DE102012201969A1 - Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum - Google Patents
Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012201969A1 DE102012201969A1 DE201210201969 DE102012201969A DE102012201969A1 DE 102012201969 A1 DE102012201969 A1 DE 102012201969A1 DE 201210201969 DE201210201969 DE 201210201969 DE 102012201969 A DE102012201969 A DE 102012201969A DE 102012201969 A1 DE102012201969 A1 DE 102012201969A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- function
- maximum
- max
- power
- energy
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
- H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
- H02J2310/62—The condition being non-electrical, e.g. temperature
- H02J2310/64—The condition being economic, e.g. tariff based load management
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
- Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
- Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
- Y04S50/10—Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax eines elektrischen Energiespeichers für ein mit herkömmlichen und erneuerbaren Energiequellen gespeistes Stromnetz.The invention relates to a method for determining a maximum electrical work W max to be received by an electrical energy store for a power grid fed with conventional and renewable energy sources.
Zur Stromerzeugung werden in zunehmendem Maße erneuerbare Energieträger, wie Wind und Sonne, verwendet. Im Gegensatz zur herkömmlichen Energieerzeugung durch Verbrennung fossiler Brennstoffe kann bei erneuerbaren Energieträgern das damit produzierte Energieangebot nicht ohne weiteres an den aktuellen Energiebedarf angepasst werden. Das durch erneuerbare Energieträger erzeugte Energieangebot kann erheblich größer oder auch erheblich kleiner als der aktuelle Energiebedarf sein.Renewable energy sources, such as wind and sun, are increasingly being used to generate electricity. In contrast to conventional energy production through the combustion of fossil fuels, the energy supply produced by renewable energy sources can not be easily adapted to current energy requirements. The energy supply generated by renewable energy sources can be considerably larger or considerably smaller than the current energy requirement.
Netzbetreiber sind dazu verpflichtet, die durch erneuerbare Energieträger erzeugte elektrische Energie abzunehmen. Das kann zu einer Überlastung herkömmlicher Stromnetze führen. Um einer solchen Überlastung entgegen zu wirken, kann das jeweilige Stromnetz ausgebaut werden. Der Ausbau eines Stromnetzes ist allerdings wegen der dazu erforderlichen Schaffung neuer Trassen äußerst zeit- und kostenaufwändig. Alternativ dazu kann der Überlastung eines Stromnetzes auch durch die Einschaltung von elektrischen Energiespeichern entgegen gewirkt werden.Network operators are obliged to accept the electrical energy generated by renewable energy sources. This can lead to an overload of conventional power grids. To counteract such an overload, the respective power grid can be expanded. However, the expansion of a power grid is extremely time-consuming and costly because of the creation of new tracks required. Alternatively, the overload of a power grid can be counteracted by the involvement of electrical energy storage.
Geeignete Energiespeicher sind beispielsweise Pumpspeicher, chemische Speicher, Brennstoffzellen, Batterien oder dgl.Suitable energy stores are for example pumped storage, chemical storage, fuel cells, batteries or the like.
Im Hinblick auf den Einsatz eines Energiespeichers ist es erforderlich, Angaben über dessen Auslegung zu machen, insbesondere eine maximale aufzunehmende elektrische Arbeit des elektrischen Energiespeichers zu bestimmen. Die Bestimmung einer maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit eines in ein vorgegebenes Stromnetz einzuschaltenden Energiespeichers ist wegen der Vielzahl der zu berücksichtigenden Variablen äußerst komplex. With regard to the use of an energy storage, it is necessary to provide information about its design, in particular to determine a maximum aufzunehmende electrical work of the electrical energy storage. The determination of a maximum electrical energy to be included in a given power network energy storage is extremely complex because of the large number of variables to be considered.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein möglichst einfach und effizient durchführbares Verfahren zur Bestimmung einer maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit eines elektrischen Energiespeichers angegeben werden.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, it is intended to specify a method which is as simple and efficient as possible for determining a maximum electrical work of an electrical energy store to be accommodated.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of claims 2 to 5.
