DE102012205192A1 - Energiemanagement System zur Energiebedarfsermittlung - Google Patents

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Abstract

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Position eines Netzwerkgerätes ermittelt wird. Der Energieverbrauch eines tragbaren Netzwerkgerätes wird der aktuellen Position zugeordnet. Durch Aufsummieren der Energieverbrauchswerte der erfassten Geräte kann eine Information über den erwarteten Energiebedarf für einen vorgebbaren geographischen oder topologischen Bereich im Energieversorgungsnetz ermittelt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Energiebedarfsermittlung für vorgebbare geographische Bereiche, bei denen insbesondere nicht fest installierte Energieverbraucher erfasst werden.
  • Ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid) verfügt über eine integrierte IT-basierte Steuerungs-Intelligenz. Eine Anwendung ist eine Beeinflussung des Stromverbrauchs von Endverbrauchern (Smart Grid Demand Side Management), um dadurch Verbrauchsspitzen zu glätten.
  • Dazu kann ein Energieanbieter finanzielle Anreize geben, indem er den Strompreis abhängig von Angebot und Nachfrage variiert. Es sind bereits technologische Lösungen für eine intelligente Energieverbrauchserfassung und -steuerung verfügbar.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energiemanagement System bereitzustellen, welches einfach einführbar und kostengünstig realisierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energiemanagement System und ein Energiemanagement Verfahren mit dem in Patentanspruch 1 und 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß weist ein Energiemanagement System zur Energiebedarfsermittlung zumindest zwei tragbare Kommunikationsgeräte und eine System Management Einrichtung auf, welche über eine Kommunikationseinrichtung miteinander kommunizieren, wobei
    • – die tragbaren Kommunikationsgeräte Mittel zur Ermittlung einer Energieverbrauchsinformation aufweisen,
    • – die System Management Einrichtung Mittel zur Energiebedarfsermittlung abhängig von den übermittelten Energieverbrauchsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    • – die tragbaren Kommunikationsgeräte Mittel zur Ermittlung einer Positionsinformation des jeweiligen tragbaren Kommunikationsgerätes aufweisen,
    • – die System Management Einrichtung den Energiebedarf für zumindest einen vorgebbaren Bereich abhängig von den übermittelten Positionsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte ermittelt.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Position (geographisch und/oder topologisch bzgl. der Netzwerkkonnektivität) eines Netzwerkgerätes ermittelt wird. Der Energieverbrauch eines tragbaren Netzwerkgerätes wird der aktuellen Position zugeordnet.
  • Die Position kann z.B. als Koordinaten, als Gebiet oder topologisch (Firmengelände, Standort, zu Hause, unterwegs) vorliegen.
  • Sie kann z.B. mittels GPS, WLAN/GSM/UMTS-Monitoring oder durch die Netzwerkkonnektivität bestimmt werden, beispielsweise über das verwendete Netzwerkanschlusskabel oder den Port eines Switches.
  • In einer Variante stellt das Energienetz eine Positions-Information bereit, z.B. einen Energienetz-Identifizierer. Gemäß einer Ausgestaltung werden die Stromverbrauchsmonitoringdaten eines tragbaren Gerätes dann für die Erfassung des Energieverbrauchs einer Firma verwendet, wenn sich das tragbare Gerät auf dem Firmengelände befindet. Die Energieverbrauchsmonitoringdaten eines tragbaren Netzwerkgerätes können dadurch korrekt für die Erfassung, Prognose und Beeinflussung des Energieverbrauchs einer Firma verwendet werden. Sie werden berücksichtigt, wenn sich das entsprechende Gerät auch am Firmengelände befindet, d.h. auch tatsächlich durch die Stromversorgung des Firmengeländes betrieben wird.
  • Wird ein Zertifikat mit Lokalisierungsinformationen zusammen mit einem (mobilen) Gerät verwendet, beispielsweise unter Nutzung von IEEE 802.1x für die Netzwerkanmeldung, kann diese Lokalisierungsinformation mit den Standortdaten abgeglichen werden. Abhängig von der Übereinstimmung kann das Energy Profile gewählt werden, d.h. Geräte, bei denen die Lokalisierungsinformation mit dem Standort übereinstimmt, können beispielsweise ein Energieprofil zugewiesen bekommen, bei dem die interne Batterie bis zu einem geringeren Niveau entladen wird als bei anderen Geräten.
