DE102015102430A1

DE102015102430A1 - Autonomous and cooperatively controlled energy feeding in a virtual power plant

Info

Publication number: DE102015102430A1
Application number: DE102015102430.6A
Authority: DE
Inventors: Urs Hunziker
Original assignee: Alpiq Intec AG
Current assignee: Bouygues E&S Intec AG
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Vorrichtung (100) zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz (106), wobei die Vorrichtung (100) zum Zusammenwirken mit anderen Vorrichtungen (100) in einem Virtuellen Kraftwerk (150) ausgebildet ist und eine Energieerzeugungseinrichtung (102) zum Erzeugen von Energie sowie eine Steuereinrichtung (104) aufweist, die eingerichtet ist, eine Zeit-Menge-Charakteristik von mittels der Energieerzeugungseinrichtung (102) in das Energieversorgungsnetz (106) eingespeister Energie autonom von und kooperierend mit anderen Vorrichtungen (100) zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz (106) zu steuern.A device (100) for feeding energy into a power grid (106), the device (100) being adapted to interact with other devices (100) in a virtual power plant (150), and energy generating means (102) for generating power and energy Comprising control means (104) adapted to autonomously time-rate characteristics of energy fed into the power grid (106) by the power generating means (102) and cooperating with other means (100) for feeding power to the power grid (106) ) to control.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Virtuelles Kraftwerk, ein Verfahren zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz, ein computerlesbares Speichermedium und ein Software-Programm.The invention relates to a device, a virtual power plant, a method for feeding energy into a power supply network, a computer-readable storage medium and a software program.

Ein virtuelles Kraftwerk kann als eine Zusammenschaltung von dezentralen Energieerzeugungseinrichtungen, wie zum Beispiel Photovoltaikanlagen, Kleinwasserkraftwerken, Biogas-, Windenergieanlagen und Mini- bzw. Mikro-Blockheizkraftwerken zu einem Verbund angesehen werden, der nachfragegeführt elektrische Leistung bereitstellen und damit angebotsunabhängige Leistung aus Großkraftwerken ersetzen kann. Virtuell heißt das Kraftwerk, weil es mehr als einen Standort besitzt. DE 10 2011 009 317 offenbart ein dezentrales virtuelles Kraftwerk.A virtual power plant may be considered as an interconnection of distributed power plants, such as photovoltaic, small hydropower, biogas, wind, and mini or micro combined heat and power plants, to provide demand-led electrical power and thus replace supply-independent power from large power plants. The power plant is called virtual because it has more than one location. DE 10 2011 009 317 discloses a decentralized virtual power plant.

Virtuelle Kraftwerke setzen sich gegenüber ungekoppelten dezentralen Einspeiseanlagen schwer durch, weil bei ihnen Kosten für Kommunikation und den Aufwand der zentralen Steuerung hinzukommen.Virtual power plants struggle with uncoupled decentralized feed-in systems, because they incur costs for communication and central control.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effektives Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable effective feeding of energy into a power grid.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.This object is solved by the objects with the features according to the independent claims. Further embodiments are shown in the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Einspeisen von Energie (insbesondere elektrischer Energie) in ein Energieversorgungsnetz (das auch an Energieverbraucheinrichtungen angeschlossen sein kann, die im Normalbetrieb Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnehmen können) geschaffen, wobei die Vorrichtung zum Zusammenwirken (insbesondere auch zum unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunizieren über ein Kommunikationsnetzwerk) mit anderen Vorrichtungen in einem Virtuellen Kraftwerk ausgebildet ist und eine Energieerzeugungseinrichtung (zum Beispiel eine Photovoltaikanlage, ein Kleinwasserkraftwerk, eine Biogasanlage, eine Windenergieanlage oder ein Blockheizkraftwerk) zum Erzeugen von (insbesondere elektrischer) Energie sowie eine Steuereinrichtung (zum Beispiel einen Prozessor) aufweist, die eingerichtet ist, eine Zeit-Menge-Charakteristik von mittels der Energieerzeugungseinrichtung in das Energieversorgungsnetz eingespeister Energie autonom von und kooperierend mit anderen (insbesondere zu der beschriebenen Vorrichtung gleichartigen) Vorrichtungen zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz zu steuern.According to one exemplary embodiment of the present invention, a device for feeding energy (in particular electrical energy) into a power supply network (which may also be connected to energy consumption devices that can draw energy from the energy supply network in normal operation) is provided, the device for interaction (in particular also for unidirectional or bidirectional communication via a communication network) with other devices in a virtual power plant and an energy generating device (for example a photovoltaic system, a small hydropower plant, a biogas plant, a wind energy plant or a cogeneration plant) for generating (in particular electrical) energy and a control device (For example, a processor), which is arranged, a time-amount characteristic of Ener fed into the power grid by means of the energy generating device autonomously and cooperatively with other devices (similar in particular to the device described) for supplying energy to the power grid.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Virtuelles Kraftwerk zum Einspeisen von (insbesondere elektrischer) Energie in ein Energieversorgungsnetz geschaffen, wobei das Virtuelle Kraftwerk eine Mehrzahl von dezentral lokalisierten Vorrichtungen mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist, wobei die Steuereinrichtungen der Vorrichtungen zum gegenseitigen Kooperieren beim Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz ausgebildet sind.According to a further embodiment of the present invention, there is provided a virtual power plant for feeding (in particular electrical) energy into a power grid, the virtual power plant comprising a plurality of locally located devices having the above-described features, the control means of the mutual cooperating devices Feeding energy into the power grid are formed.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren einzuspeisende Energie mittels mehrerer dezentraler Energieerzeugungseinrichtungen eines Virtuellen Kraftwerks erzeugt wird, und eine jeweilige Zeit-Menge-Charakteristik von mittels einer jeweiligen der Energieerzeugungseinrichtungen in das Energieversorgungsnetz eingespeister Energie autonom von und kooperierend mit einer jeweiligen anderen autonom und kooperierend gesteuerten der Energieerzeugungseinrichtungen zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz gesteuert wird.According to a further embodiment of the present invention, there is provided a method of feeding energy into a power grid, wherein the method involves generating energy to be injected by a plurality of distributed power generation means of a virtual power plant, and a respective time-amount characteristic of each of the power generating means the energy supply network fed energy is autonomously controlled by and cooperating with a respective other autonomously and cooperatively controlled of the energy generating means for feeding energy into the energy supply network.

In einem computerlesbaren Speichermedium gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Programm zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz gespeichert, welches Programm, wenn es von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird, die oben beschriebenen Verfahrensschritte aufweist bzw. durchführt.In a computer-readable storage medium according to an embodiment of the present invention, a program for injecting energy into a power grid is stored, which program, when executed by one or more processors, performs the method steps described above.

Ein Software-Programm (zum Beispiel gebildet durch ein oder mehrere Computerprogramm-Elemente, welche optional auch örtlich verteilt und/oder mit kommunikativem Datenaustausch untereinander verbunden sein können) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz weist die oben beschriebenen Verfahrensschritte auf (bzw. führt diese durch oder steuert diese), wenn es von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt wird.A software program (for example formed by one or more computer program elements, which optionally can also be distributed locally and / or interconnected with communicative data exchange) according to an exemplary embodiment of the present invention for feeding energy into a power supply network, has the method steps described above on (or controls or controls) when executed by one or more processors.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können sowohl mittels eines Computerprogramms, das heißt einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, das heißt in Hardware, oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.Embodiments of the present invention can be realized both by means of a computer program, that is to say a software, and by means of one or more special electrical circuits, that is to say in hardware, or in any hybrid form, that is to say by means of software components and hardware components.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Virtuelles Kraftwerk“ insbesondere eine Anordnung von jeweils lokal oder dezentral angeordneten Vorrichtungen aus Energieerzeugungseinrichtung und Steuereinrichtung verstanden, die jeweils zum Erzeugen und Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz ausgebildet sind. Die einzelnen Vorrichtungen bzw. deren Steuereinrichtungen sind vorzugsweise mittels eines Kommunikationsnetzwerks kommunizierfähig gekoppelt, um ihr Verhalten aufeinander abstimmen zu können. Die gemeinsam das Virtuelle Kraftwerk bildenden Vorrichtungen können somit nach außen hin in einer Weise in Erscheinung treten, die als Energiequelle mit typischerweise schwankender Energieversorgungskapazität erscheinen.In the context of the present application, the term "virtual power plant" is understood in particular to mean an arrangement of respectively locally or decentrally arranged devices from the power generation device and the control device, each for generating and feeding Energy are formed in a power grid. The individual devices or their control devices are preferably coupled in a communicable manner by means of a communication network in order to be able to coordinate their behavior with one another. The devices that together make up the virtual power plant may thus appear outwardly in a manner that appears as an energy source with typically fluctuating power supply capacity.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „Zeit-Menge-Charakteristik von eingespeister Energie“ der zeitabhängige Verlauf der Energiemenge verstanden, die von einer jeweiligen Vorrichtung des Virtuellen Kraftwerks in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird. Anders ausgedrückt bedeutet dieser Begriff die Energiemenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt oder innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls von der Energieerzeugungseinrichtung nicht lokal verwendet (insbesondere verbraucht und/oder gespeichert), sondern zum Verbrauch durch einen an das Energieversorgungsnetz angeschlossenen Verbraucher oder Speicher (z.B. ein wasserbasierendes Speicherkraftwerk) eingespeist bzw. freigegeben wird.In the context of the present application, the term "time-quantity characteristic of injected energy" is understood to mean the time-dependent progression of the amount of energy that is fed into the energy supply network by a respective device of the virtual power plant. In other words, this term means the amount of energy that is not locally used (in particular consumed and / or stored) by the energy generating device at a particular time or within a certain time interval, but consumed by a consumer or storage connected to the utility grid (eg, a water based storage power plant ) is fed or released.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „autonomes Steuern“ insbesondere verstanden, dass jede der Vorrichtungen bzw. Steuereinrichtungen des Virtuellen Kraftwerks vollkommen eigenständig und unabhängig von anderen Vorrichtungen bzw. Steuereinrichtungen darüber entscheidet, welcher Anteil der Energie, die mindestens eine zugeordnete Energieerzeugungseinrichtung gegenwärtig erzeugt, in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird, und welcher verbleibende Anteil zu anderen Zwecken eingesetzt wird (zum Beispiel um mindestens eine angeschlossene Energieverbraucheinrichtung mit Energie zu versorgen und/oder um mindestens eine angeschlossene lokale Energiezwischenspeichereinrichtung mit Energie zu befüllen). Die Steuerung kann somit ohne eine übergeordnete Steuerzentrale durchgeführt werden und ist auch nicht von bindenden Steuerkommandos abhängig, die von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellt werden.In the context of the present application, the term "autonomous control" is understood in particular to mean that each of the virtual power plant's devices completely autonomously and independently of other devices or control devices decides what proportion of the energy that currently constitutes at least one associated energy generating device is generated, is fed into the power grid, and which remaining portion is used for other purposes (for example, to power at least one connected energy consumption device and / or to fill at least one connected local energy buffer storage device with energy). The control can thus be performed without a higher-level control center and is also not dependent on binding control commands that are provided by the power grid.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „kooperatives Steuern“ insbesondere verstanden, dass eine jeweilige Vorrichtung bzw. Steuereinrichtung des Virtuellen Kraftwerks bei ihrer Steuerlogik das Verhalten anderer Vorrichtungen bzw. Steuereinrichtungen des Virtuellen Kraftwerks berücksichtigt und/oder antizipiert und/oder im Vorfeld und/oder im Nachgang zu dem eigenen Steuern mit anderen Vorrichtungen bzw. Steuereinrichtungen zum Abstimmen oder Koordinieren oder Synchronisieren des Steuerverhaltens kommuniziert. Mit anderen Worten kann in einen Steuerungsalgorithmus, den die Steuereinrichtung als Basis für die Steuerung des Grads der Energieeinspeisung in das Energieversorgungsnetz durchführt, auch das Betriebsverhalten der anderen Vorrichtungen des Virtuellen Kraftwerks eingehen. Zum Beispiel kann der Grad der Energieeinspeisung durch eine Vorrichtung vom Grad der Energieeinspeisung durch die übrigen Vorrichtungen des Virtuellen Kraftwerks abhängig gemacht werden (zum Beispiel kann ein antizyklisches Einspeiseverhalten zwischen den Vorrichtungen abgestimmt werden, um Einspeisespitzen und somit ein Energieüberangebot in dem Energieversorgungsnetz durch ein gleichförmiges, unabgestimmtes Verhalten zu verhindern). Die Steuerlogik einer bestimmten Vorrichtung des Virtuellen Kraftwerks kann zum Erreichen des Ziels angepasst werden, dass Steuervorschläge anderer Vorrichtungen des Virtuellen Kraftwerks, sofern diese nicht im Widerspruch zu höherpriorisierten eigenen Steuerprinzipien der Vorrichtung stehen, in der eigenen Steuerlogik berücksichtigt werden. Eine Mitteilung eines eigenen Steuerverhaltens von einer Vorrichtung oder Steuereinrichtung an andere Vorrichtungen oder Steuereinrichtungen des Virtuellen Kraftwerks über ein Kommunikationsnetzwerk kann (aber muss nicht) die anderen Vorrichtungen oder Steuereinrichtungen mit der Datenbasis versorgen, die nötig ist, um das Steuerverhalten der kommunizierenden Vorrichtung bzw. Steuereinrichtung auch für das Steuern der anderen Vorrichtungen zu berücksichtigen.In the context of the present application, the term "cooperative control" is understood to mean that a respective device or control device of the virtual power plant takes into account and / or anticipates the behavior of other devices or control devices of the virtual power plant in its control logic and / or in advance and / or / or communicates with other devices or controllers to tune or coordinate or synchronize the control behavior subsequent to their own control. In other words, the control behavior of the other devices of the virtual power plant can also enter into a control algorithm, which the control device carries out as the basis for the control of the degree of the energy feed into the energy supply network. For example, the degree of power input by a device may be dependent on the level of power input by the other virtual power plant devices (eg, anti-cyclic feed behavior between the devices may be tuned to supply spikes and thus power oversupply in the power grid through a uniform, to prevent uncoordinated behavior). The control logic of a particular virtual power plant device may be adjusted to achieve the goal that control suggestions of other virtual power plant devices, if not inconsistent with higher prioritized control principles of the device, be taken into account in the own control logic. Notification of own control behavior from one device or controller to other virtual power plant devices or controllers via a communication network may (but need not) provide the other devices or controllers with the database necessary to control the communicating device's control behavior also to be considered for controlling the other devices.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter dem Begriff „dezentral lokalisierte Vorrichtungen“ insbesondere verstanden, dass die einzelnen Vorrichtungen nicht am selben Ort oder in einer zusammenhängenden Anlage positioniert sind, sondern voneinander räumlich weit entfernt und funktional getrennt sind. Von einer dezentralen Lokalisierung kann insbesondere dann gesprochen werden, wenn die einzelnen Vorrichtungen nicht zu einem gemeinsamen Gebäude oder zu einer gemeinsamen Anlage gehören. Ein Abstand der einzelnen dezentralen Vorrichtungen voneinander kann zum Beispiel größer als 100 m, insbesondere größer als 1 km, weiter insbesondere größer als 10 km sein.In the context of the present application, the term "decentralized localized devices" means, in particular, that the individual devices are not positioned at the same location or in a contiguous system, but are spatially far apart from each other and functionally separated. A decentralized localization can be used in particular when the individual devices do not belong to a common building or to a common installation. A distance of the individual decentralized devices from one another can be, for example, greater than 100 m, in particular greater than 1 km, more particularly greater than 10 km.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum Einspeisen von lokal erzeugter Energie geschaffen, die nicht von einer globalen Steuervorrichtung eines Energieversorgungsnetzes ohne Einflussnahme eines Betreibers der Vorrichtung gesteuert wird, sondern die auf lokaler Ebene durch den Benutzer oder durch die lokal vorgesehene Steuereinrichtung die abgegebene Zeit-Menge-Charakteristik bestimmt. Durch diese autonome Steuerlogik kann die Akzeptanz der Teilnahme von Benutzern und Inhabern einer lokalen Energieerzeugungseinrichtung an einem Virtuellen Kraftwerk verbessert werden, da der Benutzer die Einflussmöglichkeiten auf die von ihm lokal generierte Energie behält. Dies bedeutet auch, dass ein Benutzer frei entscheiden kann, welchen Anteil der erzeugten Energie der Benutzer lokal selbst verwendet und welcher Anteil in das Energieversorgungsnetz eingespeist wird. Wenn die Akzeptanz von Benutzern zur Teilnahme an Virtuellen Kraftwerken erhöht wird, so kann dadurch auch eine größere Menge von dezentral erzeugter Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden und somit die Versorgungssicherheit durch die größere Basis und das Herausmitteln von Schwankungen verbessert werden. Um simultan ein unerwünschtes Aufschaukeln bzw. gleichförmiges oder resonantes Verhalten vieler Benutzer dezentraler Energieversorgungseinrichtungen zu verhindern, was zu unerwünschten positiven bzw. negativen Spitzen in der Energieeinspeisung durch das Virtuelle Kraftwerk und somit zu einer Belastung des Energieversorgungsnetzes führen könnte, wird gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung die autonome Steuerlogik mit einer kooperierenden Steuerlogik synergistisch verbunden. Dies bedeutet, dass die einzelnen Vorrichtungen des Virtuellen Kraftwerks mittels ihrer jeweils lokalen Steuereinrichtungen ihr Verhalten so aufeinander abstimmen können, dass die genannten Störtypen des Energieversorgungsnetzwerks vermieden ist. Eine solche Kooperation kann zum Beispiel durch den Austausch von Daten über ein Datennetzwerk zwischen den Steuereinrichtungen verschiedener Vorrichtungen erfolgen, andererseits aber auch aus den Netzqualitätsdaten (und der Interpretation der Kurzzeithistorie) abgeleitet werden.According to an exemplary embodiment of the invention, there is thus provided a device for feeding locally generated energy, which is not controlled by a global control device of a power supply network without the intervention of an operator of the device, but which is controlled locally by the user or by the locally provided control device given time-quantity characteristic determined. This autonomous control logic can improve the acceptance of the participation of users and owners of a local power generation facility at a virtual power plant, since the user has the power to influence them locally generated energy reserves. This also means that a user can freely decide which proportion of the generated energy the user uses locally himself and what proportion is fed into the energy supply network. If the acceptance of users for participation in virtual power plants is increased, then also a larger amount of decentrally generated energy can be fed into the energy supply network and thus the security of supply can be improved by the larger base and the dissemination of fluctuations. In order to simultaneously prevent unwanted rocking or uniform or resonant behavior of many users of distributed power supply equipment, which could lead to undesirable positive or negative peaks in the energy supply by the virtual power plant and thus to a burden on the power grid, according to an exemplary embodiment of the invention the autonomous control logic is synergistically linked to a cooperating control logic. This means that the individual devices of the virtual power plant by means of their respective local control devices can coordinate their behavior so that the aforementioned types of interference of the power supply network is avoided. Such cooperation can be achieved, for example, by exchanging data over a data network between the controllers of different devices, but also deriving from the network quality data (and the interpretation of the short-term history).

