Battery Technology Gmbh Method for operating a production system and / or a local facility in island operation
WO2010042190A2 (en) 2008-10-09 2010-04-15 The Aes Corporation Frequency responsive charge sustaining control of electricity storage systems for ancillary services on an electrical power grid
US20100231045A1 (en) * 2009-02-13 2010-09-16 First Solar, Inc. Photovoltaic Power Plant Output
US20120248873A1 (en) * 2009-09-07 2012-10-04 Abb Research Ltd Energy storage systems
WO2012094674A2 (en) * 2011-01-07 2012-07-12 Enervault Corporation Redox flow battery system with multiple independent stacks

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artikel "Optimizing a Battery Energy Storage System for Primary Frequency Control" von Oudalov et al., in IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 3, August 2007
DIN 40 729
DIN IEC 60469-1
Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) "TransmissionCode 2007" vom November 2009
Kintner-Meyer, M. [et al.].: National Assessment of Energy Storage for Grid Balancing and Arbitrage: Phase 1, WECC. Juni 2012.http://energyenvironment.pnnl.gov/pdf/PNNL-21388_National_Assessment_Storage_Phase_1_final.pdf [abgerufen am 31.07.2013] *
Vazquez, S. [et al.].: Energy Storage Systems for Transport and Grid Applications.Published in: Industrial Electronics, IEEE Transactions on (Volume:57 , Issue: 12 )Date of Publication: Dec. 2010Page(s): 3881 - 3895, ISSN: 0278-0046, INSPEC Accession Number: 11721608 Digital Object Identifier: 10.1109/TIE.2010.2076414 Date of Publication : 23 September 2010, Date of Current Version: 09 November 2010 Issue Date: Dec. 2010
Vazquez, S. [et al.].: Energy Storage Systems for Transport and Grid Applications.Published in: Industrial Electronics, IEEE Transactions on (Volume:57 , Issue: 12 )Date of Publication: Dec. 2010Page(s): 3881 - 3895, ISSN: 0278-0046, INSPEC Accession Number: 11721608 Digital Object Identifier: 10.1109/TIE.2010.2076414 Date of Publication : 23 September 2010, Date of Current Version: 09 November 2010 Issue Date: Dec. 2010 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016029128A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 East Penn Manufacturing Co. Control of multiple battery groups
WO2017133811A1 (en) * 2016-02-02 2017-08-10 Siemens Aktiengesellschaft Control apparatus for controlling a plurality of energy stores, energy supply network and method
WO2018114489A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Central accumulator and control technology with energy management

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014095346A2 (en) 2014-06-26
WO2014095346A3 (en) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3604513C2 (en)
DE69732084T2 (en) Pulse charging method and charger
DE10158062B4 (en) Method and apparatus for charging batteries with reduced levels overcharge
EP1716629B1 (en) Device for covering the peak load
DE60036150T2 (en) A method of operating a power supply system with parallel-connected inverters and power converter system
EP1665494B1 (en) Method for operating or controlling a wind turbine and method for providing primary control power by means of wind turbines
EP2293410B1 (en) Energy control device for an energy network with a control unit for controlling an energy flow between the energy generator, the energy storage unit, the load unit and/or the energy network
DE10103431C2 (en) Power supply device
DE69636317T2 (en) Photovoltaic high-voltage system with individual storage means
EP2695269B2 (en) Optimized load management
DE102010024241A1 (en) A method for use with a vehicle battery stack comprising a plurality of individual battery cells
EP1941288B1 (en) Method and device for controlling the operating point of a battery
DE102009058263A1 (en) System and method for charging an electric vehicle sockets
DE19643012A1 (en) A method for charging an electrical accumulator battery, particularly a lead storage battery as a starter battery in a motor vehicle
DE102012212878A1 (en) Power system
DE102012202465A1 (en) Power supply system for supplying electric current to e.g. house to charge battery of hybrid car, has storage device storing surplus of electric solar when amount of electricity is larger than amount of electric current consumed by load
Ke et al. Control and size energy storage systems for managing energy imbalance of variable generation resources
DE102007060691A1 (en) Dual voltage type-energy supply device for vehicle, has energy supply controller controlling energy generating operation such that high voltage and low voltage sided energy distribution methods are performed
DE112012005842T5 (en) Energy conversion device
DE102008034461A1 (en) Method and apparatus for determining the operating state of a vehicle battery
DE112012005488T5 (en) Energy Management System
DE102012105029A1 (en) Electrical power supply system
EP2465176B1 (en) Charging station for electric vehicles having network stabilization
DE10045622A1 (en) Monitoring charging of gas-tight alkaline storage batteries by linearizing voltage-current characteristic for different temperatures
DE4107207A1 (en) Method and device for protection and maintenance of electric motors or other electrical equipment or electrical systems according to criteria of life

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: EVONIK DEGUSSA GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EVONIK INDUSTRIES AG, 45128 ESSEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: SCHULTHEISS & STERZEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE