DE102015206510A1

DE102015206510A1 - Koordination eines Leistungsaustauschs zwischen einem Verbraucher und einem Versorgungsnetz unter Verwendung von Energiebedarfs-/Energieerzeugungsprognosen

Info

Publication number: DE102015206510A1
Application number: DE102015206510.3A
Authority: DE
Inventors: Mathias Duckheim; Thomas Lehmann; Amjad Mohsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-10-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Leistungsaustauschs an einem Energieübertragungsanschluss (4) zwischen einer Verbrauchseinheit (1) und einem Energieversorgungsnetzwerk (2). Durch eine Energiemanagementvorrichtung (7) der Verbrauchseinheit (1) wird ein historisches, komponentenspezifisches Lastprofil (23) von Komponenten (9–12) der Verbrauchseinheit (1) ermittelt und es werden historische Werte (21) mindestens eines Umgebungsparameters (16–18) ermittelt. Es soll eine langfristige Energiebedarfsvorhersage für die Verbrauchseinheit (1) bereitgestellt werden. Mit den komponentenspezifischen Lastprofilen (23) und den historischen Werten (21) wird ein Modell (31) konfiguriert. Für ein zukünftiges Zeitintervall (29) werden zukünftige Werte (30) der Umgebungsparameter (16–18, 25) geschätzt und auf der Grundlage der geschätzten Werte (30) wird mittels des Modells (31) ein sich am Energieübertragungsanschluss (4) ergebender Leistungsaustausch für das Zeitintervall (29) simuliert. Auf der Grundlage des simulierten Leistungsaustauschs wird ein verbraucherspezifisches Lastprofil (6) an einer Kommunikationsschnittstelle (15) bereitgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Leistungsaustauschs zwischen einer Verbrauchseinheit und einem Energieversorgungsnetzwerks. Die Verbrauchseinheit kann beispielsweise ein Gebäude oder eine Automatisierungsanlage sein. Die Leistung wird über einen Energieübertragungsanschluss ausgetauscht. Zu der Erfindung gehört auch eine Energiemanagementvorrichtung, die zum Koordinieren des Leistungsaustauschs in der Verbrauchseinheit bereitgestellt sein kann.
Zum Planen und Steuern einer Energieproduktion in einem Energieversorgungsnetzwerk ist man an Vorhersagen über den zukünftigen Energieverbrauch einzelner oder mehrerer Netzteilnehmer mit einem Vorhersagehorizont im Bereich von einer Woche bis zu einem Jahr oder mehreren Jahren interessiert. Ein Netzteilnehmer ist im Zusammenhang mit der Erfindung als Verbrauchseinheit bezeichnet. Eine Verbrauchseinheit ergibt sich dadurch, dass diese über einen einzelnen Energieübertragungsanschluss mit dem Energieversorgungsnetzwerk verbunden ist.
Eine weitere wichtige Anwendung für insbesondere langfristige Energiebedarfsvorhersagen ist die Auslegung von Stromnetzen zur Übertragung von elektrischer Leistung beziehungsweise die Auslegung von Wärmeübertragungsrohren in einem Fernwärmenetzwerk.
Eine genaue Vorhersage von Energieverbräuchen mit langem Vorhersagehorizont stellt ein technisches Problem dar. Für die Planung der Energieerzeugung und/oder der Auslegung von Energieverteilungsnetzen werden heutzutage Standardlastprofile für einzelne Verbrauchseinheiten zugrundegelegt. Hierbei kann eine Verbrauchseinheit einer Verbraucherklasse zugeordnet werden. Eine Verbraucherklasse gibt an, ob es sich bei einer Verbrauchseinheit um einen Haushalt oder ein Gewerbe handelt. Ein Standardlastprofil repräsentiert den Leistungsbedarf beziehungsweise die Leistungserzeugung eines Verbrauchers am Energieübertragungsanschluss. Verbraucherspezifische oder verbraucherindividuelle interne Vorgänge, durch welche es zu einer Abweichung vom Standardlastprofil kommen kann, können nicht berücksichtigt werden.
Aus der CN 103413254 A ist ein Verfahren zum Prädizieren eines Verbrauchsverhaltens von Verbrauchern in einem Versorgungsnetzwerk beschrieben, das auf der Grundlage von makroökonomischen und meteorologischen Kenndaten ein Verbrauchsverhalten der Verbraucher prädiziert.
Aus der CN 103226736 A ist ein Verfahren zum Prädizieren einer Last bekannt, das auf der Grundlage einer Clusteranalyse mehrerer Verbraucher ein Lastprofil für die Verbraucher erstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrauchseinheit, beispielsweise ein Gebäude oder eine Automatisierungsanlage, und ein Energieversorgungsnetzwerk zum Versorgen der Verbrauchseinheit aufeinander abzustimmen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Koordinieren oder Abstimmen eines Leistungsaustauschs an einem Energieübertragungsanschluss, über welchen eine Verbrauchseinheit und ein Energieversorgungsnetzwerk gekoppelt sind. Die Verbrauchseinheit weist eine Energiemanagementvorrichtung auf, durch welche die folgenden Schritte durchgeführt werden. Es wird ein jeweiliges historisches, komponentenspezifisches Lastprofil von Komponenten der Verbrauchseinheit ermittelt. Das Lastprofil beschreibt einen zeitlichen Verlauf oder eine Zeitfunktion einer Leistung, die von der jeweiligen Komponente verbraucht oder erzeugt wird. Ein historisches Lastprofil ist aus Messwerten gebildet, die einen tatsächlichen Leistungsverbrauch oder Leistungsüberschuss angeben. Mit komponentenspezifisch ist hierbei ein Lastprofil einer bestimmten Komponente gemeint. Mit verbraucherspezifisch ist dagegen ein Lastprofil der gesamten Verbrauchseinheit am Energieversorgungsanschluss gemeint. Durch Ermitteln komponentenspezifischer Lastprofile wird also nicht das gesamte Lastprofil der Verbrauchseinheit betrachtet, sondern mehrere einzelne Lastprofile, die jeweils durch eine der Komponenten entstehen. Eine Komponente kann beispielsweise ein Gerät der Verbrauchseinheit, beispielsweise ein Roboter oder ein Fließband oder ein Aufzug oder eine Klimatisierungsanlage sein. Eine Komponente kann auch beispielsweise eine Photovoltaikanlage oder ein Generator eines Wasserkraftwerks oder eines Windkraftwerks sein.
Das Verfahren sieht des Weiteren vor, historische Werte mindestens eines Umgebungsparameters zu ermitteln. Historische Werte sind wieder tatsächliche, gemessene Werte. Jeder Umgebungsparameter ist dabei mit einem Leistungsbedarf und/oder Leistungsüberschuss mindestens einer der Komponenten korreliert. Beispielsweise korreliert der Umgebungsparameter „Lufttemperatur“ mit dem Leistungsbedarf einer Komponente „Heizung“.
Das Verfahren sieht des Weiteren vor, dass mit dem Leistungsprofilen der Komponenten und den historischen Werten des mindestens einen Umgebungsparameters ein Modell der Verbrauchseinheit zum Nachbilden des Leistungsaustauschs an den Energieübertragungsanschluss konfiguriert wird. Mit anderen Worten bildet das Modell den inneren Austausch von Leistung zwischen den Komponenten und den Einfluss der Umgebungsparameter auf das Betriebsverhalten der Komponenten nach und erzeugt dann eine Leistungsbilanz, die über den Energieübertragungsanschluss durch das Energieversorgungsnetzwerk auszugleichen ist. Durch Verwendung historischer Lastprofile und historischer Werte wird hierbei zum Konfigurieren des Modells auf den tatsächlichen Leistungsfluss in der Verbrauchseinheit zurückgegriffen, so dass hierdurch Modellparameter des Modells konfiguriert oder auf einen korrekten Wert eingestellt werden können.