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist somit eine Zelle oder Einzelvorrichtung für ein Virtuelles Kraftwerk geschaffen, bei der die Kooperation bzw. Schwarmintelligenz zwischen den einzelnen Generatoren der Vorrichtungen derart beschaffen ist, dass keine hierarchische Steuerung nötig ist, welche den dezentralen Vorrichtungen bindend vorschreibt, zu einem bestimmten Zeitpunkt Energie bereitzustellen, zum Beispiel elektrischen Strom zu liefern. Mit anderen Worten hat jede Vorrichtung eine vollständige Autonomie in den Entscheiden, wann wieviel Energie zurückgespeist werden soll. Dazu kommt das in der Steuerlogik ebenfalls implementierte kooperative Verhalten der einzelnen Steuereinrichtungen der Vorrichtungen des virtuellen Kraftwerks: Auch wenn viele kleine Endverbraucher parallel zurückspeisen, kommt es nicht zu einem Schwingen des ganzen Systems (d.h. einem Pendeln zwischen „Energie wird eingespeist“ und „Energie wird nicht eingespeist“). Dadurch ist ein selbstregelndes Virtuelles Kraftwerk geschaffen, dass bei einem geringen Steueraufwand eine hohe Akzeptanz von Betreibern der Einzelvorrichtungen mit sich bringt.Thus, according to an embodiment of the present invention, there is provided a cell or single device for a virtual power plant in which the cooperation or swarm intelligence between the individual generators of the devices is such that no hierarchical control is required which binds the decentralized devices Provide energy at a given time, for example, to provide electrical power. In other words, each device has complete autonomy in deciding when to how much energy to feed back. In addition, the cooperative behavior of the individual control devices of the virtual power plant devices is also implemented in the control logic: Even if many small consumers feed back in parallel, there is no oscillation of the entire system (ie a commuting between "energy is fed in" and "energy becomes not fed "). As a result, a self-regulating virtual power plant is created that brings with a low tax burden, a high acceptance of operators of individual devices with it.

Im Weiteren werden zusätzliche exemplarische Ausführungsbeispiele der Vorrichtung, des Virtuellen Kraftwerks, des Verfahrens, des computerlesbaren Speichermediums und des Software-Programms beschrieben.In the following, additional exemplary embodiments of the device, the virtual power plant, the method, the computer-readable storage medium and the software program will be described.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Zeit-Menge-Charakteristik der eingespeisten Energie basierend auf einem Energieeigenbedarf eines die Energieerzeugungseinrichtung betreibenden Endverbrauchers zu steuern. Anders ausgedrückt kann durch die mittels der Energieerzeugungseinrichtung erzeugten Energie zunächst der Energiebedarf des Betreibers der Vorrichtung gedeckt werden (zum Beispiel eine Energieverbraucheinrichtung mit der Energie betrieben werden), bevor der Rest der nicht benötigten Energie gegebenenfalls in das Energieversorgungsnetz eingespeist (oder benutzerseitig in einer Energiezwischenspeichereinrichtung zwischengespeichert) wird. Indem der Betreiber der Vorrichtung sicher sein kann, dass der dortige lokale Energiebedarf durch die Energieerzeugungseinrichtung stets gedeckt werden kann und nicht unkontrolliert durch ein benutzerseitig unbeeinflussbares Abrufen von Energie durch das Energieversorgungsnetz dem Zugriff des Benutzers entzogen werden kann, kann die Akzeptanz lokaler Energieerzeuger zur Teilnahme an einem Virtuellen Kraftwerk verbessert und damit die Energieversorgung auf eine breitere Basis gestellt werden.According to an exemplary embodiment, the controller may be configured to control the time-amount characteristic of the injected energy based on an energy intrinsic demand of an end user operating the power generation device. In other words, by the energy generated by the power generating device, the energy demand of the operator of the device can be initially covered (for example, a power-consuming device to power) before the remainder of the unneeded power is optionally fed into the power grid (or cached at the user end in an intermediate energy storage device ) becomes. By the operator of the device can be sure that the local local energy demand can be covered by the power generation device and can not be uncontrolled by a user unaffected retrieval of energy through the power grid from the user's access can be withdrawn, the acceptance of local power producers to participate in a virtual power plant and thus provide the energy supply on a broader basis.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung alternativ oder ergänzend eingerichtet sein, die Zeit-Menge-Charakteristik der eingespeisten Energie basierend auf einer Netzqualitätscharakteristik, insbesondere basierend auf einem Zeitverlauf der Netzqualitätscharakteristik, des Energieversorgungsnetzes zu steuern. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „Netzqualitätscharakteristik“ eine auf eine Qualität des Energieversorgungsnetzes bezogene Charakteristik verstanden werden, die in dem Energieversorgungsnetz in der Vergangenheit herrschte, gegenwärtig herrscht und/oder in der Zukunft herrschen wird. Indem vorteilhaft die lokale Steuereinrichtung auch die aktuelle oder zukünftig zu erwartende Netzqualität des Energieversorgungsnetzes bei der Einstellung der Zeit-Menge-Charakteristik berücksichtigt, können durch die autonome und dezentral fungierende Steuereinrichtung auch die Bedürfnisse des Energieversorgungsnetzes als Ganzes berücksichtigt werden. So kann zum Beispiel in Zeiten knapper Energieversorgungskapazitäten die Steuereinrichtung, sofern dies mit Benutzerbedürfnissen kompatibel ist, die Einspeisung besonders hoher Energiemengen in das Energieversorgungsnetz steuern, um die Versorgungssicherheit insgesamt zu stützen. Umgekehrt kann in Zeiten einer Überkapazität im Energieversorgungsnetz die Steuereinrichtung eine dann kontraproduktive Einspeisung zusätzlicher Energie durch die Energieerzeugungseinrichtung unterbinden und die Energie zum Beispiel lokal verwenden oder lokal zwischenspeichern. Auch ohne zentrale Steuerlogik kann unter Berücksichtigung des Kriteriums der Netzqualität somit auch die gleichbleibende Versorgung von Verbrauchern durch ein Energieversorgungsnetz, das zumindest teilweise von einem Virtuellen Kraftwerk mit Energie versorgt wird, sichergestellt werden.According to an exemplary embodiment, the control device may alternatively or additionally be set up to control the time-quantity characteristic of the energy fed in based on a network quality characteristic, in particular based on a time characteristic of the network quality characteristic, of the energy supply network. In the context of the present application, the term "network quality characteristic" can be understood to mean a characteristic relating to a quality of the energy supply network which prevailed, currently prevails in the energy supply network in the past and / or will prevail in the future. Advantageously, the local control device also takes into account the current or expected future network quality of the energy supply network when setting the time-quantity characteristic, and the requirements of the energy supply network as a whole can also be taken into account by the autonomously and decentrally functioning control device. For example, in times of scarce power supply capabilities, the controller, if compatible with user needs, may control the injection of particularly high amounts of energy into the power grid to support overall security of supply. Conversely, in times of overcapacity in the energy supply network, the control device then a counter-productive supply of additional energy by the power generation device stop and use the energy for example locally or caching locally. Even without central control logic, taking into account the criterion of network quality, it is thus also possible to ensure the constant supply of consumers by means of a power supply network which is at least partially supplied with energy by a virtual power plant.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, dass das kooperierende Steuern der Zeit-Menge-Charakteristik kommunikationslos (d.h. ohne Kommunikation mit anderen Vorrichtungen) auf Basis (insbesondere nur auf Basis) einer erfassten Netzqualitätscharakteristik des Energieversorgungsnetzes durchgeführt wird. Gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die kooperierende (unerwünschte Aufschaukelungseffekte durch ein gleichförmiges Verhalten unterschiedlicher Vorrichtungen vermeidende) Steuerung der Einspeiseenergie durch eine Vorrichtung ohne Daten durchgeführt werden, die durch eine Kommunikation der Vorrichtung mit anderen Vorrichtungen oder einer Kommunikationsschnittstelle des Energieversorgungsnetzes erhalten werden könnten. Stattdessen reicht es gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus, dass die Vorrichtung die Netzqualitätscharakteristik (insbesondere die aktuelle Versorgungsspannung des Energieversorgungsnetzes) abtastet bzw. erfasst und das Ergebnis dieses Erfassens verwendet, um die Zeit-Menge-Charakteristik der eigenen Einspeisung festzulegen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die gegenwärtige Netzqualität allein ein präziser Fingerabdruck des gegenwärtigen Verhaltens der anderen Vorrichtungen ist und daher indirekt Informationen über das Verhalten der anderen Vorrichtungen liefert. Auf diese Weise ist mit sehr geringem Aufwand ein autonomes und kooperatives Steuern ermöglicht.According to an exemplary embodiment, the controller may be arranged to cooperatively control the time-amount characteristic without communication (i.e., without communication with other devices) based on (in particular, only on the basis of) a detected power quality characteristic of the power grid. According to this preferred embodiment, the cooperative control of feed-in energy (avoiding unwanted upset effects due to uniform behavior of different devices) can be performed by a device without data which could be obtained by communication of the device with other devices or a communications interface of the power grid. Instead, according to the described embodiment, it suffices that the device scans the network quality characteristic (in particular the current supply voltage of the power supply network) and uses the result of this detection to determine the time-amount characteristic of the own supply. This is based on the recognition that the current network quality alone is a precise fingerprint of the current behavior of the other devices and therefore indirectly provides information about the behavior of the other devices. In this way, autonomous and cooperative taxation is possible with very little effort.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Netzqualitätscharakteristik indikativ sein für die von dem Energieversorgungsnetz gegenwärtig und/oder in absehbarer Zukunft leistbare Energieversorgungskapazität, insbesondere eine Energieknappheit oder ein Energieüberangebot. Von einer hohen Netzqualität kann somit gesprochen werden, wenn die Energieversorgungskapazität bei einem gewünschten Wert ist oder innerhalb eines akzeptablen Intervalls oder Korridors liegt. Weicht die Energieversorgungskapazität nach unten oder nach oben außerhalb eines solchen Bereichs von dem gewünschten Wert ab, so kann von einer reduzierten Netzqualität gesprochen werden.According to an exemplary embodiment, the network quality characteristic may be indicative of the energy supply capacity presently and / or in the foreseeable future that can be afforded by the energy supply network, in particular an energy shortage or a surplus energy. Thus, high power quality can be used when the power supply capacity is at a desired value or within an acceptable interval or corridor. If the energy supply capacity deviates downwards or upwards outside of such a range from the desired value, then it can be said that the quality of the network is reduced.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Netzqualitätscharakteristik ein von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellter elektrischer Spannungswert und/oder ein von dem Energieversorgungsnetz sich durch Verbrauch ergebenden elektrischer Stromwert und/oder ein Crest Faktor der von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellten Versorgung und/oder mindestens ein insbesondere diskontinuierliches Spannungsereignis in der von dem Energieversorgungsnetz gestellten elektrischen Spannung und/oder eine von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellte Leistung und/oder eine von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellte Energie und/oder Flicker-Ereignisse in dem von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellten Signal und/oder mindestens eine Harmonische oder Zwischenharmonische der oder des von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellten elektrischen Spannung oder elektrischen Stroms und/oder ein Rundsteuersignal (wobei die sogenannte Rundsteuertechnik (ripple control) zur Fernsteuerung von Stromverbrauchern durch Energieversorgungsunternehmen eingesetzt wird) und/oder eine Asymmetrie in der oder dem von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellten elektrischen Spannung oder elektrischen Strom und/oder eine Frequenz der oder des von dem Energieversorgungsnetz bereitgestellten elektrischen Spannung oder elektrischen Strom sein. Diese oder andere Netzqualitätscharakteristika können durch die Steuereinrichtung oder eine andere Entität der Vorrichtung durch eine Analyse des Energieversorgungsnetzes oder von Teilen davon ermittelt werden und in die Steuerung eingehen. Dadurch erfolgt die Steuerung aufgrund objektiver, physikalischer Parameter des Energieversorgungsnetzes und somit in präziser Weise.According to an exemplary embodiment, the power quality characteristic may be an electric voltage value provided by the power supply network and / or an electric current value resulting from the power supply and / or a crest factor of the supply provided by the power supply network and / or at least one particular discontinuous voltage event in the the power supply network provided electrical voltage and / or provided by the power grid power and / or provided by the power grid energy and / or flicker events in the signal provided by the power grid and / or at least one harmonic or interharmonic of or from the power grid provided electrical voltage or electric current and / or a ripple control signal (the so-called ripple control) to Fernsteue tion of electricity consumers by utility companies) and / or an asymmetry in or provided by the power grid electrical voltage or electric current and / or a frequency of or provided by the power grid electrical voltage or electric current. These or other network quality characteristics may be determined by the controller or other entity of the device through analysis of the power grid or portions thereof and incorporated into the controller. As a result, the control takes place on the basis of objective, physical parameters of the power supply network and thus in a precise manner.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Netzqualität anhand von Informationen hinsichtlich einer Impedanz von zumindest einem Teil des Energieversorgungsnetzes charakterisiert werden. Anders ausgedrückt kann ein entsprechender Impedanzwert die Netzqualitätscharakteristik darstellen. Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann die Erfassung der Netzqualitätscharakteristik durch eine Messung einer Frequenzabhängigkeit der Impedanz erfolgen. Die Frequenzabhängigkeit der Impedanz erlaubt eine Bestimmung oder Abschätzung, wie und welche Kommunikation über Netzversorgungsleitungen möglich ist und/oder welche Störung (zum Beispiel Messung einer Dämpfung von harmonischen Oberwellen) im lokalen System vorhanden ist. Gemäß einer zweiten Ausgestaltung kann die Erfassung der Netzqualitätscharakteristik durch eine Messung der Impedanz zur Bestimmung eines Innenwiderstandes des Energieversorgungsnetzes erfolgen. Dadurch kann zum Beispiel sichergestellt werden, dass auf der Endverbraucherseite im Rahmen vorgesehener Energiebezugsmengen keine Unterspannung (zum Beispiel weniger als Nennspannung minus 10 %) bzw. bei Energieeinspeisung keine Überspannung (d.h. mehr als Nennspannung plus 6 %, insbesondere plus 10 %) auftritt. Gemäß einer dritten, besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die Erfassung der Netzqualitätscharakteristik auch eine Messung eines Zeitverlaufs von Impedanz (insbesondere Quellenimpedanz) und Nennspannung beinhalten. Dies erlaubt eine konkrete Aussage über einen lokalen Netzauslastungszustand.According to an exemplary embodiment, the network quality may be characterized by information regarding an impedance of at least a portion of the power grid. In other words, a corresponding impedance value may represent the power quality characteristic. According to a first embodiment, the detection of the power quality characteristic can be done by measuring a frequency dependence of the impedance. The frequency dependency of the impedance allows a determination or estimation of how and what communication is possible over power supply lines and / or what disturbance (for example, measurement of harmonic harmonic damping) is present in the local system. According to a second embodiment, the detection of the power quality characteristic can be carried out by measuring the impedance for determining an internal resistance of the power supply network. As a result, it can be ensured, for example, that no undervoltage (for example less than rated voltage minus 10%) or no overvoltage (ie more than rated voltage plus 6%, in particular plus 10%) occurs on the end consumer side in the context of intended energy reference quantities. According to a third, particularly preferred embodiment the detection of the power quality characteristic also includes a measurement of a time characteristic of impedance (in particular source impedance) and nominal voltage. This allows a concrete statement about a local network utilization status.

Jede der genannten Formen der Netzimpedanzmessung (und insbesondere die Kombination der verschiedenen Formen) kann zur dynamischen Abschätzung der aktuellen Quellenspannung, Parallellast und Innenimpedanz des Niederspannungsnetzes sowie der (Zukunfts-)Projektion dieser Werte verwendet werden.Each of the mentioned forms of network impedance measurement (and in particular the combination of the different forms) can be used for the dynamic estimation of the current source voltage, parallel load and internal impedance of the low-voltage network as well as the (future) projection of these values.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Netzqualitätserfasseinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist, die Netzqualitätscharakteristik des Energieversorgungsnetzes zu erfassen und der Steuereinrichtung als Basis für das Steuern bereitzustellen. Die Netzqualitätserfasseinrichtung kann ein Detektor sein, der zum Beispiel ein elektrisches Stromeinspeisungssignal bzw. Stromversorgungssignal erfasst und auf das Vorhandensein bestimmter Qualitätsreduzierungsereignisse hin untersuchen kann. Dadurch kann an lokaler Stelle und in Echtzeit eine Berücksichtigung der Netzqualität durch die Vorrichtung sichergestellt werden. Mehrere Virtuelle Kraftwerke können einen gemeinsamen Detektor haben, der örtlich vom Kraftwerk abgesetzt ist und insbesondere die notwendigen Daten für mehrere Virtuelle Kraftwerke liefern kann.According to an exemplary embodiment, the device may comprise a network quality detection device which is set up to detect the network quality characteristic of the energy supply network and to provide it to the control device as the basis for the control. The power quality detection means may be a detector which may, for example, detect an electric power feed signal and examine it for the presence of certain quality reduction events. As a result, consideration of the network quality by the device can be ensured locally and in real time. Several virtual power plants may have a common detector remote from the power plant and, in particular, provide the necessary data for multiple virtual power plants.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, das Steuern basierend auf mindestens einer zeitlichen Ableitung, insbesondere der ersten Ableitung und/oder der zweiten Ableitung, der erfassten Netzqualitätscharakteristik durchzuführen. Es hat sich herausgestellt, dass die Genauigkeit der Berücksichtigung von Anforderungen oder Bedürfnissen des Energieversorgungsnetzes dadurch signifikant verbessert werden kann, dass nicht ein Netzqualitätsparameter (zum Beispiel ein Strom oder eine Spannung eines elektrischen Energieversorgungssignals) per se als Basis für die Steuerlogik verwendet wird, sondern die erste und/oder zweite Ableitung eines solchen Netzqualitätsparameters. Indem das Steigungs- und/oder Krümmungsverhalten eines solchen Netzqualitätsparameters (z.B. die Ergebnisse einer lastvariablen Impedanzmessung) mitberücksichtigt wird, können die netzqualitätsbeeinträchtigenden Ereignisse mit besonders hoher Sensitivität erfasst werden.According to an exemplary embodiment, the control device may be configured to perform the control based on at least one time derivative, in particular the first derivative and / or the second derivative, of the detected network quality characteristic. It has been found that the accuracy of the consideration of requirements or needs of the power grid can be significantly improved by not using a power quality parameter (for example, a power or a voltage of an electric power signal) per se as the basis for the control logic, but the first and / or second derivative of such a power quality parameter. By taking into account the slope and / or curvature behavior of such a power quality parameter (e.g., the results of load variable impedance measurement), the power quality degrading events can be detected with particularly high sensitivity.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Lerneinrichtung aufweisen, die zum Auffinden von Verhaltensmustern der Vorrichtung und/oder der anderen Vorrichtungen und/oder des Energieversorgungsnetzes in der Vergangenheit und zum Bereitstellen aufgefundener Verhaltensmuster an die Steuereinrichtung als Basis für die zukünftige Steuerung eingerichtet ist. Wenn die Lerneinrichtung Verhaltensmuster des Benutzers und/oder des Energieversorgungsnetzes in der Vergangenheit berücksichtigt, kann ein zukünftiger Zeitverlauf des Energiebedarfs des Benutzers und/oder ein zukünftiger Zeitverlauf der Energieversorgungskapazität des Energieversorgungsnetzes besser prognostiziert und in die Steuerung mit einbezogen werden. Wenn zum Beispiel durch die Lerneinrichtung erkannt worden ist, dass werktags zwischen 7:00 Uhr und 9:00 Uhr regelmäßig eine bestimmte Energiemenge durch einen Benutzer nachgefragt wird, so kann in einem entsprechenden Zeitraum vom Einspeisen dieser Energiemenge in das Energieversorgungsnetz abgesehen werden, um die energetischen Benutzerbedürfnisse nicht zu gefährden. Wenn regelmäßig wiederkehrende globale Energieabnahmespitzen oder Energieeinspeisespitzen erkannt werden, kann auch ein entsprechendes Verhaltensmuster des Energieversorgungsnetzes erlernt werden und in die zukünftige Steuerung mit einbezogen werden. Es können auch Mechanismen integriert sein, welche dafür sorgen, dass die Rückspeisung von Energie mit tieferer Priorität gesteuert wird, als der Ausgleich der Abweichung der vom Energieversorger bezogenen Monatsdurchschnittsleistung (z.B. Minimierung eines 15 Minutenmaximums an bezogener Leistung, da dieses Maximum auf der Seite des Energieversorgungsnetzes zu einem hohen technischen Aufwand führt und somit in der Verbraucherabrechnung zunehmend teurer wird; je höher der Peak vom Mittelwert abweicht, desto teurer wird das dadurch entstehende erhöhte 15 Minutenmaximum).According to an exemplary embodiment, the device may include a learning device configured to locate behavior patterns of the device and / or the other devices and / or the power supply network in the past and to provide retrieved behavior patterns to the controller as a basis for future control. If the learning device considers behavior patterns of the user and / or the power supply network in the past, a future time profile of the user's energy needs and / or a future time history of the energy supply capacity of the power supply network can be better predicted and incorporated into the control. If, for example, it has been recognized by the learning device that a specific amount of energy is regularly requested by a user on weekdays between 7:00 and 9:00, then in a corresponding period of time it can be dispensed with by feeding this amount of energy into the energy supply network energetic user needs are not endangered. If regularly recurring global energy consumption peaks or energy supply peaks are detected, a corresponding behavior pattern of the energy supply network can also be learned and included in the future control. Mechanisms may also be integrated to ensure that energy recovery is controlled at a lower priority than balancing the deviation of the monthly average power received by the utility (eg, minimizing a 15 minute maximum of related power, since this maximum is on the power grid side which leads to high technical complexity and thus becomes increasingly expensive in consumer accounting, the higher the peak deviates from the mean value, the more expensive the resulting increased 15-minute maximum).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Voraussageeinrichtung aufweisen, die basierend auf Vorhersagedaten zum Voraussagen einer von dem Energieversorgungsnetz gegenwärtig und/oder in absehbarer Zukunft leistbaren Energieversorgungskapazität und/oder zum Voraussagen von einer aus dem Energieversorgungsnetz gegenwärtig und/oder in absehbarer Zeit abgerufenen Energiemenge und/oder zum Voraussagen von mittels der Energieerzeugungseinrichtung gegenwärtig und/oder in absehbarer Zeit in das Energieversorgungsnetz einspeisbarer Energiemenge und zum Übermitteln eines Ergebnisses der Voraussage an die Steuereinrichtung als Basis für die zukünftige Steuerung eingerichtet ist. Durch das zukunftsbezogene Prognostizieren von Energieangebot und Energiebedarf auf lokaler oder globaler Ebene kann ebenfalls die Steuerlogik verfeinert werden.According to an exemplary embodiment, the device may comprise a predictive device based on prediction data for predicting an energy supply capacity currently and / or foreseeable in the foreseeable future, and / or for predicting an amount of energy currently and / or in the foreseeable future retrieved from the power grid / or for predicting the amount of energy currently and / or in the foreseeable future can be fed into the energy supply network by means of the energy production device and for transmitting a result of the prediction to the control device as the basis for the future control. Predicting energy supply and energy demand at the local or global level can also be used to refine the control logic.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können die Vorhersagedaten zumindest eines aus der Gruppe enthalten, die besteht aus einer Wetterprognose, einer Wettervergangenheit, einem Datum, einer Jahreszeit, einer Tageszeit, einer Verbrauchserwartung, einer aus einer Verbrauchshistorie abgeleiteten Prognose eines zukünftigen Benutzerverhaltens, einer Benutzerpräsenzdetektion, und einem Reservationsauftrag eines Benutzers. Zum Beispiel kann, wenn lokale Energieversorgungseinrichtungen Solarmodule umfassen, die Wettervorhersage berücksichtigt werden, um die in absehbarer Zeit durch die Solarmodule erzeugbare und ggf. einspeisbare Energie zu quantifizieren.According to an exemplary embodiment, the prediction data may include at least one of the group consisting of a weather forecast, a weather history, a date, a season, a time of day, a weather Consumption expectation, a derived from a consumption history forecast of future user behavior, a user presence detection, and a reservation order of a user. For example, if local energy supply facilities comprise solar modules, the weather forecast can be taken into account in order to quantify the energy which can be generated and possibly fed in by the solar modules in the foreseeable future.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, im Zeitraum zwischen Erhalt des Ergebnisses der Voraussage und einer entsprechenden zukünftigen Steuerung für die zukünftige Steuerung vorbereitende Maßnahmen zu treffen. Wenn zum Beispiel basierend auf einer zukünftigen Wettervorhersage zu erwarten ist, dass zum Beispiel nach einem Tag eine bestimmte Energieknappheit durch Bewölkung zu erwarten ist, so kann die Steuereinrichtung die gegenwärtig von einem Solarmodul als Energieversorgungseinrichtung erzeugte Energie in einem lokalen Speicher zwischenspeichern, um die drohende Energieknappheit in der nahen Zukunft zu kompensieren. Von einem Einspeisen gegenwärtig erzeugter Energie kann dann ganz oder teilweise abgesehen werden.According to an exemplary embodiment, the controller may be configured to take preparatory actions in the period between receipt of the result of the prediction and a corresponding future control for future control. For example, if, based on a future weather forecast, it is to be expected that, for example, a certain amount of cloud energy is expected after one day, the controller may cache the energy currently being generated by a solar module as a power supply in a local memory for the impending power shortage compensate in the near future. A feed of currently generated energy can then be waived in whole or in part.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Sicherheitseinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung vor externen Manipulationen zu schützen. Mit einer solchen Sicherheitseinrichtung können insbesondere Hackerangriffe von außen unterbunden werden, die durch Einstreuen von Steuerstörkommandos parasitär auf die Vorrichtung einwirken können. Zum Beispiel kann die Vorrichtung verschlüsselte Signale einsetzen oder kommunizieren.According to an exemplary embodiment, the device may include a safety device configured to protect the device from external manipulation. With such a security device in particular hacker attacks can be prevented from the outside, which can act parasitically on the device by littering Steuerstörkommandos. For example, the device may employ or communicate encrypted signals.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Zeit-Menge-Charakteristik derart zu steuern, dass einem oszillierenden Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz, insbesondere einem aufschaukelnden Einspeisen, synchron mit zumindest einer weiteren Energieerzeugungseinrichtung der Vorrichtung und/oder mit zumindest einem Teil der anderen Vorrichtungen entgegengewirkt wird. Durch die kooperierende Abstimmung zwischen lokalen autonomen Steuereinrichtungen und/oder das implizite kooperative Steuerungsverhalten der einzelnen Steuereinrichtungen des Virtuellen Kraftwerks kann damit ein sowohl lokal als auch global unerwünschtes Aufschaukeln oder Oszillieren eingespeister oder nachgefragter Energiemengen vermieden werden. Zu diesem Zweck können die einzelnen Steuereinrichtungen des virtuellen Netzwerks untereinander geplante Zeit-Mengen-Charakteristika austauschen, so dass die Steuereinrichtungen ihre lokale Steuerung zum Unterdrücken solchen aufschaukelnden Verhaltens anpassen können. Zum Beispiel können die steuerhierarchisch gleichrangigen Steuereinrichtungen unterschiedlicher Vorrichtungen durch Kommunikation über ein gemeinsames Kommunikationsnetzwerk verabreden, dass unterschiedliche Vorrichtungen eine Einspeisung lokal generierter Energie in das Energieversorgungsnetz zueinander zeitversetzt beginnen, so dass kritische Einspeiseschwellwerte stets unterschritten bleiben können. Alternativ können die Daten der Netzqualitätsmessung zur Antizipation über das Einspeisverhalten der anderen beteiligten Virtuellen Kraftwerke bzw. Vorrichtungen in Betracht gezogen werden und so eine kommunikationslose kooperative Steuerung erreicht werden.According to an exemplary embodiment, the control device may be configured to control the time-amount characteristic in such a way that an oscillating feeding of energy into the energy supply network, in particular a boosting feed, synchronously with at least one further energy generating device of the device and / or with at least one part the other devices is counteracted. As a result of the cooperative coordination between local autonomous control devices and / or the implicit cooperative control behavior of the individual control devices of the virtual power station, it is possible to avoid both locally and globally undesired rocking or oscillating of injected or demanded energy quantities. For this purpose, the individual controllers of the virtual network may exchange scheduled time-quantity characteristics with each other so that the controllers may adapt their local control to suppress such pacing behavior. For example, the control-hierarchically equal-ranking control devices of different devices can agree by communication over a common communication network that different devices start injecting locally generated energy into the power supply network with a time delay, so that critical feed-in threshold values can always be undershot. Alternatively, the data of the power quality measurement can be taken into account for anticipation via the feed-in behavior of the other virtual power plants or devices involved, and so a communicationless cooperative control can be achieved.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Aufzeichnungseinrichtung aufweisen, die zum Aufzeichnen von Daten eingerichtet ist, die indikativ für mittels der Steuereinrichtung in der Vergangenheit eingestellte Zeit-Mengen-Charakteristika und/oder für in der Vergangenheit herrschende Netzqualitätscharakteristika des Energieversorgungsnetzes sind. Derartige historische Daten können dazu dienen, die zukünftige Steuerlogik weiter zu verbessern. Zum Beispiel kann, wenn in der Vergangenheit eine Steuerlogik zu unerwünschten Ergebnissen geführt hat, eine entsprechende Steuerlogik in der Zukunft vermieden werden.According to an exemplary embodiment, the apparatus may comprise recording means arranged to record data indicative of time-quantity characteristics set by the controller in the past and / or historical power quality characteristics of the power grid. Such historical data may serve to further improve future control logic. For example, if in the past a control logic has led to undesirable results, appropriate control logic may be avoided in the future.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, das Steuern ohne zentral für das Virtuelle Kraftwerk vorgegebene Vorgaben, insbesondere Startvorgaben, Leistungsmengenvorgaben und/oder Stoppvorgaben, die Zeit-Menge-Charakteristik zu steuern. Eine steuerhierachisch übergeordnete Steuerzentrale ist daher bevorzugt nicht vorgesehen.According to an exemplary embodiment, the control device may be configured to control the control of the time-quantity characteristic without presets centrally predetermined for the virtual power plant, in particular start defaults, power amount defaults and / or stop defaults. A taxhierachisch parent control center is therefore preferably not provided.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung eine Blindstromkompensationssteuerung aufweisen, die zum Steuern einer Zeit-Menge-Charakteristik einer Blindstromkomponente von eingespeister elektrischer Energie ins Energieversorgungsnetz eingerichtet ist. Insbesondere die Steuerung des Blindstroms hat sich als äußerst günstige Maßnahme erwiesen, die Energieversorgungssicherheit im Energieversorgungsnetz auf gleichbleibend hohem Niveau zu halten.According to an exemplary embodiment, the device may include a reactive current compensation controller configured to control a time-amount characteristic of a reactive current component of injected electrical energy into the power grid. In particular, the control of the reactive current has proven to be extremely beneficial measure to keep the energy supply security in the power grid at a consistently high level.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Virtuelle Kraftwerk eine zentrale Koordinierungseinrichtung aufweisen, die kommunizierfähig mit den Steuereinrichtungen gekoppelt ist. Mittels der Koordinierungseinrichtung können für ein Steuern der Vorrichtungen in der Vergangenheit indikative Daten zwischen der Koordinierungseinrichtung und den Steuereinrichtungen übermittelt werden. Eine solche zentrale Koordinierungseinrichtung des Virtuellen Kraftwerks kann somit als Kommunikationszentrale zum Austausch von Kommunikationsnachrichten zwischen den dezentralen und autonomen Steuereinrichtungen der Vorrichtungen fungieren. Dadurch kann ein zentraler Ansprechpartner für die Bereitstellung von Daten geschaffen werden, die als Basis für die kooperierende Steuerlogik der dezentralen Steuereinrichtungen herangezogen werden können. Eine solche zentrale Koordinierungseinrichtung kann historische Steuerdaten austauschen, um den einzelnen Steuereinrichtungen das Verhalten der anderen Steuereinrichtungen mitzuteilen.According to an exemplary embodiment, the virtual power plant may include a central coordinator that is communicably coupled to the controllers. By means of the coordinator, indicative data may be communicated between the coordinator and the controllers for controlling the devices in the past. Such a central coordination device of the virtual power plant can thus as a communication center for the exchange of Communication messages between the decentralized and autonomous controllers of the devices act. As a result, a central point of contact for the provision of data can be created, which can be used as the basis for the cooperating control logic of the decentralized control devices. Such central coordinator may exchange historical control data to communicate the behavior of the other controllers to each controller.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das Virtuelle Kraftwerk alternativ oder ergänzend eine zentrale Koordinierungseinrichtung aufweisen, die kommunizierfähig mit den Steuereinrichtungen gekoppelt ist und zum Kommunizieren von Betriebsoptimierungsvorschlägen mit den Steuereinrichtungen eingerichtet ist. Die zentrale Koordinierungseinrichtung kann also zum Mitteilen von Betriebsoptimierungsvorschlägen an die dezentralen Steuereinrichtungen ausgebildet sein. Solche Betriebsoptimierungsvorschläge können zum Beispiel die Bedürfnisse des globalen Energieversorgungsnetzes an die Steuereinrichtungen übermitteln, so dass die Steuereinrichtungen diese auf autonomer Basis in ihre Steuerlogik mit einbeziehen können. Dadurch bleibt die autonome Steuerung der einzelnen Steuereinrichtungen erhalten, gleichzeitig verfügen die dezentralen Steuereinrichtungen dann aber über eine ausreichend breite Datenbasis, um die Bedürfnisse des zentralen Energieversorgungsnetzes angemessen berücksichtigen zu können. Dies verbessert die Möglichkeit der Steuereinrichtungen, Konzepte der Schwarmintelligenz in die Steuerlogik mit einzubeziehen.According to an exemplary embodiment, the virtual power plant may alternatively or additionally comprise a central coordinator that is communicably coupled to the controllers and configured to communicate operational optimization suggestions with the controllers. The central coordination device can thus be designed to communicate operational optimization proposals to the decentralized control devices. Such operational optimization proposals may, for example, convey the needs of the global power grid to the controllers so that the controllers may include these on an autonomous basis in their control logic. As a result, the autonomous control of the individual control devices is maintained, but at the same time the decentralized control devices have a sufficiently broad database in order to be able to adequately take into account the needs of the central power supply network. This enhances the ability of the controllers to incorporate swarm intelligence concepts into the control logic.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Energieerzeugungseinrichtung bei einem Endverbraucher lokalisiert sein und von dort aus dezentral gesteuert werden. Zum Beispiel kann die Energieerzeugungseinrichtung die Steuereinrichtung in einem Gebäude, zum Beispiel einem Privathaus oder einem Firmengebäude angeordnet sein.According to an exemplary embodiment, the power generation device may be located at an end user and controlled from there decentralized. For example, the power generation device may be the control device arranged in a building, for example a private house or a company building.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel zumindest ein Teil der anderen Energieerzeugungseinrichtungen bei mindestens einem jeweiligen anderen Endverbraucher lokalisiert ist und von dort aus jeweils dezentral gesteuert werden. Die unterschiedlichen Vorrichtungen können somit dezentral an unterschiedlichen Orten lokalisiert sein und ein räumlich dezentrales virtuelles Netzwerk bilden.According to an exemplary embodiment, at least one part of the other energy generating devices is located at at least one respective other end user and is controlled from there in a decentralized manner. The different devices can thus be localized at different locations and form a spatially decentralized virtual network.

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können zumindest zwei der Energieerzeugungseinrichtungen bei demselben Endverbraucher lokalisiert sein und von dort aus gemeinsam von derselben Steuereinrichtung dezentral gesteuert werden. Es ist somit auch möglich, dass eine Steuereinrichtung mehrere Energieerzeugungseinrichtungen steuert, zum Beispiel eine Windenergieanlage und ein Solarmodul eines privaten Haushalts oder eines Unternehmens.According to an exemplary embodiment, at least two of the power generation devices may be located at the same end user and may be locally decentrally controlled by the same control device. It is thus also possible that a control device controls a plurality of energy-generating devices, for example a wind turbine and a solar module of a private household or a company.

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the following figures.

1 zeigt ein Virtuelles Kraftwerk zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a virtual power plant for feeding energy into a power grid according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt wirkgekoppelte Vorrichtungen eines Virtuellen Kraftwerks zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 shows active-coupled devices of a virtual power plant for feeding energy into a power grid according to an exemplary embodiment of the invention.

Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.The same or similar components in different figures are provided with the same reference numerals.

Bevor bezugnehmend auf die Figuren exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, sollen noch einige allgemeine Aspekte der Erfindung erläutert werden:
Virtuelle Kraftwerke haben sich bislang noch nicht durchgesetzt. Gründe hierfür sind die bisherigen Ansätze notweniger Kommunikation (ferngesteuerte Ein-Ausschaltung) und Konflikte mit dem Eigenbedarf des Besitzers und der tiefen Investitionsbereitschaft von Endkunden, bis ein energielieferndes Subsystem als virtuelles Schwarmelement anerkannt ist.Before describing exemplary embodiments of the invention with reference to the figures, some general aspects of the invention will be explained:
Virtual power plants have not yet prevailed. Reasons for this are the previous approaches of necessary communication (remote on / off) and conflicts with the owner's own needs and the deep willingness of end customers to invest until an energy-delivering subsystem is recognized as a virtual swarm element.

Bisherige Lösungsansätze für Virtuelle Kraftwerke basieren auf der externen Steuerbarkeit der Energieproduktion bzw. der Energieeinspeisung (oder -rückspeisung bei Endkunden). Dabei wird vom Energieverteilungsnetz über ein Kommunikationsmittel die Energieeinspeisung veranlasst und wieder gestoppt.Previous solutions for virtual power plants are based on the external controllability of energy production or the energy feed (or feed back from end customers). In this case, the power supply network is initiated and stopped again by a means of communication via the energy distribution network.

Typische Rückspeiseeinrichtungen von Virtuellen Kraftwerken können Endverbraucher sein, welche zum Beispiel über eine Energieerzeugungsanlage oder einen Energiespeicher verfügen und in der Lage sind, Energie ins Netz zurückzuspeisen. Häufig sind solche Anlagen aus Gründen des Eigenbedarfs (insbesondere im Bereich der Windkraft oder Photovoltaik) von einem Endverbraucher erstellt worden und werden auch zu Eigenbedarfsdeckung eingesetzt. Dabei lässt sich ein solcher Anlagenbetreiber häufig nicht gerne fremdgesteuert in seine Energieproduktion eingreifen. Es sind deshalb schon Fälle der Unterbrechung der Kommunikation und Manipulationen an den Steueranlagen bekannt geworden.Typical power plants of virtual power plants may be end users who have, for example, a power generation plant or an energy storage and are able to feed energy back into the grid. Often, such systems have been created by an end user for reasons of their own needs (in particular in the field of wind power or photovoltaics) and are also used for self-supply coverage. Such a plant operator often does not like to intervene externally in his energy production. There are therefore already known cases of interruption of communication and manipulation of the control systems.

Die herkömmliche Kommunikation für die Steuerung der Einspeisung (und die damit betroffenen Systemkomponenten) ist typischerweise anfällig für Hacking, was zu einem substanziellem Sicherheitsrisiko führen kann.The conventional communication for the control of the feed (and the so affected system components) is typically vulnerable to hacking, which can result in a substantial security risk.

Gerade im Bereich der sehr kurzfristigen Leistungsbereitstellung (zum Beispiel im Bereich zwischen 0.02s bis 3s) sind herkömmliche Systeme aufgrund der Latenzzeit zwischen Erkennen des Energiebereitstellungsbedarfs auf Seiten des Energieversorgungsnetzes und dem eigentlichen Einspeisen von Energie nicht zuverlässig wirksam, da das Energieversorgungsnetz erst an einer entfernten Stelle feststellen muss, dass in einem Unternetz die Energie abgesunken ist. Dann muss diese Information wieder durch eine Algorithmik (gegebenenfalls mit manueller Freigabe) in ein Schaltsignal umgewandelt werden. Dieses Schaltsignal muss dann über ein Kommunikationssystem bis zum Energieerzeugungssystem weitergeleitet werden. Gewisse Systeme haben eine längere Startzeit und sind so erst mit Verzögerung in der Lage, Energie einzuspeisen.Especially in the field of very short-term power supply (for example in the range 0.02s to 3s) conventional systems are not reliably effective due to the latency between detection of the energy supply requirement on the part of the power grid and the actual feeding of energy, since the power grid only at a remote location find out that the energy has dropped in a subnet. Then this information must again be converted by an algorithm (possibly with manual release) into a switching signal. This switching signal must then be forwarded via a communication system to the power generation system. Certain systems have a longer startup time and are only able to feed in energy with a delay.

Bisherige Ferneinschaltungen für Virtuelle Kraftwerke berücksichtigen somit insbesondere nicht das Verhalten und den Eigenbedarf eines Kleinenergieerzeugers. Deshalb ist auch für Kleinenergieerzeuger bislang keine große Motivation vorhanden, sich an Virtuellen Kraftwerken zu beteiligen.Previous remote switchings for virtual power plants thus do not take into account in particular the behavior and the personal requirements of a small energy producer. Therefore, even for small energy producers so far no great motivation exists to participate in virtual power plants.

Der zwischen Generator (über das Energieversorgungsnetz) und Verbraucher hin und her pendelnde Blindstrom wird im Leitungsnetz in Wärme umgesetzt. Generatoren, Transformatoren, Leitungen und Schalteinrichtungen werden dadurch zusätzlich belastet. Es treten Verluste und Spannungsabfall auf. Bei hohem Blindstromanteil können die verlegten Querschnitte nicht voll zur Energieübertragung ausgenützt werden bzw. müssen stärker dimensioniert sein. Es wäre also für das Energieversorgungsnetz wichtig, den Blindstrom möglichst nahe bei dessen Bezug zu kompensieren. Durch den zunehmenden Einsatz von Wärmepumpen kann bei konventionellen Ansteuerungen dieser Wärmepumpenanlagen bei einem Temperatursturz (zum Beispiel in einer Front eines Gewitters) innerhalb von Minuten eine lokal hohe Menge an zusätzlicher Scheinleistung entstehen, welche kompensiert werden muss. Die lokale Auflösung der Feststellung solcher Scheinleistung in einem Energienetzwerk ist meistens recht grob, was die optimale Scheinleistungskompensation erschwert. The reactive current, which oscillates back and forth between the generator (via the power supply network) and the consumer, is converted into heat in the line network. Generators, transformers, lines and switching devices are thereby additionally burdened. There are losses and voltage drops. At high reactive current component, the installed cross sections can not be fully utilized for energy transfer or must be more strongly dimensioned. So it would be important for the power grid to compensate for the reactive current as close as possible to its reference. Due to the increasing use of heat pumps, a locally large amount of additional apparent power, which must be compensated for, occurs within minutes in the case of a temperature fall (for example in a front of a thunderstorm) during conventional activation of these heat pump systems. The local resolution of the detection of such apparent power in an energy network is usually quite coarse, which makes the optimal apparent power compensation difficult.

In herkömmlichen Virtuellen Kraftwerksystemen sind an keiner zentralen Stelle die detaillierten Betriebsparameter der einspeisenden Subsysteme bekannt.In conventional virtual power plant systems, the detailed operating parameters of the feeding subsystems are not known at any central location.

Durch ein gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel bereitgestelltes autonomes Steuersystem, das mittels Netzqualitätsmessung in der Lage ist, eine Interpretation der Echtzeitsituation zu liefern, und durch Projektionsmechanismen, die auf Vergangenheitsdaten aufbauen und eine Zukunftsprognose in Kontext der Echtzeitsituation erstellen, können direkt beim Einspeiser (d.h. an dem geografischen Ort, an dem die Einspeisung erfolgt) die notwendigen Entscheide gefällt werden, wann wieviel Energie eingespeist werden soll.An autonomous control system provided according to an exemplary embodiment that is capable of providing an interpretation of the real-time situation by means of power quality measurement and projection mechanisms that build on past data and make a future prognosis in the context of the real-time situation may be located directly at the feeder (ie at the feeder) geographical location where the feed takes place) the necessary decisions are taken when, how much energy is to be fed.

In diese Selbststeuerung (welche vorteilhaft selbstlernend realisiert werden kann), sind auch Mechanismen einbaubar, welche die lokalen Bedürfnisse erkennen und abdecken können. Mit anderen Worten ist auf derartige Weise eine Rückspeisung möglich, welche auch die lokalen Bedürfnisse berücksichtigt.In this self-control (which can be realized advantageously self-learning), also mechanisms can be installed, which can recognize and cover the local needs. In other words, in such a way a return feed is possible, which also takes into account the local needs.

Dadurch, dass solche Systeme gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung autonom sind, ist es problemlos möglich, mehrere dieser Systeme im Sinne von parallel funktionierenden Subsystemen beim Endverbraucher in Betrieb zu haben (zum Beispiel autonome Batteriesteuerung, autonome Rückspeisung aus Blockheizkraftwerken, autonome Rückspeisung von Photovoltaik-Energie, etc.).The fact that such systems are autonomous according to exemplary embodiments of the invention, it is easily possible to have several of these systems in terms of parallel functioning subsystems in the end user in operation (for example, autonomous battery control, autonomous recovery from combined heat and power plants, autonomous recovery of photovoltaic energy , Etc.).

Durch die beschriebene Autonomie wird das System auch immun gegenüber Hacking, da für den Betrieb keine Echtzeitkommunikation notwendig ist. Es ist in so einem System auch möglich, verschiedene Konfigurations-, Benutzerverhaltens-, Steuer-, Programm-, Hilfs oder Nebendaten über etablierte Kommunikationswege zu übertragen, welche eine weiter verbesserte Steuerung oder Effizienz des autonomen Systemes erlauben (dies kann zum Beispiel Push- oder Pull-basierend sein). Solche Übertragungen sind aber nicht zeitkritisch und können deshalb besseren und dadurch sichereren kryptografischen Mechanismen genügen. Keine geforderte Latzenzzeit bedeutet beliebig bzw. genügend Zeit für komplexere Chiffriermechanismen.The described autonomy also makes the system immune to hacking, since no real-time communication is necessary for operation. It is also possible in such a system to transmit various configuration, user behavior, control, program, auxiliary or subordinate data via established communication paths which allow further improved control or efficiency of the autonomous system (this can be, for example, Push or Be pull-based). However, such transfers are not time-critical and can therefore satisfy better and thus safer cryptographic mechanisms. No required latency means any or sufficient time for more complex ciphering mechanisms.

Da die autonome Systemsteuerung gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung direkt an der Einspeisestelle erfolgt, ist eine sofortige Erkennung von Einspeisebedarf ermöglicht. Konkret kann bei einer solchen Konfiguration zum Beispiel innerhalb einer halben Sinusschwingung bereits eine Rückspeisung aktiviert werden. So sind sehr kurze Reaktionszeiten von 20ms möglich. Die Einspeisentscheide können im Sinne einer besseren Regelperformance auch über eine gewisse Zeit ermittelt, gemittelt und/oder justiert werden.Since the autonomous system control takes place according to exemplary embodiments of the invention directly at the feed point, an immediate detection of feed-in requirement is made possible. Specifically, in such a configuration, for example, within a half sinusoidal oscillation, a backfeed already be activated. So very short reaction times of 20ms are possible. The feed-in decisions can also be determined, averaged and / or adjusted over a certain time in the sense of better control performance.

Dabei können auch Mechanismen der Schwarmintelligenz zum Tragen kommen: Insbesondere kann so zum Beispiel ein Schwingverhalten von Über- und/oder Unterregelungstendenzen durch eine zufallsbedingte Asynchronität durchbrochen werden.In this case, mechanisms of swarm intelligence can come to fruition: In particular, for example, a vibration behavior of over- and / or sub-regulation tendencies can be broken by a random asynchrony.

Eine solche autonome Steuerung kann das Benutzerverhalten erlernen und darauf basierende, für den Benutzer optimierte Entscheide fällen. Erstaunlicherweise wurde gefunden, dass durch Netzqualitätsmessung auf der Endverbraucherseite, und insbesondere der Analyse der ersten und zweiten zeitlichen Ableitung derselben (mit unterschiedlichen Zeitkonstanten, d.h. in Bezug auf eine selbst erarbeitete Historie des Netzqualitätsverlaufs) eine Aussage über den Blindleistungsbedarf getroffen werden kann. Durch entsprechende Steuerung eines Wechselrichters kann dieser die sinnvolle Menge Blindleistung im Rahmen der Rückspeisung erzeugen bzw. kompensieren. Auch hier kommen Mechanismen der Schwarmintelligenz zum Tragen, so dass vorteilhaft kein gegenseitiges Aufschaukeln der Regelprozesse stattfindet. Diese Dynamisierung von Phasenschieberfunktionen auf der Verbraucherseite ermöglichst so eine große Entlastung der Verteilnetze: In Zeiten von großem Blindleistungskompensationsbedarf kann mit etwas mehr Initialerzeugerleistung eine Phasenschieberfunktion übernommen werden (auch zu Zeiten ohne Einspeisung, beim Einsatz eines Wechselrichters als reiner Phasenschieber). Andererseits kann zu Zeiten mit niedrigem Blindleistungskompensationsbedarf der Wechselrichter mit der höchsten Primärleistungseffizienz betrieben werden. Dies alles kann in geografischer Nähe des Kompensationsbedarfs erfolgen, d.h. mit entsprechend minimaler Belastung des Energieversorgungsnetzes. Dieser Mechanismus ist besonders effizient, wenn der Blindstrombezieher möglichst nahe bei der Kompensationsanlage ist. Such autonomous control can learn user behavior and make decisions based on it, optimized for the user. Surprisingly, it has been found that through power quality measurement on the consumer side, and in particular the analysis of the first and second time derivative of the same (with different time constants, ie in relation to a self-developed history of the power quality history) a statement about the reactive power demand can be made. By appropriate control of an inverter, this can generate or compensate the meaningful amount of reactive power in the context of the feedback. Again, mechanisms of swarm intelligence come into play, so that advantageously no reciprocal swaying of the control processes takes place. This dynamization of phase shifter functions on the consumer side makes it possible to greatly reduce the load on the distribution networks: In periods of high reactive power compensation demand, a little more initial generator power can be used to perform a phase shifter function (even at times without supply, when using an inverter as a pure phase shifter). On the other hand, at times of low reactive power compensation demand, the inverter can be operated with the highest primary power efficiency. All of this can be done geographically close to the compensation requirement, ie with correspondingly minimal load on the energy supply network. This mechanism is particularly efficient when the reactive power supplier is as close as possible to the compensation system.

Durch Kommunikationsmechanismen können der Betriebszustand und die möglichen Einspeiseleistungen (Wirk-, Scheinleistung, Startgeschwindigkeit) sowie der zeitliche Wechsel dieser Parameter mitgeteilt werden (insbesondere die Information, was geliefert werden könnte, anstelle der im herkömmlichen Denkansatz üblichen Überlegung, dass gegenwärtig eine bestimmte Menge geliefert wird).By means of communication mechanisms, it is possible to communicate the operating state and the possible feed-in powers (active power, apparent power, starting speed) and the temporal change of these parameters (in particular the information as to what could be supplied, instead of the conventional thinking that currently a certain amount is delivered) ).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine Steuereinrichtung bereitgestellt werden, die eine vorhandene Einspeisanlage entsprechend steuert.According to an exemplary embodiment of the invention, a control device can be provided which controls an existing feed system accordingly.

Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Steuereinrichtung als Teil einer Einspeisanlage (zum Beispiel als Teil eines Wechselrichters) ausgebildet werden, welche nicht zwangsläufig ausschließlich am geografischen Ort eines Endverbrauchers stehen muss.According to another exemplary embodiment of the invention, the control device may be formed as part of a feed-in system (for example as part of an inverter), which does not necessarily have to be located exclusively at the geographical location of an end user.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung können Steuereinrichtungen als mehrere parallel auf der Endverbraucherseite angeschlossene Einspeissysteme (zum Beispiel Generatoren, Wechselrichter, Photovoltaikanlagen, Windanlagen, Kleinwasserkraftwerke, Batteriesysteme, Blockheizkraftwerke, etc.) ausgeführt werden.According to yet another exemplary embodiment of the invention, control devices may be implemented as multiple feed systems (eg generators, inverters, photovoltaic systems, wind turbines, small hydropower plants, battery systems, combined heat and power plants, etc.) connected in parallel on the end user side.

Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung können geografisch oder interessensmäßig zusammengeschlossene Gruppen von Endverbrauchern gebildet werden, welche sich zu einem Virtuellen Kraftwerk zusammenschließen. Eine Steuereinrichtung kann zum Beispiel Abrechnungsgrundlagen für entsprechende Rückvergütungen erfassen und derart bereitstellen, dass sie mit (zum Beispiel datengesicherten) Kommunikationstechnologien übertragen werden können. Das autonome Regeln und Funktionieren (auch im Verbund) ist Teil der Funktionalität einer entsprechenden Steuereinrichtung.According to yet another embodiment of the invention, geographic or interest-grouped groups of end users can be formed which join together to form a virtual power plant. For example, a controller may capture billing bases for corresponding refunds and provide such that they may be communicated with (for example, data-secured) communication technologies. The autonomous rules and functioning (also in the network) is part of the functionality of a corresponding control device.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung als Funktionsblock ausgebildet werden, welcher die entsprechende Algorithmik umfasst und (zum Beispiel als Softwaremodul) in die Hardware eines Lieferanten eingebettet werden kann.According to a further embodiment, the control device can be formed as a functional block, which comprises the corresponding algorithm and (for example as a software module) can be embedded in the hardware of a supplier.

Durch eine Projektion des Einschaltzeitpunktes der Energieeinspeisung ist es möglich, vor diesem Zeitpunkt systemrelevante Zusatzschritte einzuplanen und anzusteuern (zum Beispiel bei einem Blockheizkraftwerk die Startsequenz einzuleiten oder beispielsweise Vorheizen von Batterien oder Brennstoffzellen; bei Strömungssystemen kann zum Beispiel der/die Propeller oder die Turbinenflügel in Arbeitsposition gefahren werden).By projecting the switch-on time of the energy supply, it is possible to schedule and control system-relevant additional steps before this time (for example in a combined heat and power plant to initiate the starting sequence or, for example, preheat batteries or fuel cells, for flow systems, for example, the propeller or the turbine blades in working position be driven).

Es ist auch möglich, die Steuereinrichtung zur Steuerung eines Phasenschiebers oder zu Steuerung eines Wechselrichters im Phasenschieberbetrieb (zum Beispiel Photovoltaik-Anlage zur Nachtzeit) einzusetzen.It is also possible to use the control device for controlling a phase shifter or for controlling an inverter in phase shifter operation (for example photovoltaic system at night).

Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Steuereinrichtung auch drahtlos und/oder drahtgebunden die gewünschten Rückspeiseeinrichtungen steuern. Die Steuereinrichtung kann auch Teil einer solchen Rückspeiseeinrichtung sein.According to a further exemplary embodiment, the control device can also control the desired feedback devices wirelessly and / or by wire. The control device may also be part of such a regenerative device.

Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine Steuereinrichtung bereitgestellt werden, die einerseits die Rückspeiseeinrichtung(en) steuert, aber andererseits Kenntnis über den Blindleistungsbedarf vor Ort hat (zum Beispiel eine Wärmepumpe an demselben geografischen Ort). Je weniger Blindleistung durch das Verteilnetz pendelt, desto weniger wird dieses belastet.According to yet another embodiment, a controller may be provided which on the one hand controls the regenerative device (s) but on the other hand has knowledge of the on-site reactive power demand (for example, a heat pump at the same geographical location). The less reactive power that flows through the distribution grid, the less it will be burdened.

Die Steuereinrichtung kann darüber hinaus als System ausgeführt werden, das sich bei Betriebsbereitschaft in einem übergeordneten System (oder generell in einem Kollekiv) anmeldet und bei Aufgabe der Betriebsbereitschaft wieder abmeldet. Alternativ können auch zyklische Betriebsbereitschafts-Meldungen abgesetzt werden. Des Weiteren kann eine Steuereinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel auch Betriebsdaten mitteilen, so dass beim übergeordneten System die Gesamtmenge der verfügbaren Rückspeiseeinrichtungen leitungsmäßig und geschwindigkeitsmäßig (z.B. Latenzzeit bis zur Einspeisung) kartographiert werden kann und so die Energieerzeugungsdisposition vereinfacht werden kann. Für den Fall von Kommunikationsausfällen (zum Beispiel durch hackerbedingte Distributed DoS Attacken) kann die übergeordnete Stelle mit heuristischen Prognosen immer noch gute Vorhersagen betreffend Einspeisedetails liefern und die autonomen Einspeisstellen gute Eigenentscheide betreffend Einspeisung fällen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die übergeordnete Stelle Projektionsmechanismen implementiert hat, welche auf den vergangenen Einspeise-Verfügbarkeitsdaten und deren Randbedingungen basiert (zum Beispiel bei einer Wetterprognose von „gutem Wetter“ um 5:00 Uhr morgens kann mit x% Wahrscheinlichkeit von dem Subsystem y kW Einspeiseleistung erbracht werden). Mit einer zunehmenden Populationsgröße der beteiligten Subsysteme wächst die entsprechende Prognosefähigkeit.The control device can moreover be designed as a system that, when ready for operation in a higher-level system (or generally in a collective) and logs off when the operational readiness. Alternatively, cyclic standby messages can be issued. Furthermore, according to an exemplary embodiment, a control device can also communicate operating data, so that in the higher-level system the total amount of available feedback devices can be mapped by line and speed (eg latency to feed-in), thus simplifying the power generation disposition. In the case of communication failures (for example due to hack-related distributed DoS attacks), the superordinate body can still provide good forecasts regarding feed-in details with heuristic forecasts and make good autonomous feed-in decisions for the autonomous feed-in points. This is especially true when the parent has implemented projection mechanisms based on the past feed-in availability data and its constraints (for example, at a weather forecast of "good weather" at 5:00 in the morning, with x% probability of subsystem y kW feed-in power are provided). With an increasing population size of the subsystems involved, the corresponding prognosis capability grows.

Die Steuereinrichtung kann ferner als Steuerung ausgebildet sein, welche das Benutzerverbrauchsverhalten analysiert und Vorhersagemechanismen des Eigenbedarfs implementiert. So können aufgrund der prognostischen Daten bessere Vorhersagen über die Einspeiseleistung an ein eventuell übergeordnetes System abgegeben werden. Gleichzeitig ist das Grundbenutzerbedürfnis gut abgedeckt. Es ist auch möglich, dass ein Benutzer bzw. Anlagebesitzer konfigurieren kann, wie sehr seine Bedürfnisse (Gesichtspunkt des Komforts) gegenüber den Bedürfnissen des Energieversorgungsnetzes (Gesichtspunkt der Preisreduktion bzw. Zahlungen für den Benutzer oder Besitzer) gewichtet werden.The controller may be further configured as a controller that analyzes user consumption behavior and implements self-consumption prediction mechanisms. Thus, based on the prognostic data, better predictions about the feed-in performance can be made to a higher-level system. At the same time, the basic user needs are well covered. It is also possible for a user or asset owner to configure how much their needs (comfort aspect) are weighted against the needs of the power grid (price reduction or user or owner payments).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt eine Steuerung einer Wiedereinspeisung für ein Stromverteilungsnetz dadurch, dass mittels lokaler Netzqualitätsanalyse und/oder dem zeitlichen Verlauf derselben entschieden wird, wann wieviel Leistung ins Energieversorgungsnetz eingespeist werden soll. Vorzugsweise befindet sich die besagte Steuerung bei einem Endverbraucher. Beim Endverbraucher können auch mehrere solche Systeme parallel laufen. Die Steuerung kann vorzugsweise Sicherheitsvorkehrungen dergestalt enthalten, dass bei mehreren parallelen Steuerungen kein Aufschaukeln oder Schwingen entstehen soll. Die Steuereinrichtung kann aufzeichnen, welche Leistung eingespeist wurde und/oder wie sich die Netzqualität entwickelt. Gegebenenfalls ist diese Aufzeichnung mittels eines Kommunikationsmittels an eine übergeordnete Stelle übertragbar oder von dieser abrufbar. Diese Datenübertragung kann ohne Echtzeitbezug, mithin offline, erfolgen. Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Energieeinspeisung aufgrund der Netzqualitätsmessung sehr schnell erfolgen (zum Beispiel kann der Start der Einspeisung verzögerungsfrei erfolgen, oder binnen 20ms, binnen 100ms oder binnen 1000ms). Vorteilhaft kann das System einen Einspeisezeitpunkt in der Zukunft ermitteln und im Vorlauf desselben vorbereitende Maßnahmen treffen. Das System kann vom Erhalten von Start-, Leistungsmengen- oder Stopvorgaben von außerhalb des Grundstücks frei sein, auf welchem die Anlage installiert ist. Das System kann über Kommunikationskanäle Betriebsoptimierungsvorgaben erhalten, welche aber nicht in Echtzeit übertragen werden müssen (zum Beispiel können Tabellen mit Vergütungspreisen zu bestimmten Tageszeiten übermittelt werden).According to an exemplary embodiment of the invention, a control of a re-feed for a power distribution network takes place in that it is decided by means of local power quality analysis and / or the time course of the same when and how much power is to be fed into the power grid. Preferably, said control is at an end user. The end user can also run several such systems in parallel. The controller may preferably contain safety precautions such that no rocking or oscillation should occur in the case of several parallel controllers. The controller may record what power has been supplied and / or how the network quality is developing. Optionally, this record is transferable by means of a means of communication to a higher authority or retrievable from this. This data transmission can take place without real-time reference, thus offline. According to an exemplary embodiment, the power supply due to the power quality measurement can be done very quickly (for example, the start of the feed can be done without delay, or within 20ms, within 100ms or within 1000ms). Advantageously, the system can determine a feed-in point in the future and take preparatory measures in advance. The system may be free from receiving start, performance, or stop specifications from outside the property on which the installation is installed. The system can receive operational optimization specifications via communication channels, but these do not need to be transmitted in real time (for example, tables with compensation prices can be transmitted at certain times of the day).

Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann eine Steuereinrichtung zwar autonom die Einspeisung steuern, sich aber zumindest kooperativ, wenn nicht gar synergetisch mit anderen Systemen dieser Art verhalten, welche an demselben Stromverteilungsnetz angeschlossen sind. Es ist bei einer Steuereinrichtung auch möglich, dass zur Funktionserfüllung eine Echtzeitkommunikation erfolgt.According to an exemplary embodiment, a control device may autonomously control the feed, but at least cooperatively, if not synergistically, with other systems of this type connected to the same power distribution network. It is also possible with a control device that real-time communication takes place for functional fulfillment.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Gerät zur Regelung der Blindstromkomponente einer Elektroenergieeinspeisung ins Stromverteilungsnetz geschaffen, welches aufgrund eigener Sensorik und/oder inhärenten Entscheidungsmechanismen den optimalen Zeitpunkt und/oder die optimale Menge von Blindstromkompensation bestimmen kann.According to another embodiment of the invention, a device is provided for controlling the reactive current component of an electrical energy feed into the power distribution network, which can determine the optimum time and / or the optimum amount of reactive current compensation due to its own sensors and / or inherent decision mechanisms.

Eine Steuereinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung vollführt eine Steuerung einer Wiedereinspeisung für das Stromverteilungsnetz dergestalt, dass sie zyklisch mögliche Maximalwerte und/oder Start und Ende der Betriebsbereitschaft an ein übergeordnetes System mitteilt.A control device according to another embodiment of the invention performs a control of a re-feed for the power distribution network in such a way that it cyclically notifies possible maximum values and / or start and end of operational readiness to a higher-level system.

Eine Steuereinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch Benutzerbedürfnisse berücksichtigen.A controller according to an exemplary embodiment of the invention may also consider user needs.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt ist die Möglichkeit eines echten virtuellen Zusammenschlusses, d.h. der Umstand, dass eine echte virtuelle Gruppe gebildet wird, ohne dass eine hierarchische oder anderweitig verbundene Kommunikation über die Einspeisebedarfsmengen und -zeiten benötigt wird.Another advantageous aspect is the possibility of a true virtual union, i. the fact that a true virtual group is formed without the need for hierarchical or otherwise related communication about feed-in quantities and times.

Parameter der Netzqualitätsmessung können sein:

• Spannung (Mittel-, Max-, Min-Wert)
• Strom (Mittel-, Max-, Min-Wert)
• CF Crest Faktor Strom
• Strom IN (Mittel-, Max-Wert)
• CF Crest Faktor N-Leiter Strom
• Spannungsereignisse (Einbrüche, Überhöhungen, Unterbrechungen)
• Leistung P, Q, S (Mittel-, Max-, Min-Wert), Power Faktor PF, TAN
• Summenleistung (Mittel-, Max-, Min-Wert), Power Faktor PF, TAN
• Energie, Energie total
• Flicker (Pst, Plt)
• Spannungs- und Stromharmonische (bis zur 40. Harmonischen)
• THD U (Spannung Mittel-, Max-Wert)
• THD I (Strom Mittel-, Max-Wert)
• Zwischenharmonische der Spannung
• Rundsteuersignale
• Netzimpedanz und Innenwiderstand des Versorgungsnetzes
• Asymmetrien
• Frequenz

Parameters of the power quality measurement can be:

• voltage (middle, max, min)
• current (average, max, min)
• CF Crest Factor Current
• current IN (mean, max value)
• CF Crest Factor N-conductor current
• Voltage events (break-ins, overshoots, interruptions)
• Power P, Q, S (mid, max, min), power factor PF, TAN
• Total power (average, max, min), power factor PF, TAN
• Energy, energy totally
• Flicker (Pst, Plt)
• Voltage and current harmonics (up to the 40th harmonic)
• THD U (voltage average, max value)
• THD I (current middle, max value)
• Interharmonic of the voltage
• ripple control signals
• Mains impedance and internal resistance of the supply network
• asymmetries
• Frequency

1 zeigt eine Anordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem Energieversorgungsnetz 106 und einem Virtuellen Kraftwerk 150 zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz 106. 1 shows an arrangement according to an exemplary embodiment of the invention from a power grid 106 and a virtual power plant 150 for feeding energy into the energy supply network 106 ,

Das Virtuelle Kraftwerk 150 dient zum Einspeisen von elektrischer Energie in das Energieversorgungsnetz 106, welches darüber hinaus an eine Stromleitung 190 des Energieversorgungsnetzes 106 angeschlossene Energieverbrauchseinrichtungen 140 (zum Beispiel elektrische Lasten) mit elektrischer Energie versorgen soll. Das Virtuelle Kraftwerk 150 weist zu diesem Zweck mehrere dezentral lokalisierte und funktionell zusammengeschlossene Vorrichtungen 100 auf, die unten näher beschrieben werden. Jeweilige Steuereinrichtungen 104 der jeweiligen Vorrichtungen 100 sind zum autonomen Steuern eines Zeitverlaufs einer Einspeisemenge von Energie ausgebildet, die von jeweiligen Energieerzeugungseinrichtungen 102 einer jeweiligen Vorrichtung 100 erzeugt und in das Energieversorgungsnetz 106 eingespeist wird. Während jede Steuereinrichtung 104 autonom die Einspeiseenergie-Zeit-Funktion für die ihr zugeordnete mindestens eine Energieerzeugungseinrichtung 102 steuert, hat die Steuerlogik auch eine kooperative Komponente. Die Steuereinrichtungen 104 sind nämlich zum gegenseitigen Kooperieren beim Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz 106 ausgebildet. Hierfür können die Vorrichtungen 100 mittels Kommunikationsschnittstellen über ein Kommunikationsnetzwerk 182, zum Beispiel das Internet, miteinander kommunizieren (die Vorrichtungen 100 sind aber auch ohne die optionale Kommunikationseinrichtung 182 autonom funktionsfähig). Somit ist zusätzlich eine Abstimmung oder zeitliche Synchronisierung der Energieeinspeisung in das Energieversorgungsnetz 106 zwischen den einzelnen kommunizierfähig gekoppelten Vorrichtungen 100 des Virtuellen Kraftwerks 150 ermöglicht.The virtual power plant 150 serves to feed electrical energy into the power grid 106 , which in addition to a power line 190 of the power supply network 106 connected energy consumption facilities 140 (for example, electrical loads) to provide electrical energy. The virtual power plant 150 has for this purpose several decentralized localized and functionally combined devices 100 which will be described below. Respective control devices 104 the respective devices 100 are designed to autonomously control a time course of a feed amount of energy supplied by respective power generation devices 102 a respective device 100 generated and in the power grid 106 is fed. While each control device 104 autonomously the feed-time function for its associated at least one power generating device 102 controls, the control logic also has a cooperative component. The control devices 104 are in fact for mutual cooperation when feeding energy into the energy supply network 106 educated. For this purpose, the devices 100 by means of communication interfaces via a communication network 182 , for example, the Internet, communicate with each other (the devices 100 but they are also without the optional communication device 182 autonomous). Thus, in addition, a vote or temporal synchronization of the energy feed into the power grid 106 between the individual communicatively coupled devices 100 of the Virtual Power Plant 150 allows.

Um die kooperative Steuerlogik der Steuereinrichtungen 104 weiter zu verfeinern, kann das Virtuelle Kraftwerk 150 eine zentrale Koordinierungseinrichtung 108 aufweisen, die über das Kommunikationsnetzwerk 182 unidirektional oder bidirektional kommunizierfähig mit den Steuereinrichtungen 104 gekoppelt ist. Die Koordinierungseinrichtung 108 kann von einer der Vorrichtungen 100 für ein Steuern dieser Vorrichtung 100 in der Vergangenheit indikative Daten empfangen und kann diese an die anderen Vorrichtungen 100 übermitteln. Die zentrale Koordinierungseinrichtung 108 kann darüber hinaus Betriebsoptimierungsvorschläge an die Vorrichtungen 100 übermitteln, die für deren Steuereinrichtungen 104 aber nicht bindend sind.To the cooperative control logic of the control devices 104 To further refine, the Virtual Power Plant 150 a central coordination facility 108 have, over the communication network 182 unidirectional or bidirectionally communicable with the control devices 104 is coupled. The coordinator 108 can from one of the devices 100 for controlling this device 100 in the past received indicative data and can send this to the other devices 100 to transfer. The central coordinator 108 In addition, it may provide operational optimization suggestions to the devices 100 transmit to their controllers 104 but are not binding.

In 1 sind exemplarisch vier Vorrichtungen 100 zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz 106 dargestellt. Die Vorrichtungen 100 wirken miteinander in dem Virtuellen Kraftwerk 150 zusammen und können über das Kommunikationsnetzwerk 182 miteinander Daten austauschen, müssen dies aber nicht.In 1 are exemplary four devices 100 for feeding energy into the energy supply network 106 shown. The devices 100 interact with each other in the Virtual Power Plant 150 together and can over the communication network 182 But they do not have to exchange data with each other.

Die gemäß 1 ganz links gezeigte Vorrichtung 100 hat ein Photovoltaikmodul als Energieerzeugungseinrichtung 102, das, autonom gesteuert von der Steuereinrichtung 104, zumindest einen Teil der von ihm generierten Energie in die Stromleitung 190 des Energieversorgungsnetzes 106 einspeisen kann und zumindest einen anderen Teil der von ihm generierten Energie zum Versorgen einer Energieverbraucheinrichtung 136 (zum Beispiel eine Fußbodenheizung eines Gebäudes, in dem die Vorrichtung 100 installiert ist) verwenden.The according to 1 very left shown device 100 has a photovoltaic module as an energy generating device 102 that, autonomously controlled by the control device 104 , at least part of the energy generated by it in the power line 190 of the power supply network 106 can feed and at least another part of the energy generated by him to supply a power consumption device 136 (For example, underfloor heating of a building in which the device 100 installed).

Die gemäß 1 als zweite von links gezeigte Vorrichtung 100 hat eine Windturbine als Energieerzeugungseinrichtung 102, die, autonom gesteuert von der Steuereinrichtung 104, zumindest einen Teil der von ihr generierten Energie in die Stromleitung 190 des Energieversorgungsnetzes 106 einspeisen kann und zumindest einen anderen Teil der von ihr generierten Energie zum Aufladen einer Energiezwischenspeichereinrichtung 138 (zum Beispiel eine wiederaufladbare Batterie in einem Gebäude, in dem die Vorrichtung 100 installiert ist) verwenden.The according to 1 as the second device shown from the left 100 has a wind turbine as an energy generating device 102 which, autonomously controlled by the control device 104 , at least part of the energy it generates in the power line 190 of the power supply network 106 and at least some other part of the energy it generates to charge an intermediate energy storage device 138 (For example, a rechargeable battery in a building in which the device 100 installed).

Die gemäß 1 als zweite von rechts gezeigte Vorrichtung 100 hat zwei Photovoltaikmodule als Energieerzeugungseinrichtungen 102, die, beide autonom gesteuert von derselben zugeordneten Steuereinrichtung 104, zumindest einen Teil der von ihnen generierten Energie in die Stromleitung 190 des Energieversorgungsnetzes 106 einspeisen können und zumindest einen anderen Teil der von ihnen generierten Energie zum Versorgen einer Energieverbraucheinrichtung 136 (zum Beispiel eine Fußbodenheizung eines Gebäudes, in dem die Vorrichtung 100 installiert ist) verwenden.The according to 1 as the second device shown from the right 100 has two photovoltaic modules as energy generating devices 102 , both of which are autonomously controlled by the same associated control device 104 , at least part of the energy they generate in the power line 190 of the power supply network 106 and at least some other part of the energy they generate to supply a power-consuming device 136 (For example, underfloor heating of a building in which the device 100 installed).

Die gemäß 1 ganz rechts gezeigte Vorrichtung 100 hat einen mit Fremdenergie betriebenen Generator (zum Beispiel ein Blockheizkraftwerk oder ein Biodieselgenerator)als Energieerzeugungseinrichtung 102, die, autonom gesteuert von der Steuereinrichtung 104, zumindest einen Teil der von ihr generierten Energie in die Stromleitung 190 des Energieversorgungsnetzes 106 einspeisen kann und zumindest einen anderen Teil der von ihr generierten Energie zum Versorgen einer Energieverbraucheinrichtung 136 (zum Beispiel eine Fußbodenheizung eines Gebäudes, in dem die Vorrichtung 100 installiert ist) verwenden.The according to 1 rightmost device shown 100 has a generator powered by external energy (for example, a combined heat and power plant or a biodiesel generator) as an energy generating device 102 which, autonomously controlled by the control device 104 , at least part of the energy it generates in the power line 190 of the power supply network 106 and at least some other part of the energy it generates to supply a power-consumption device 136 (For example, underfloor heating of a building in which the device 100 installed).

Jede der Steuereinrichtungen 104 ist also eingerichtet, eine jeweilige Zeit-Menge-Charakteristik von mittels der jeweiligen mindestens einen Energieerzeugungseinrichtung 102 in das Energieversorgungsnetz 106 eingespeister Energie autonom von und kooperierend mit den anderen Vorrichtungen 100 zum Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz 106 zu steuern. Each of the control devices 104 is thus set up, a respective time-amount characteristic of means of the respective at least one energy generating device 102 into the power grid 106 fed energy autonomously from and cooperating with the other devices 100 for feeding energy into the energy supply network 106 to control.

Die Vorrichtungen 100 können sich kooperierend verhalten, selbst wenn es kein Kommunikationsnetzwerk 182 und keine Koordinierungseinrichtung 108 gäbe oder gibt, weil sie durch Netzqualitätsanalyse feststellen können, dass in dem Energieversorgungsnetz 106 ein Energiebedarf vorhanden ist (oder eben nicht vorhanden ist), und zwar auch ohne (optionale) externe Kommunikation.The devices 100 can behave cooperatively even if there is no communication network 182 and no coordinator 108 exist because they can determine through power quality analysis that in the power grid 106 an energy requirement is present (or just does not exist), even without (optional) external communication.

1 zeigt somit, wie die einzelnen Vorrichtungen 100, wenn sie gemeinsam das Virtuelle Kraftwerk 150 bilden und optional über das Kommunikationsnetzwerk 182 (zum Beispiel das Internet oder ein Mobilfunkkommunikationsnetzwerk) kommunizierfähig mit der Koordinierungseinrichtung 108 gekoppelt sind. Über die optionale Kopplung mittels des Kommunikationsnetzwerks 182 und die zentrale Datenverwaltung durch die Koordinierungseinrichtung 108 ist es den einzelnen Vorrichtungen 100 des Virtuellen Kraftwerks 150 zusätzlich ermöglicht, das Verhalten der jeweils anderen Vorrichtungen 100 für eine koordinierte Steuerung mitzuverwenden. Dadurch können gleichzeitig die lokalen Bedürfnisse der Vorrichtungen 100, garantiert durch die autonome Steuerung seitens der dezentralen Steuereinrichtungen 104, als auch die Sicherstellung einer zentralen Energieversorgungssicherheit über das Energieversorgungsnetz 106 in der Steuerung berücksichtigt werden. Das Ergebnis ist eine hohe Akzeptanz bei den Benutzern der Vorrichtungen 100, die ihre eigenen Energiebedürfnisse durch die lokal erzeugten Energiemengen der jeweiligen Energieerzeugungseinrichtungen 102 decken können, ohne Gefahr zu laufen, dass durch eine zentrale und lokal nicht kontrollierbare Steuerlogik die lokalen Bedürfnisse unberücksichtigt bleiben. Gleichzeitig kann durch das Koordinierungsverhalten der Steuereinrichtungen 104, unter anderem basierend auf den mittels der Koordinierungseinrichtung 108 ausgetauschten Daten und gegebenenfalls lokalen Messungen der Netzqualität, auch ein Aufschaukeln in dem Energieversorgungsnetz 106 vermieden werden, das durch eine vollständig isolierte autonome Steuerung der Steuereinrichtungen 104 möglich wäre. 1 thus shows how the individual devices 100 if they work together the virtual power plant 150 form and optional over the communication network 182 (For example, the Internet or a mobile communication network) communicable with the coordinator 108 are coupled. Via the optional connection via the communication network 182 and central data management by the coordinator 108 it is the individual devices 100 of the Virtual Power Plant 150 additionally allows the behavior of each other's devices 100 for co-ordinated control. This can simultaneously address the local needs of the devices 100 , guaranteed by the autonomous control of the decentralized control devices 104 , as well as ensuring a central energy security over the power grid 106 be taken into account in the control. The result is a high acceptance among the users of the devices 100 that meet their own energy needs through the locally generated amounts of energy of their respective power generation facilities 102 without risking that a central and locally uncontrollable control logic will disregard local needs. At the same time, by the coordination behavior of the control devices 104 based inter alia on the means of coordination 108 exchanged data and, where appropriate, local measurements of the network quality, also a rocking in the power grid 106 be avoided by a completely isolated autonomous control of the control devices 104 it is possible.

Es soll jedoch betont werden, dass die Vorrichtungen 100 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne gegenseitige kommunikative Kopplung durch ein Kommunikationsnetzwerk 182 und ohne eine zentrale Koordinierungseinrichtung 108 betrieben werden können und dennoch autonom und dezentral sowie kooperierend gesteuert werden können. Anders ausgedrückt kann die autonome und kooperative Steuerung der Einspeisung von Energie in das Energieversorgungsnetz 106 durch eine jeweilige der Vorrichtungen 100 allein durch die von der Vorrichtung 100 erfasste Netzqualitätscharakteristik des Energieversorgungsnetzes 106 bewerkstelligt werden.However, it should be emphasized that the devices 100 according to a preferred embodiment of the invention without mutual communicative coupling through a communication network 182 and without a central coordinator 108 can be operated autonomously and decentralized as well as cooperating. In other words, the autonomous and cooperative control of the feeding of energy into the power grid 106 by a respective one of the devices 100 solely by that of the device 100 recorded power quality characteristics of the power grid 106 be accomplished.

Die kommunikative Kopplung der Vorrichtungen 100 durch ein Kommunikationsnetzwerk 182 und/oder das Vorsehen der zentralen Koordinierungseinrichtung 108 sind jedoch eine Option, mit der die autonome, dezentrale und kooperative Steuerung weiter verfeinert werden kann. 2 zeigt wirkgekoppelte Vorrichtungen 100 eines Virtuellen Kraftwerks 150 zum Einspeisen von Energie in ein Energieversorgungsnetz 106 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.The communicative coupling of the devices 100 through a communication network 182 and / or the provision of the central coordinator 108 however, they are an option that further refines autonomous, decentralized and cooperative control. 2 shows operatively coupled devices 100 a virtual power plant 150 for feeding energy into a power supply network 106 according to an exemplary embodiment of the invention.

In 2 ist ein Gebäude 210 ein Einfamilienhaus und ein anderes Gebäude 212 ebenfalls ein Einfamilienhaus. An dem Gebäude 212 ist eine Photovoltaikanlage als Energieerzeugungseinrichtung 102 vorgesehen. In dem Gebäude 210 ist eine Fußbodenheizung als Energieverbraucheinrichtung 136 installiert und ein Blockheizkraftwerk als Energieerzeugungseinrichtung 102 vorgesehen, welche die Fußbodenheizung mit Energie versorgt. Die Energieerzeugungseinrichtung 102 wiederum wird über eine Stromleitung 190 mit elektrischer Energie zum Start der Motoren versorgt, die von dem Energieversorgungsnetz 106 bereitgestellt wird. Das Blockheizkraftwerk als Energieerzeugungseinrichtung 102 kann jedoch auch eigenerzeugte Energie über die Stromleitung 190 in das Energieversorgungsnetz 108 einspeisen.In 2 is a building 210 a family house and another building 212 also a family house. At the building 212 is a photovoltaic system as an energy generating device 102 intended. In the building 210 is a floor heating as energy consumption device 136 installed and a combined heat and power plant as an energy generating device 102 provided, which supplies the floor heating with energy. The power generation facility 102 in turn, will be via a power line 190 supplied with electrical energy to start the engines coming from the power grid 106 provided. The combined heat and power plant as an energy generating device 102 However, it can also generate its own energy via the power line 190 into the power grid 108 feed.

Eine ebenfalls in dem Gebäude 210 angeordneter Steuercomputer 250 steuert die Energieverwaltung des Gebäudes 210. Der Steuercomputer 250 kann eine Sicherheitseinrichtung (zum Beispiel eine Firewall) aufweisen, um die Komponenten des Steuercomputers 250 vor einem externen Hackerangriff zu schützen, der die unten näher beschriebene Steuerung stören könnte. One also in the building 210 arranged control computer 250 controls the energy management of the building 210 , The control computer 250 may include a security device (eg, a firewall) to control the components of the control computer 250 to protect against an external hacker attack that could interfere with the control described in more detail below.

Wie ferner in 2 gezeigt, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Energieversorgungsnetz 106 durch eine Mehrzahl von Windkrafterzeugungseinrichtungen 188 ausgebildet, die ihre energetischen Einzelbeiträge einer Energieverwaltungseinrichtung 192 bereitstellen und deren Energiebereitstellungskapazität mit der gerade vorhandenen Windenergiemenge skaliert. Ändert sich der Wind, so ändert sich die Energieversorgungskapazität des volatilen Energieversorgungsnetzes 106. Durch Einspeisung elektrischer Energie, die in den Energieerzeugungseinrichtungen 102 der Vorrichtungen 100 in den Gebäuden 210, 212 erzeugt wird, kann das Energieversorgungsnetz 106 stabilisieren.As further in 2 is shown in the embodiment shown, the power grid 106 by a plurality of wind power generating devices 188 trained, their energy individual contributions of a power management facility 192 and scale their energy supply capacity with the currently available amount of wind energy. If the wind changes, the energy supply capacity of the volatile energy supply network changes 106 , By feeding electrical energy into the energy production facilities 102 of the devices 100 in the buildings 210 . 212 is generated, the power grid 106 stabilize.

Die Vorrichtung 100 weist eine Netzqualitätserfasseinrichtung 200 auf, die eingerichtet ist, eine Netzqualitätscharakteristik des Energieversorgungsnetzes 106 zu erfassen und einer Steuereinrichtung 104 als Basis für das Steuern bereitzustellen. Die Netzqualitätserfasseinrichtung 200 kann insbesondere als Spannungssensor (zum Beispiel ein Spannungsmessgerät) ausgebildet sein, welcher fortwährend die von dem Energieversorgungsnetz 106 bereitgestellte Versorgungsspannung detektiert und der Steuereinrichtung 104 bereitstellt. Alternativ oder ergänzend kann die Netzqualitätserfasseinrichtung 200 andere für die aktuelle Netzqualität indikative Parameter erfassen, zum Beispiel einen Frequenzwert, das Auftreten und die Häufigkeit von Störereignissen und/oder eine für die Impedanz charakteristische Größe.The device 100 has a network quality detection device 200 on, which is set up, a power quality characteristic of the power grid 106 to capture and a control device 104 as a basis for taxation. The network quality detection device 200 may in particular be designed as a voltage sensor (for example, a voltage measuring device), which continuously from the power grid 106 provided supply voltage detected and the control device 104 provides. Alternatively or additionally, the power quality detection device 200 detect other parameters indicative of the current network quality, for example a frequency value, the occurrence and frequency of disturbance events and / or an impedance characteristic quantity.

Die Steuereinrichtung 104 ist eingerichtet, autonom und unabhängig von dem Energieversorgungsnetz 106 zu steuern, welche Menge der von der Energieerzeugungseinrichtung 102 generierten Energie innerhalb des Gebäudes 210 verwendet wird und welche andere Menge über die Stromleitung 190 in das Energieversorgungsnetz 106 eingespeist wird. Anders ausgedrückt bestimmt die lokale Steuereinrichtung 104 allein, wie die erzeugte Energie verwendet wird, unabhängig von dem Energieversorgungsnetz 106 und unabhängig von etwaigen anderen Steuereinrichtungen 104 anderer Vorrichtungen 100 anderer Gebäude (siehe Gebäude 212), die ebenfalls von dem Energieversorgungsnetz 106 mit elektrischer Energie versorgt werden bzw. in dieses Energie einspeisen. Es hat sich herausgestellt, dass die Bereitschaft von Betreibern von Gebäuden 210, 212 (insbesondere private Nutzer), bei der Steuerung der Energieverwaltung des Gebäudes 210 auch Interessen und Erfordernisse des Energieversorgungsnetzes 106 zu berücksichtigen, dann wesentlich stärker ausgeprägt ist, wenn die Steuerhoheit lokal in dem Gebäude 210 verbleibt. Daher führt die autonome Steuerung zu einer breiteren Basis von dem Virtuellen Kraftwerk 150 zugehörigen Energieabnehmern, was zusätzlich zu einem Ausgleich von Schwankungen und damit zu einer Stabilisierung des Energieversorgungsnetzes 106 führt. Allerdings hat es sich ebenfalls als vorteilhaft herausgestellt, dass die einzelnen Steuereinrichtungen 104 der einzelnen Vorrichtungen 100 der einzelnen Gebäude 210, 212 ihr Verhalten aufeinander abstimmen, um durch ein gleichförmiges aber unkoordiniertes Verhalten verursachte Aufschaukeleffekte zu vermeiden. Daher kann die Steuereinrichtung 104 ferner eingerichtet sein, die Temperierung und das Energiemanagement des Gebäudes 104 unter Berücksichtigung von seitens der Koordinierungseinrichtung 108 des Energieversorgungsnetzes 106 bereitgestellten Informationen zu steuern, wobei die endgültige lokale Steuerungshoheit der jeweiligen Steuereinrichtung 104 vorbehalten bleibt. Genauer gesagt ist die Steuereinrichtung 104 eingerichtet, die Zeit-Menge-Charakteristik der eingespeisten Energie basierend auf einem Energieeigenbedarf eines die Energieerzeugungseinrichtung 102 betreibenden Endverbrauchers und basierend auf einem Zeitverlauf der erfassten Netzqualitätscharakteristik des Energieversorgungsnetzes 106 zu steuern.The control device 104 is set up, autonomous and independent of the energy supply network 106 to control what amount of energy from the power generation facility 102 generated energy within the building 210 is used and what other amount over the power line 190 into the power grid 106 is fed. In other words, the local controller determines 104 alone, how the generated energy is used, regardless of the power grid 106 and independent of any other control devices 104 other devices 100 other buildings (see building 212 ), also from the power grid 106 be supplied with electrical energy or feed into this energy. It has been found that the willingness of operators of buildings 210 . 212 (especially private users), in controlling the energy management of the building 210 also interests and requirements of the energy supply network 106 To take into account, then, is much more pronounced when the tax sovereignty is local in the building 210 remains. Therefore, the autonomous control leads to a broader base of the virtual power plant 150 associated energy consumers, which in addition to a compensation of fluctuations and thus to a stabilization of the energy supply network 106 leads. However, it has also proved to be advantageous that the individual control devices 104 of the individual devices 100 the single building 210 . 212 coordinate their behavior to avoid rocking effects caused by uniform but uncoordinated behavior. Therefore, the control device 104 be further established, the temperature and the energy management of the building 104 taking into account by the coordinating body 108 of the power supply network 106 control the information provided, the final local control sovereignty of the respective control device 104 reserved. More specifically, the controller is 104 set up, the time-amount characteristic of the input energy based on an energy intrinsic demand of a power generating device 102 operating end user and based on a time course of the recorded power quality characteristic of the power grid 106 to control.