Nach Maßgabe der Erfindung wird zur Bestimmung der maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax eines elektrischen Energiespeichers für ein mit herkömmlichen und erneuerbaren Energiequellen gespeistes Stromnetz ein Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
Bereitstellen einer ersten Funktion |PLast|(t), welche eine für das Stromnetz spezifische Lastverteilung über der Zeit wiedergibt;
Berechnung eines Werts |PE,O|, welcher eine Einspeisekapazität des Stromnetzes wiedergibt, wobei das Stromnetz ohne Last ist;
Ermittlung einer das maximale Leistungsaufnahmevermögen des Stromnetzes wiedergebenden zweiten Funktion |PE,max|(t) durch Addition des Werts |PE,O| zu den Funktionswerten der ersten Funktion;
Überlagern der zweiten Funktion |PE,max|(t) mit einer die tatsächliche elektrische Energieeinspeisung der erneuerbaren Energiequellen in das Stromnetz wiedergebenden dritten Funktion |PEinsp.|(t); und
Berechnung der maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax gemäß der folgenden Formel: , wobei Θ(t) die Heaviside-Funktion ist.According to the invention, a method is proposed with the following steps for determining the maximum electrical work W max of an electrical energy store for a power grid fed with conventional and renewable energy sources:
Providing a first function | P load | (t) representing a power distribution specific load distribution over time;
Calculating a value | P E, O | representing a feed-in capacity of the power grid, the power grid being unloaded;
Determining a second function | P E, max | (t) representing the maximum power capacity of the power network by adding the value | P E, O | to the function values of the first function;
Superimposing the second function | P E, max | (t) with a third function | P unit representing the actual electrical energy input of the renewable energy sources into the power grid . | (T); and
Calculation of the maximum electrical work W max to be taken according to the following formula: where Θ (t) is the Heaviside function.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter einem "Stromnetz" ein galvanisch isoliertes Stromnetz einer Spannungsebene verstanden. Das Stromnetz kann mit einem oder mehreren Einspeisepunkten mit einem weiteren Stromnetz einer überlagerten Spannungsebene verbunden sein. For the purposes of the present invention, a "power grid" is understood to be a galvanically isolated power grid of a voltage level. The power grid may be connected to one or more feed points to another power grid of a superimposed voltage level.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine erste Funktion |PLast|(t) bereitgestellt, welche eine für das Stromnetz spezifische Lastverteilung über der Zeit wiedergibt. Die erste Funktion gibt eine Last wieder, welche in Summe über der Zeit an den Einspeisepunkten von der überlagerten Spannungsebene bezogen wird. To carry out the method according to the invention, first a first function | P load | (t) is provided which represents a power distribution specific to the power network over time. The first function represents a load that is summed in total over time at the feed points from the superimposed voltage level.
In einem zweiten Schritt wird ein Wert |PE,O| berechnet, welcher eine Einspeisekapazität des Stromnetzes wiedergibt, wobei das Stromnetz ohne Last ist. Die Berechnung des Werts |PE,O| erfolgt, indem zumindest zu einem beliebigen Zeitpunkt t mittels einer herkömmlichen Netzberechnungssoftware bei hinterlegten Lasten und unter Berücksichtigung der durch erneuerbare Energien gelieferten Einspeiseleistung der Grenzwert des maximalen freien Aufnahmevermögens des Stromnetzes berechnet wird. Zu einem Zeitpunkt t ergibt sich |PE,O| aus dem Abstand zwischen |PLast| und |PE,max|.In a second step, a value | P E, O | calculated, which represents a supply capacity of the power grid, the power grid is without load. The calculation of the value | P E, O | is carried out by at least at any time t by means of a conventional network calculation software for stored loads and taking into account the feed-in power supplied by renewable energies, the limit of the maximum free capacity of the power grid is calculated. At a time t, | P E, O | from the distance between | P load | and | P E, max |.
In einem weiteren Schritt erfolgt die Ermittlung einer das maximale Leistungsaufnahmevermögen des Stromnetzes wiedergeenden zweiten Funktion |PE,max|(t) durch Addition des Werts |PE,O| zu den Funktionswerten der ersten Funktion |PLast|(t). Damit kann die zweite Funktion |PE,max|(t) schnell und einfach bestimmt werden.In a further step, the determination of a second function | P E, max | (t) which returns the maximum power capacity of the power grid is determined by adding the value | P E, O | to the function values of the first function | P load | (t). Thus, the second function | P E, max | (t) can be determined quickly and easily.
In einem weiteren Schritt wird eine die tatsächliche elektrische Energieeinspeisung der erneuerbaren Energiequellen in das Stromnetz wiedergebende dritte Funktion |PEinsp.|(t) bereitgestellt. Die dritte Funktion |PEinsp.|(t) gibt eine im Betrachtungszeitraum erwartete "Ist-Einspeisung" durch erneuerbare Energiequellen wieder. Die dritte Funktion |PEinsp.|(t) ergibt sich z. B. aus in der Vergangenheit gemessenen Werten.In a further step, a third function | P injection representing the actual electrical energy input of the renewable energy sources into the power grid is generated. | (t) provided. The third function | P Einsp. | (t) represents a "actual feed-in" expected by renewable energy sources during the period under consideration. The third function | P Einsp. | (t) results z. From values measured in the past.
Schließlich wird die maximale aufzunehmende elektrische Arbeit Wmax gemäß der folgenden Formel berechnet: , wobei Θ (t) die Heaviside-Funktion ist.Finally, the maximum electrical work W max to be recorded is calculated according to the following formula: where Θ (t) is the Heaviside function.
Die obige Formel ergibt sich aus der folgenden Formel, welche den Füllgrad Dn(t) des Speichers zum Zeitpunkt n durch rekursive Berechnung beschreibt, wobei Dn(t) = 100% gesetzt wird: The above formula is given by the following formula which describes the degree of filling D n (t) of the memory at time n by recursive calculation, where D n (t) = 100% is set:
Bei der obigen Formel wird der Unterschied der Leistungen PEinsp. und PE,max über der Zeit t integriert und ins Verhältnis zu Wmax gesetzt. Dieses Verhältnis wird mit der HeavisideFunktion des Integrals der Differenz der Leistungen PEinsp. und PE,max multipliziert. Damit wird erreicht, dass der Füllgrad Dn(t) des Speichers nicht < 0 werden kann.In the above formula, the difference of the powers P Einsp. and P E, max are integrated over time t and set in proportion to W max . This ratio is calculated with the Heaviside function of the integral of the difference of the powers P Insp. and P E, max multiplied. This ensures that the degree of filling D n (t) of the memory can not be <0.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und effizient. Unter Verwendung der für das Stromnetz üblicherweise vorhandenen ersten Funktion |PLast|(t), nämlicher der Lastkurve, und der durch Messwerte bereitgestellten dritten Funktion |PEinsp.|(t) lässt sich so schnell und einfach die maximal aufzunehmende elektrische Arbeit Wmax eines elektrischen Energiespeichers für das betreffende Stromnetz berechnen.The method according to the invention is simple and efficient. Using the first function | P Last | (t), namely the load curve, which is usually present for the power grid, and the third function | P Inp. | (t) can be calculated so quickly and easily the maximum electrical work W max of an electrical energy storage device for the relevant power grid.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass der Wert |PE,O| im Wesentlichen konstant ist, d. h.|PE,O|(t) kann als Parallele zur x-Achse angesehen werden. Es ist vorteilhafterweise ausreichend, den Wert |PE,O|, lediglich einmal zu bestimmen. Damit ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung bei der Bestimmung einer maximal aufzunehmenden elektrischen Wmax Arbeit eines elektrischen Energiespeichers.It has surprisingly been found that the value | P E, O | is substantially constant, ie | P E, O | (t) can be considered as parallel to the x-axis. It is advantageously sufficient to determine the value | P E, O | only once. This results in a significant simplification in the determination of a maximum aufzunehmenden electrical W max work of an electrical energy storage.
Die vorgeschlagene Bestimmung einer maximal aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax des elektrischen Energiespeichers kann weiter verfeinert werden. Es können zur Bestimmung der maximal aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax des elektrischen Energiespeichers eine zum Zeitpunkt tn bei PEinsp. > PE,max vorhandene Abgabeleistung PAbgabe aus dem Stromnetz, eine maximale Aufnahmeleistung des Energiespeichers Pmax.input und ein Aufnahmewirkungsgrad ηinput des Energiespeichers berücksichtigt werden. Ferner können zur Bestimmung der maximalen aufzunehmenden elektrischen Arbeit Wmax des elektrischen Energiespeichers eine zum Zeitpunkt tn bei PEinsp.> PE,max vorhandene Aufnahmeleistung PAufnahme in das Stromnetz, eine maximale Abgabeleistung des Energiespeichers Pmax.output und ein Abgabewirkungsgrad ηoutput des Energiespeichers berücksichtigt werden.The proposed determination of maximum electrical work W max of the electrical energy store can be further refined. To determine the maximum electrical work W max of the electrical energy store that is to be accommodated, it is possible to determine, at time t n, at P Einsp. > P E, max available power output P output from the power grid, a maximum recording power of the energy store P max.input and a recording efficiency η input of the energy storage are taken into account. Furthermore, to determine the maximum electrical work W max of the electrical energy store to be recorded at time t n at P Einsp. > P E, max available recording power P Recording in the mains, one maximum output power of the energy storage P max.output and a discharge efficiency η output of the energy storage are taken into account.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine maximale aufzunehmende Leistung des Energiespeichers aus einem maximalen Differenzwert zwischen der dritten |PEinsp.|(t) und der zweiten Funktion |PE,max|(t) über der Zeit t ermittelt werden.According to a further advantageous embodiment, a maximum power to be absorbed by the energy store can be calculated from a maximum difference value between the third | P Einsp. | (t) and the second function | P E, max | (t) over time t.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The method according to the invention will be explained in greater detail below by way of example. Show it:
Wenn gilt |PEinsp.|(t) > |PE,max|(t), beschreibt eine Fläche zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten, z. B. t1, t2 und t3 t4 der zweiten |PE,max|(t) und dritten Funktion |PEinsp.|(t) eine Arbeit, welche der elektrische Energiespeicher aufnehmen muss. In diesem Fall ist die durch erneuerbare Energieträger erzeugte eingespeiste elektrische Leistung größer als das Leistungsaufnahmevermögen des Stromnetzes. If | P Insp. | (t)> | P E, max | (t), describes an area between two adjacent intersections, eg. B. t 1 , t 2 and t 3 t 4 of the second | P E, max | (t) and third function | P Einsp. | (t) a work which the electric energy store must absorb. In this case, the electrical power generated by renewable energy sources is greater than the power capacity of the grid.
Wenn gilt |PE,max|(t) > |PEinsp.|(t), dann gibt die zwischen zwei benachbarten Schnittpunkten, z. B. t2, t3 und t4, t5 der zweiten |PE,max|(t) und dritten Funktion |PEinsp.|(t) befindliche Fläche die Arbeit wieder, welche der elektrische Energiespeicher abgeben kann. In diesem Fall ist die durch erneuerbare Energieträger erzeugte eingespeiste elektrische Leistung kleiner als das maximale Leistungsaufnahmevermögen des Stromnetzes.If | P E, max | (t)> | P Insp. | (t), then the between two adjacent intersections, z. B. t 2 , t 3 and t 4 , t 5 of the second | P E, max | (t) and third function | P Einsp. Surface (t) the work again, which can give off the electrical energy storage. In this case, the electrical power generated by renewable energy sources is less than the maximum power capacity of the grid.