  • Die Lösung ist einfach realisierbar, da sie als Software auf Notebooks bzw. Server realisiert werden kann.
  • Ein tragbares Netzwerkgerät, z.B. ein Notebook, ist mit unterschiedlichen Energienetzen verbindbar. Wenn es in einer Docking-Station am Arbeitsplatz genutzt wird, ist es mit dem Firmen-Energienetz verbunden. Unterwegs kann es z.B. in einem Hotel mit einem Hotel-Energienetz verbunden sein.
  • Wenn eine Überwachung bzw. Steuerung des Energieverbrauchs des Netzwerkgeräts durch einen Management-Server erfolgt, so kann der Energieverbrauch korrekt einem Energienetz zugeordnet werden.
  • Im Weiteren werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Energiemanagement Systems unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen
  • 1 in einer schematischen Darstellung ein Anwendungsszenario des erfindungsgemäßen Systems,
  • 2 in einer schematischen Darstellung ein tragbares Kommunikationsgerät geeignet für den Einsatz in dem erfindungsgemäßen System,
  • 3 in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Übertragung von Daten zwischen tragbaren Kommunikationsgeräten und System Management Einrichtung zur Energiebedarfsermittlung.
  • Die 1 zeigt ein Szenario, bei dem Notebooks sich an unterschiedlichen Positionen befinden. Sie können jeweils mit einer externen Stromversorgung verbunden sein oder mit interner Batterie arbeiten. Die Notebooks können ggf. über einen VPN-Zugang sich mit dem Firmennetz (Enterprise Network) verbinden.
  • Ein Systemmanagementserver 106 erfasst den Energieverbrauch bzw. kann diesen auch beeinflussen. Dazu werden Mess- bzw. Steuerdaten über ein Systemmanagementprotokoll wie z.B. SNMP übertragen.
  • Erfindungsgemäß wird der Energieverbrauch eines Notebooks durch den SMS einer Position zugeordnet. Es kann damit die an einer bestimmten Position verbrauchte Energie erfasst werden, beispielsweise wie viel Energie wurde bei Nutzung im Heimnetz 107 verbraucht, wie viel bei Nutzung im Firmennetz 108. Auch kann die Steuerung des Energieverbrauchs ggf. abhängig davon erfolgen, wo sich das Notebook befindet, d.h. mit welchem Energienetz es verbunden ist. So kann eine Demand-Side-Management-Steuerung durch den SMS-Server beispielsweise dann erfolgen, wenn das Notebook mit dem Firmennetz 108 verbunden ist, d.h. auch mit dem Firmenenergienetz verbunden ist. Dieser Abgleich kann beispielsweise auch bei Homeworking-Arbeitsplätzen genutzt werden, um festzustellen, wie viel Energie durch den Firmenrechner aus dem Heimnetz verbraucht wurde.
  • Die 2 zeigt beispielhaft ein Mobilgerät 201, das über einen Steuerprozessor 202, Speicher 203, eine Anzeige 204 und eine Tastatur 205 verfügt. Weiterhin enthält es unterschiedliche Netzwerkschnittstellen zur drahtgebundenen Kommunikation über Ethernet 206 und zur drahtlosen Kommunikation über WLAN 207 oder ein zelluläres Mobilfunknetzwerk 208. Weiterhin verfügt das Mobilgerät über eine Batterie bzw. einen Akkumulator 209 und eine Stromversorgungseinheit 210, über die eine externe elektrische Energiequelle (Stromkabel, Netzteil) 210 verbindbar ist.
  • Das Mobilgerät verfügt weiterhin über eine Vorrichtung zur Erfassung des aktuellen Energieverbrauchs 211. Der Stromverbrauch kann der über die externe Stromschnittstelle bezogene Strom und/oder der intern verbrauchte Strom sein. Der interne Stromverbrauch kann sowohl für das Gesamtgerät wie heruntergebrochen auf einzelne Baugruppen bzw. Teilfunktionen (wie z.B. CPU, Memory, Display bzw. Displaybeleuchtung, Keyboard, unterschiedliche Netzwerkschnittstellen, Laden der Batterie) ermittelt werden. Auch kann ermittelt werden, ob das Mobilgerät mit einer externen Stromversorgung verbunden ist. Der Energieverbrauch kann als ein aktueller Wert (z.B. W), ein kumulierter Wert (Energiemenge, z.B. Wh) oder als zeitlich gemittelter bzw. geglätteter Wert vorliegen.