Ferner ist eine Lerneinrichtung 202 vorgesehen, die zum Auffinden von Verhaltensmustern der Vorrichtung 100 und des Energieversorgungsnetzes 106 in der Vergangenheit und zum Bereitstellen aufgefundener Verhaltensmuster an die Steuereinrichtung 104 als Basis für die zukünftige Steuerung eingerichtet ist. Zum Beispiel kann die Lerneinrichtung 202 erkennen, dass ein Benutzer des Gebäudes 210 zu bestimmten Zeiten bzw. am bestimmten Wochentagen häufig einen erhöhten oder verringerten Energiebedarf hat. Die Lerneinrichtung 202 kann ebenso erkennen, dass das als Windkraftanlage ausgebildete Energieversorgungsnetz 106 erfahrungsgemäß zu bestimmten Tageszeiten oder bestimmten Jahreszeiten mehr oder weniger Energie liefert als sonst. Dies kann in die Steuerlogik der Steuereinrichtung 104 eingehen.Further, a learning device 202 provided for finding patterns of behavior of the device 100 and the power supply network 106 in the past and to provide retrieved patterns of behavior to the controller 104 is set up as the basis for future control. For example, the learning device 202 recognize that a user of the building 210 often has an increased or decreased energy requirement at certain times or on certain days of the week. The learning facility 202 can also recognize that designed as a wind turbine energy supply network 106 According to experience, more or less energy is supplied at certain times of the day or certain seasons than otherwise. This can be incorporated into the control logic of the control device 104 received.

Darüber hinaus weist die Vorrichtung 100 eine Voraussageeinrichtung 204 auf, die basierend auf Vorhersagedaten (zum Beispiel einer Wettervorhersage) zum Voraussagen einer von dem Energieversorgungsnetz 106 gegenwärtig und/oder in absehbarer Zukunft leistbaren Energieversorgungskapazität, insbesondere einer Energieknappheit oder eines Energieüberangebots, und zum Übermitteln eines Ergebnisses der Voraussage an die Steuereinrichtung 104 als Basis für die zukünftige Steuerung eingerichtet ist. Wird zum Beispiel Windstille vorausgesagt, so kann die Steuereinrichtung 104 bereits frühzeitig Maßnahmen ergreifen, die eine zu erwartende Energieknappheit des als Windkraftanlage ausgebildeten Energieversorgungsnetzes 108 berücksichtigt. Eine dieser Maßnahmen ist, dass die Steuereinrichtung 104 eine erhöhte Energieeinspeisemenge einstellt, die von der Energieerzeugungseinrichtung 102 in das Energieversorgungsnetz 106 eingespeist wird.In addition, the device has 100 a predictor 204 based on prediction data (for example, a weather forecast) for predicting one of the power grid 106 current and / or foreseeable future energy supply capacity, in particular an energy shortage or an energy oversupply, and for transmitting a result of the prediction to the control device 104 as a basis for future control is set up. If, for example, calmness is predicted, then the control device 104 Take measures at an early stage, the expected energy shortage of trained as a wind turbine energy supply network 108 considered. One of these measures is that the control device 104 adjusts an increased amount of power supplied by the power plant 102 into the power grid 106 is fed.

2 ist ferner zu entnehmen, dass in der Vorrichtung 100 eine Datenbank 206 bereitgestellt ist, in der Daten gespeichert und abgerufen werden können, welche zum Beispiel die Lerneinrichtung 202 zum Lernen eines Benutzer- und/oder Netzverhaltens basierend auf vergangenen Daten verwenden kann. 2 It can also be seen that in the device 100 a database 206 in which data can be stored and retrieved, for example, the learning device 202 for learning user and / or network behavior based on past data.

Eine Blindstromkompensationssteuerung 208 ist zum Steuern einer Zeit-Menge-Charakteristik einer Blindstromkomponente von eingespeister elektrischer Energie ins Energieversorgungsnetz 106 eingerichtet.A reactive current compensation control 208 is for controlling a time-amount characteristic of a reactive current component of injected electric power into the power grid 106 set up.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel speist sich das Energieversorgungsnetz 106 aus eingespeister Energie der einzelnen dezentralen Vorrichtungen 100 sowie der Windkraftanlage 188. Die Steuereinrichtung 104 kann auf der Basis der vorrichtungsinternen (und optional vorrichtungsexternen) Daten ermitteln, welcher von einem Blockheizkraftwerk als Energieerzeugungseinrichtung 102 bereitgestellter Anteil von Energie lokal zur Versorgung der Fußbodenheizung verwendet werden soll, und welcher Teil in das Energieversorgungsnetz 106 einspeist werden soll.According to the illustrated embodiment, the power supply network feeds 106 from injected energy of the individual decentralized devices 100 as well as the wind turbine 188 , The control device 104 can determine, based on the device-internal (and optional device-external) data, which of a combined heat and power plant as an energy generating device 102 Provided share of energy to be used locally to supply the floor heating, and which part in the power grid 106 should be fed.

Ein Benutzer kann über eine Benutzerschnittstelle 114 benutzerseitig gewünschte Steuerparameter vorgeben. Ferner ist es der Vorrichtung 100 möglich, über das Kommunikationsnetzwerk 182 mit einer Wetterdiensteinrichtung 186 (oder mit anderen webbezogenen Diensten und Knoten) zu kommunizieren, zum Beispiel um zukünftige Wetterprognosen für die Beurteilung der zukünftigen Netzqualität zu erhalten.A user can via a user interface 114 specify desired control parameters on the user side. Furthermore, it is the device 100 possible, via the communication network 182 with a weather service facility 186 (or with other web-related services and nodes), for example, to receive future weather forecasts for the assessment of future network quality.

Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann unter dem Begriff „übertragene Energie“, je nach Kontext, insbesondere eine gesamte zwischen dem Energieversorgungsnetz und Endnutzereinrichtungen übertragene Energiemenge oder nur ein Teil der insgesamt über das Energieversorgungsnetz übertragenen Energiemenge, welcher Teil sich auf eine bestimmte Endnutzereinrichtung oder eine Teilgruppe der Endnutzereinrichtungen bezieht, verstanden werden. Insbesondere kann darunter auch nur eine für eine lokale Belastung der Verteilstruktur relevante Energiemenge verstanden werden. Ferner kann der Begriff „übertragene Energie“ entweder eine erzeugte Energiemenge (zum Beispiel erzeugt durch das Energieversorgungsnetz oder eine Energieerzeugungseinheit einer Endbenutzereinrichtung) oder eine verbrauchte Energiemenge (zum Beispiel von einer Energieverbraucheinheit einer Endnutzereinrichtung verbraucht oder eine am Energieversorgungsnetz ankommende eingespeiste Energie) bezeichnen. Insbesondere kann die übertragene Energie das Resultat einer erzeugten Energie in Verwendung der Verteilstruktur und in Bezug auf die verbrauchte Energie sein.In the context of the present application, by the term "transmitted energy", depending on the context, in particular a total amount of energy transferred between the energy supply network and end user equipment or only part of the total amount of energy transmitted via the energy supply network, which part relates to a particular end user device or a subgroup the end-user facilities. In particular, this can also be understood to mean only an amount of energy relevant to a local load on the distribution structure. Further, the term "transmitted energy" may refer to either an amount of power generated (for example, generated by the power grid or an energy generating unit of an end user device) or a consumed amount of power (eg consumed by a power unit of an end user device or a power input from the power grid). In particular, the energy transmitted may be the result of a generated energy in use of the distribution structure and in terms of the energy consumed.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011009317 [0002]

Claims

Contraption ( 100 ) for feeding energy into a power grid ( 106 ), the device ( 100 ) for interaction with other devices ( 100 ) in a virtual power plant ( 150 ) and comprising: an energy generating device ( 102 ) for generating energy to be fed; a control device ( 104 ), which is set up, a time-quantity characteristic of the energy generating device ( 102 ) into the energy supply network ( 106 ) fed energy autonomously from and cooperating with other devices ( 100 ) of the Virtual Power Plant ( 150 ) for feeding energy into the power grid ( 106 ) to control.

Contraption ( 100 ) according to claim 1, wherein the control device ( 104 ), the time-quantity characteristic of the energy fed in, based on an energy intrinsic demand of the energy generating device ( 102 ) end user.

Contraption ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the control device ( 104 ), the time-quantity characteristic of the energy fed in based on at least one network quality characteristic, in particular based on a time characteristic of at least one network quality characteristic, of the energy supply network ( 106 ) to control.

Contraption ( 100 ) according to claim 3, wherein the network quality characteristic is indicative of that of the power grid ( 106 ) and / or in the foreseeable future affordable energy supply capacity, in particular energy shortage or oversupply.

Contraption ( 100 ) according to claim 3 or 4, wherein the network quality characteristic comprises at least one of the group consisting of an impedance of at least part of the power supply network ( 106 ), one of the power grid ( 106 ) provided electrical voltage value, one of the power grid ( 106 ) Consumption-yielding electric current value, a crest factor of the power supply network ( 106 ) supply, at least one particular discontinuous voltage event in the from the power grid ( 106 ) provided electrical voltage, one of the power grid ( 106 ), one of the power grid ( 106 provided energy, flicker events in one of the power grid ( 106 ) provided signal, at least one harmonic or interharmonics of or from the power grid ( 106 ) provided electrical voltage or electric current, a ripple control signal, an asymmetry in or from the power grid ( 106 ) and a frequency of or from the power grid ( 106 ) provided electric voltage or electric current.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 3 to 5, wherein the device ( 100 ) a network quality detection device ( 200 ), which is set up, the network quality characteristic of the energy supply network ( 106 ) and the control device ( 104 ) as a basis for controlling.

Contraption ( 100 ) according to claim 6, wherein the control device ( 104 ) is arranged to perform the control based on at least one time derivative, in particular the first derivative and / or the second derivative, the detected network quality characteristic.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, comprising a learning device ( 202 ) used to find patterns of behavior of the device ( 100 ) and / or the other devices ( 100 ) and / or the energy supply network ( 106 ) in the past and to provide retrieved patterns of behavior to the controller ( 104 ) is set up as the basis for future control.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, comprising a prediction device ( 204 ) based on forecast data for predicting one of the power grid ( 106 ) current and / or for the foreseeable future energy-carrying capacity and / or for the prediction of 106 ) current and / or in the foreseeable future retrieved amount of energy and / or for predicting by means of the energy generating device ( 102 ) and / or in the foreseeable future into the energy supply network ( 106 ) amount of energy that can be fed in and for transmitting a result of the prediction to the control device ( 104 ) is set up as the basis for future control.

Contraption ( 100 ) according to claim 9, wherein the prediction data includes at least one of a weather forecast, a weather history, a date, a season, a time of day, a consumption expectation, a sunshine state, a consumption history derived forecast of a future user behavior, derived from a consumption history forecast other energy consumers, a user presence detection, a predefinable User preference and a reservation request of a user.

Contraption ( 100 ) according to claim 9 or 10, wherein the control device ( 104 ) is set up to take preparatory actions in the period between receipt of the result of the prediction and a corresponding future control for the future control.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 11, comprising a safety device which is adapted to operate the device ( 100 ) to protect against external manipulation.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the control device ( 104 ) is arranged to control the time-amount characteristic such that an oscillating feeding of energy into the energy supply network ( 106 ), in particular an uplifting feed, synchronously with at least one further energy generating device ( 102 ) of the device ( 100 ) and / or with at least a part of the other devices ( 100 ) is counteracted.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 13, comprising a recording device ( 206 ) arranged to record data indicative of, by means of the control device ( 104 ) set in the past time-quantity characteristics and / or for prevailing power quality characteristics of the power grid ( 106 ) are.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 14, wherein the control device ( 104 ), controlling the time-amount characteristic without centrally for the virtual power plant ( 150 ) predetermined specifications, in particular start instructions, power amount specifications and / or stop specifications to perform.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 15, comprising a reactive current compensation control ( 208 ) for controlling a time-amount characteristic of a reactive current component of injected electrical energy in the power grid ( 106 ) is set up.

Contraption ( 100 ) according to one of claims 1 to 16, wherein the control device ( 104 ), the cooperating control of the time-quantity characteristic without communication on the basis of a recorded network quality characteristic of the energy supply network ( 106 ).

Virtual power plant ( 150 ) for feeding energy into a power grid ( 106 ), whereby the Virtual Power Plant ( 150 ) comprises: a plurality of locally located devices ( 100 ) according to any one of claims 1 to 17; the control devices ( 104 ) of the devices ( 100 ) for mutual cooperation when feeding energy into the energy supply network ( 106 ) are formed.

Virtual power plant ( 150 ) according to claim 18, comprising a central coordinating device ( 108 ), in particular unidirectional or bidirectional, communicable with the control devices ( 104 ) is coupled.

Virtual power plant ( 150 ) according to claim 19, wherein the central coordinating device ( 108 ) is arranged for controlling the devices ( 100 ) in the past, indicative data to the control facilities ( 104 ) and / or by the controllers ( 104 ) to recieve; and / or operational optimization proposals to the controllers ( 104 ).

Method for feeding energy into a power supply network ( 106 ), the method comprising: generating energy to be fed by means of a plurality of decentralized energy generating devices ( 102 ) of a virtual power plant ( 150 ); Controlling a respective time-amount characteristic of by means of a respective one of the energy generating devices ( 102 ) into the energy supply network ( 106 supplied energy autonomously from and cooperating with a respective other autonomously and cooperatively controlled one of the energy generating devices ( 102 ) for feeding energy into the power grid ( 106 ).

A method according to claim 21, wherein a respective one of said energy generating devices ( 102 ) is located at a respective end user and is controlled from there decentralized.

Method according to claim 22, wherein at least a part of the other energy generating devices ( 102 ) is located at least one respective other end user and is controlled from there, each decentralized.

method according to one of claims 21 to 23, wherein at least two of the energy generating devices ( 102 ) are localized to the same end user and are controlled from there together decentralized.

Computer-readable storage medium in which a program for feeding energy into a power supply network ( 106 ), which program, if it is from a processor ( 104 ) a device ( 100 ) executing or controlling the method according to one of claims 21 to 24.

Software program for feeding energy into a power supply network ( 106 ), which software program, if it is from a processor ( 104 ) a device ( 100 ) executing or controlling the method according to one of claims 21 to 24.