Die im unteren Graf der
Nach den in
Wie aus
Die Leistung, welche ein Energiespeicher aufnehmen muss (Speicheraufladung) bzw. abgeben kann (Speicherentleerung) ergibt sich aus den in
Das Maximum über den Zeitpunkten 1 ... x ergibt die maximale Leistung, welche der Energiespeicher aufnehmen muss.The maximum over the times 1... X gives the maximum power which the energy store must absorb.
Eine maximale Einsatzdauer des Energiespeichers ist die maximale Zeit, in welcher der Energiespeicher ununterbrochen Leistung aufnimmt und kann folgendermaßen aus Cn berechnet werden:
Das Maximum aus den Werten J1 ... Jx multipliziert mit dem Zeitintervall ∆t ergibt die maximale Einsatzdauer R:
Mit den aus
Ob eine Speicherladung oder -entladung vorliegt, ergibt sich aus dem Vorzeichen von Cn. Whether there is a storage charge or discharge results from the sign of C n .
Im nächsten Schritt werden der Wirkungsgrad und die Leistungsgrenzen bei den Wandlungsprozessen von Stromnetz zum Energiespeicher und vom Energiespeicher zum Stromnetz berücksichtigt. Diese Randbedingungen ändern Cn so, dass sich die Leistung ergibt, die tatsächlich zur Änderung des Speicherfüllgrads in den nächsten Schritten beitragen wird. Der Wert von Cn wird dabei jeweils durch einen der beiden Wirkungsgrade verändert und durch eine der Leistungsgrenzen eingeschränkt.In the next step, the efficiency and the performance limits in the conversion processes from the power grid to the energy storage and from the energy storage to the power grid are taken into account. These constraints change C n to give the performance that will actually contribute to changing the degree of memory filling in the next steps. The value of C n is changed in each case by one of the two efficiencies and limited by one of the power limits.
Das kann durch die folgenden Rechenschritte berücksichtigt werden:This can be taken into account by the following calculation steps:
Einfluss von ηoutput:
Entladung des Energiespeichers: Die Werte für Cn > 0 bleiben gleich, die anderen werden erhöht, da durch den Wandlungsverlust weniger Leistung tatsächlich am Stromnetz ankommt.Discharge of the energy storage: The values for C n > 0 remain the same, the others are increased because less power actually arrives at the power supply due to the conversion loss.
Einfluss der Leistungsgrenzen:
Es sind für Ladung und Entladung des Energiespeichers jeweils die Leistungsgrenzen berücksichtigt. Bei der Entladung des Energiespeichers ist schon im vorhergehenden Schritt berücksichtigt, dass aus dem Energiespeicher durch den Verlust mehr Leistung entnommen werden kann als vom Stromnetz aufgenommen wird.The power limits are taken into account for charging and discharging the energy store. During the discharge of the energy store, it is already taken into account in the preceding step that more energy can be drawn from the energy store as a result of the loss than is absorbed by the power grid.
Einfluss von ηinput:
Aufladung des Energiespeichers, Werte für Cn < 0 bleiben gleich, die anderen werden geringer, da durch den Wandlungsverlust weniger Leistung am Energiespeicher ankommt. Charging of the energy storage, values for C n <0 remain the same, the others are lower, since the conversion loss less power at the energy storage arrives.
Im nächsten Schritt wird die jeweilige Leistung mit dem Zeitintervall multipliziert, es wird das Delta der Arbeit berechnet:
Nun muss zunächst ein Wert für Wmax angenommen werden, der nach dem nächsten Schritt angepasst werden muss. So kann aus Delta der Arbeit und angenommenem Wmax das prozentuale Delta eines Füllgrads des Energiespeichers berechnet werden:
Der Füllgrad Dn des Energiespeichers berechnet sich hier folgendermaßen:
Das Maximum des Füllgrads darf nicht über 100% liegen, dementsprechend ist der Wert W anzugleichen.The maximum filling level must not exceed 100%, therefore the value W must be adjusted.