  • In einer Variante sind mit dem Mobilgerät Zubehörgeräte verbindbar, beispielsweise über eine USB-Schnittstelle. Es kann der Energieverbrauch der verbundenen Zubehörgeräte ermittelt werden. Auch kann in einer Variante dem Mobilgerät elektrische Energie über die Stromschnittstelle (z.B. Hohlstecker) oder alternativ über eine USB-Schnittstelle bereitgestellt werden. Es kann eine Information ermittelt werden, über welche externe Schnittstelle Strom bezogen wird.
  • Weiterhin verfügt das Mobilgerät über einen GPS-Empfänger 212, um die aktuelle Position zu ermitteln. Es können auch andere Verfahren zum Ermitteln der Position benutzt werden, z.B. ein GALILEO-Empfänger oder eine Lokalisierung mittels der Funkschnittstellen (WLAN Positioning, UMTS Basisstationen). Ebenfalls ist es möglich eine grobe Ortsinformation anhand der vergebenen IP Adresse bereitzustellen.
  • Ein Mobilgerät kann beispielsweise wechselweise im Büro (Location: Enterprise), bei einer Filialstelle (Location: Branch), zu Hause, unterwegs (Zug) oder in einem Hotel betrieben werden.
  • Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Übertragung von Daten zwischen tragbaren Kommunikationsgeräten und System Management Einrichtung zur Energiebedarfsermittlung. Das Mobilgerät MD ermittelt eine Energieverbrauchsinformation EVI und eine Positionsinformation PI. Diese Information kann beispielsweise im Speicher abgelegt werden und regelmäßig oder nach Anfrage an einen System-Management-Server SMS zusammen mit einer Geräte-Identifizierer ID des Mobilgerätes MD übertragen werden. Die Übertragung kann in regelmäßigen Zeitabständen oder bei Vorliegen eines oder mehrerer vorgebbarer Kriterien erfolgen. Kriterien können beispielsweise eine Bewegung über eine bestimmte Distanz, eine Bewegungsgeschwindigkeit, einen Energieverbrauchswert und/oder einen An-/Absteckvorgang betreffen.
  • Der System Management Server SMS empfängt die Daten von einem oder mehreren Mobilgeräten MD. Abhängig von der bereitgestellten Energieverbrauchsinformation EVI und der Positionsinformation PI ermittelt er für zumindest einen Bereich (z.B. Enterprise) eine Information über den erwarteten Energieverbrauch. Dazu bestimmt er insbesondere, welche Mobilgeräte sich im betroffenen Bereich befinden und mit einer externen Stromversorgung verbunden sind. Durch Aufsummieren der Energieverbrauchswerte der erfassten Geräte kann eine Information über den erwarteten Energiebedarf im Energieversorgungsnetz ermittelt werden. Dieser kann durch Berechnungen auch nicht erfasste Geräte (Mobilgeräte, fest installierte Geräte) berücksichtigen. Der Energiebedarf kann durch den SMS an einen Energiesteuerrechner (nicht dargestellt) eines Energieanbieters übertragen werden.
  • In einer anderen Variante kann im Energienetz ein tatsächlicher Energiebezug gemessen werden und mit den aufsummierten Energieverbrauchswerten abgeglichen werden. Bei hinreichender Abweichung kann darauf geschlossen werden, dass unbekannte bzw. unerwünschte, unberechtigte Energieverbraucher mit dem Stromnetz des Bereichs verbunden sind.
  • In einer weiteren Variante kann durch den SMS einem Mobilgerät eine Stromsteuer-Anweisung bereitgestellt werden. Das Mobilgerät kann darauf den Strombedarf anpassen, indem es beispielsweise Strom statt von der externen Stromversorgung aus der internen Batterie bezieht bzw. die Stromversorgung weiterer angebundener Geräte unterbindet. Zur weiteren Energieverbrauchsanpassung können auch Betriebssystemfunktionen genutzt werden.
  • In einer Variante sind mehrere SMS vorgesehen, z.B. einer je Bereich. Ein Mobilgerät kann einen SMS-Server abhängig von der aktuellen Position auswählen und an diesen die Positionsinformation übertragen. In einer anderen Variante wird dem Mobilgerät beim Aufbau einer Netzwerkverbindung die Adresse des SMS-Servers bereitgestellt, z.B. über ein DHCP-Protokoll.
  • Die Kommunikation zwischen Mobilgerät und SMS kann mit üblichen Kommunikationsprotokollen realisiert sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.1x [0011]

Claims (10)

  1. Energiemanagement System zur Energiebedarfsermittlung mit zumindest zwei tragbaren Kommunikationsgeräten und einer System Management Einrichtung, welche über eine Kommunikationseinrichtung miteinander kommunizieren, wobei – die tragbaren Kommunikationsgeräte Mittel zur Ermittlung einer Energieverbrauchsinformation aufweisen, – die System Management Einrichtung Mittel zur Energiebedarfsermittlung abhängig von den übermittelten Energieverbrauchsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die tragbaren Kommunikationsgeräte Mittel zur Ermittlung einer Positionsinformation des jeweiligen tragbaren Kommunikationsgerätes aufweisen, – die System Management Einrichtung den Energiebedarf für zumindest einen vorgebbaren Bereich abhängig von den übermittelten Positionsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte ermittelt.
  2. Energiemanagement System nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung der Positionsinformation mittels GPS (Global Positioning System) Empfänger erfolgt.
  3. Energiemanagement System nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung der Positionsinformation mittels einer Funkschnittstellen Lokalisierung erfolgt.
  4. Energiemanagement System nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung der Positionsinformation mittels einer an das jeweilige Kommunikationsgerät vergebenen IP Adresse erfolgt.
  5. Energiemanagement System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die System Management Einrichtung den ermittelten Energiebedarf an einen Energiesteuerrechner eines Energienetzbetreibers übermittelt.
  6. Energiemanagement System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – die System Management Einrichtung die übermittelten Energieverbrauchswerte für einen vorgebbaren Bereich mit einem gemessenen Energieverbrauchswert für den vorgebbaren Bereich vergleicht, – bei einer vorgebbaren Abweichung zwischen übermittelten und gemessenen Energieverbrauchswerten eine Mitteilung an einen Bediener der System Management Einrichtung erfolgt.
  7. Energiemanagement System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – mehrere System Management Einrichtungen vorgesehen sind, – das tragbare Kommunikationsgerät eine zuständige System Management Einrichtung anhand einer aktuellen Position auswählt.
  8. Energiemanagement System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – mehrere System Management Einrichtungen vorgesehen sind, – dem tragbaren Kommunikationsgerät eine zuständige System Management Einrichtung beim Aufbau einer Netzwerkverbindung bereitgestellt wird.
  9. Energiemanagement System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die System Management Einrichtung Mittel zur Generierung lokaler Steuerbefehle zur Steuerung eines tragbaren Kommunikationsgerätes und Mittel zur Übermittlung an das jeweilige tragbare Kommunikationsgerät abhängig von den Energieverbrauchs- und Positionsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte aufweist.
  10. Energiemanagement Verfahren zur Energiebedarfsermittlung eines Systems mit zumindest zwei tragbaren Kommunikationsgeräten und einer System Management Einrichtung, welche über eine Kommunikationseinrichtung miteinander kommunizieren, wobei – die tragbaren Kommunikationsgeräte eine Energieverbrauchsinformation ermitteln und bereitstellen, – die System Management Einrichtung den Energiebedarf abhängig von den bereitgestellten Energieverbrauchsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass – die tragbaren Kommunikationsgeräte eine Positionsinformation des jeweiligen tragbaren Kommunikationsgerätes ermitteln und bereitstellen, – die System Management Einrichtung den Energiebedarf für zumindest einen vorgebbaren Bereich abhängig von den übermittelten Positionsinformationen der tragbaren Kommunikationsgeräte ermittelt.
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