Mit diesen Ergebnissen werden nun noch Speicherdauer und Zyklenzahl des Energiespeichers berechnet. Zunächst wird die Hilfsgröße "Speicherstatus Gn" eingeführt. Sie gibt zu jedem Zeitpunkt an, ob der Energiespeicher gerade leer ist oder nicht und wird folgendermaßen berechnet:
Die Hilfsgröße Hn summiert die unmittelbar aufeinander folgende Zeitpunkte auf bei denen Gn gleich 1 ist.
Das Maximum von Hn multipliziert mit dem Zeitintervall ergibt die maximale Speicherdauer S:
Über die Anzahl der Statusänderungen In im Energiespeicher wird noch die Zyklenzahl errechnet:
Aus der Hälfte der Statusänderungen errechnet sich die Zyklenzahl I:
Verwendete FormelzeichenUsed formula symbols
-
- Pmax.input P max. Input
- maximale Leistung beim Wandlungsprozess von Netz zu Speicher;maximum performance in the conversion process from network to storage;
- Pmax.output P max.output
- maximale Leistung beim Waldungsprozess von Speicher zu Netz;maximum performance in the forestation process from storage to network;
- Wmax W max
- maximale Arbeit des Speichers (Speicherkapazität);maximum work of the memory (storage capacity);
- ηinput η input
- Wirkungsgrad beim Wandlungsprozess von Netz zu Speicher;Efficiency in the conversion process from network to storage;
- ηoutput η output
- Wirkungsgrad beim Wandlungsprozess von Speicher zu Netz;Efficiency in the conversion process from storage to network;
- RR
- Zeitraum, in dem der Speicher die Energie aufnehmen muss (Einsatzdauer);Period during which the storage tank must absorb the energy (duration of use);
- SS
- Zeitraum, in dem der Speicher die Energie speichern muss (Speicherdauer);Period in which the memory must store the energy (storage duration);
- TT
- Anzahl der Speicherzyklen;Number of storage cycles;
- PP
- Gewähltes Zeitintervall;Selected time interval;
- PEinsp.,n P unit, n
- Ist-Einspeisung in ein Stromnetz;Actual supply to a power grid;
- PE,max,n P E, max, n
- maximales Aufnahmevermögen eines Stromnetzes für Einspeisung;maximum capacity of a power grid for feeding;
- Cn C n
- Leistung die ein Speicher aus dem Netz aufnehmen muss (Speicherladung) oder die der Speicher an das Netz abgeben kann (Speicherentladung);Power which has to take a memory from the network (memory charge) or which the memory can deliver to the network (memory discharge);
- Dn D n
- prozentualer Füllgrad des Speichers;percentage filling level of the store;
- ∆Pout,n ΔP out, n
- Leistung reduziert durch Wirkungsgrad bei Speicherentladung;Power reduced by efficiency during storage discharge;
- ∆Pbegrenzt,n ΔP limited, n
- Leistung nach Berücksichtigung der Leistungsbegrenzungen;Performance after consideration of performance limitations;
- ∆Pin,n ΔP in, n
- Leistung reduziert durch Wirkungsgrad bei Speicheraufladung;Performance reduced by efficiency during storage charging;
- ∆Wn ΔW n
- Delta der Arbeit aus dem Speicher bzw. in den Speicher; Delta of the work from the memory or into the memory;
- ∆%n Δ% n
- prozentuales Delta des Speicher-Füllgrads (Delta Arbeit zur gesamten Speicherkapazität);percentage delta of the memory fill level (delta work to total memory capacity);
- Gn G n
-
Speicherstatus (Status 0 bedeutet Speicher leer, Status 1 bedeutet Energie im Speicher);Memory status (
status 0 means memory empty, status 1 means energy in memory); - Hn H n
- aufeinanderfolgende Zeitabschnitte mit Speicherstatus 1;consecutive periods of memory status 1;
- In I n
- Summe der Statusänderungen;Sum of status changes;
- Jn Y n
- aufeinanderfolgende Zeitabschnitte mit Speicheraufladung.successive periods of storage charging.
Bei den vorhergehenden Zeichen ist n ∈ NFor the preceding characters, n ∈ N
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210201969 DE102012201969A1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210201969 DE102012201969A1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012201969A1 true DE102012201969A1 (en) | 2013-08-14 |
Family
ID=48868296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210201969 Ceased DE102012201969A1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012201969A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080076010A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Control method of sodium-sulfur battery |
US20100187907A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery controlling apparatus and controlling method |
-
2012
- 2012-02-09 DE DE201210201969 patent/DE102012201969A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080076010A1 (en) * | 2006-09-27 | 2008-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Control method of sodium-sulfur battery |
US20100187907A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-07-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery controlling apparatus and controlling method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LINNE; E.M.: Entwicklung und Bewertung von zukünftigen dezentralen Energieversorgungsszenarien. Am Institut für Hochspannungstechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen angefertigte Diplomarbeit. September 2004. http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/5086/data/DA_Linne.pdf [abgerufen am 29.01.2013] * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009040090A1 (en) | Island unit for a power grid with a control unit for controlling an energy flow between the power generation unit, the energy storage unit, the load unit and / or the power grid | |
DE102015101738B4 (en) | Method for operating a power generation plant and power generation plant | |
DE202011005048U1 (en) | Electrical power distribution device for a building | |
DE102018107225B3 (en) | Method for operating a pumped storage power plant | |
EP2777123A1 (en) | Method for providing control power for a power network | |
DE102011115189A1 (en) | PV system with protection against infeed into a public power grid | |
DE102009054078A1 (en) | Battery production facility | |
DE202013012318U1 (en) | Energy storage device for a photovoltaic system and control device for an energy storage device | |
DE102015105707A1 (en) | Hybrid power converter for renewable energy power plant | |
DE102010014146A1 (en) | Method for voltage supply of alternate current voltage-consumer or for feeding electric power into a public power supply or mains supply, involves providing connection to public power supply and power inverter | |
DE102015221807A1 (en) | Method for operating a battery and a battery | |
WO2019185267A1 (en) | Method for operating a pumped storage power plant | |
DE102019219111B4 (en) | Method for operating a data center on an electrical network and data center for carrying out such a method | |
DE112017007789T5 (en) | POWER CONVERSION DEVICE | |
EP2577829A1 (en) | Method and system for adapting a production flow schedule for a production process | |
DE102012201969A1 (en) | Method for determining maximum electric energy of electric energy storage device, involves defining reproduced preset function and predefined function to satisfy preset formula for calculating absorbed electric maximum | |
DE102017223549A1 (en) | Energy system and method for operating an energy system | |
WO2020120311A1 (en) | Method for operating an electrical energy store | |
DE102019214132A1 (en) | Method for operating a network management system for a local energy network as a function of a storage strategy of an energy store, as well as a network management system | |
DE102019125200B4 (en) | Method for controlling a storage system and energy management system for a storage system | |
WO2019034571A1 (en) | Method and device for detecting a maximum system output of a photovoltaic system | |
WO2019096424A1 (en) | Controlling microgrids | |
DE102018109775A1 (en) | Method, device and computer program for designing a battery storage | |
DE102019103416A1 (en) | Method and control device for controlling power electronics for peak shaving control as well as electrical energy storage system and electrical installation | |
DE102016119422A1 (en) | Method for operating an electrical power supply network, computer program, power electronic device and power supply network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20140301 |