Dann werden für ein zukünftiges Zeitintervall zukünftige Werte der Umgebungsparameter geschätzt, also z.B. der Temperatur und/oder der Sonneneinstrahlung. Auf der Grundlage der geschätzten Werte wird mittels des Modells ein sich am Energieübertragungsanschluss ergebender Leistungsaustausch für das Zeitintervall simuliert. Für die Zeitdaten des zukünftigen Zeitintervalls kann aus den Leistungsprofilen ein entsprechendes Betriebsverhalten, das heißt der Leistungsbedarf und/oder Leistungsüberschuss jeder Komponente, sowie aus den geschätzten Werten der Umgebungsparameter der Einfluss der Umgebung in der Simulation berücksichtigt werden.
Auf der Grundlage des simulierten Leistungsaustauschs wird dann das verbraucherspezifische Lastprofil der Verbrauchseinheit ermittelt. Das Lastprofil prädiziert für das zukünftige Zeitintervall einen verbraucherspezifischen Leistungsbedarf und/oder Leistungsüberschuss der Verbrauchseinheit.
Das Lastprofil wird für eine Steuereinrichtung des Energieversorgungsnetzwerks an einer Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt. Hierdurch kann durch die Steuereinrichtung des Energieversorgungsnetzwerks dann später während des Zeitintervalls gemäß dem Lastprofil Leistung am Energieübertragungsanschluss bereitgestellt oder entgegen genommen werden.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass für die Verbrauchseinheit kein Standardlastprofil verwendet werden muss, sondern ein verbraucherspezifisches Lastprofil bereitsteht, so dass durch die Steuereinrichtung des Energieversorgungsnetzwerks eine verbraucherspezifische Planung der Energieerzeugung möglich ist.
Bei der Erfindung kann eine Verbrauchseinheit ein Gebäude oder ein Produktionswerk oder eine Automatisierungsanlage sein. Eine Komponente kann entsprechend eine Heizung oder eine Beleuchtungsanlage oder eine Klimatisierungsanlage oder eine Produktionsstraße oder ein Roboter oder eine Photovoltaikanlage oder eine Kläranlage oder eine Windkraftanlage oder eine Wasserkraftanlage sein. Die Aufzählungen sind beispielhaft.
Das Energieversorgungsnetz kann beispielsweise ein elektrisches Versorgungsnetz oder ein Fernwärmenetz sein. Entsprechend wird durch den Leistungsaustausch elektrische und/oder thermische Energie ausgetauscht. Der Energieübertragungsanschluss ist der Übergangsanschluss, an welchem der Leistungsfluss zwischen dem Energieversorgungsnetzwerk einerseits und der Verbrauchseinheit andererseits stattfindet. Eine andere Bezeichnung für Energieübertragungsanschluss ist „Point of Common Coupling“.
Die Werte des jeweiligen Umgebungsparameters geben eine Zeitreihe an, also den Umgebungsparameter als Funktion der Zeit.
Jedes Lastprofil kann beispielsweise einen Verlauf einer verbrauchten oder produzierten Leistung über der Zeit beispielsweise in Kilowatt oder Megawatt angeben. Das Lastprofil beschreibt die benötigte eingespeiste oder die überschüssige abgegebene Leistung. Eine zeitliche Auflösung des Lastprofils kann in einem Bereich von zehn Minuten bis einem Tag liegen. Bevorzugt ist eine zeitliche Auflösung in einem Bereich von zehn Minuten bis zwei Stunden, beispielsweise 15 Minuten oder eine Stunde.
Das Zeitintervall weist bevorzugt eine Länge in einem Bereich von einer Woche bis einem Jahr auf, beispielsweise eine Woche oder ein Monat oder ein Jahr.
Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche technische Vorteile ergeben.
Gemäß einer Weiterbildung wird ein Lastprofil zumindest einer Komponente ermittelt, deren Betriebsverhalten temperaturabhängig und/oder von einer Strahlungsintensität einer Sonneneinstrahlung abhängig ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass Komponenten mit schwankendem oder veränderlichem oder dynamischem Lastprofil erfasst oder beobachtet werden. Mit anderen Worten werden strukturelle Informationen zur Verbrauchseinheit betreffend temperaturabhängige Verbrauche und/oder bestrahlungsabhängige regenerative Energieerzeuger oder windabhängige regenerative Energieerzeuger erfasst. Durch diese verbrauchsspezifischen Informationen kann ein individuelles verbraucherspezifisches Lastprofil ermittelt werden.
Gemäß einer Weiterbildung werden folgende historische exogene Einflüsse erfasst. Die Umgebungsparameter umfassen zumindest eine Temperatur und/oder eine Strahlungsintensität einer Sonneneinstrahlung und/oder eine Windstärke und/oder einen Wasserstand. Diese Umgebungsparameter sind Energiequellen, die einen Einfluss auf das Lastprofil der Verbrauchseinheit haben.
Gemäß einer Weiterbildung wird als einer der Umgebungsparameter ein Belastungsprofil einer vorbestimmten Last ermittelt, die auf die Verbrauchseinheit einwirkt. Durch Erfassen eines Belastungsprofils einer Last für historische und zukünftige Zeitpunkte ergibt sich der Vorteil, dass auch Nutzungsereignisse oder Nutzungsvorgänge der Verbrauchseinheit beim Ermitteln des verbraucherspezifischen Lastprofils berücksichtigt werden.
Mit einer Weiterbildung wird als Belastungsprofil eine Anzahl von in der Verbrauchseinheit anwesenden Personen ermittelt. Ein solches Belastungsprofil erlaubt es, ein komponentenspezifisches Lastprofil beispielsweise einer Heizungsanlage von höherer Genauigkeit durch eine bessere Berücksichtigung des Wärmebedarfs zu ermitteln. Gleiches gilt für das elektrische Grundlastprofil. Erkenntnisse über anwesende Personen ermöglichen eine deutlich bessere Prognose der zu erwartenden elektrischen und thermischen Grundlast. Eine Weiterbildung sieht vor, dass als Belastungsprofil eine in einer Anlagensteuerung einer Automatisierungsanlage gespeicherte Auftragslage ermittelt wird. Durch die Auftragslage wird beschrieben, wie viele Produkteinheiten durch die Automatisierungsanlage hergestellt oder verarbeitet oder umgearbeitet werden sollen. Beispielsweise kann die Anzahl von abzufüllenden Flaschen in einer Flaschenabfüllanlage ermittelt werden. Es kann auch eine Beschaffenheit eines in einer Gießerei einzuschmelzenden Materials, beispielsweise eine Menge oder ein Materialtyp, ermittelt werden. Hieraus ergibt sich der Leistungsbedarf eines Schmelzofens. Eine Weiterbildung sieht vor, dass als Belastungsprofil eine Produktionsreihenfolge von in der Verbrauchseinheit hergestellten Produkten ermittelt wird. Beispielsweise kann in einer Anlage zum Herstellen von Blechpressteilen für unterschiedliche Zeitintervalle das Pressens von Teilen unterschiedlicher Blechdicke vorgesehen sein. Anhand der Produktionsreihenfolge kann dann ermittelt werden, welche Blechdicken zu welchen Zeiträumen gepresst werden, was unterschiedlich viel Energie benötigt. Dies ergibt ein Lastprofil der Pressen.
Gemäß einer Weiterbildung werden zum Erzeugen der historischen Werte der Umgebungsparameter Messungen mittels in der Verbrauchseinheit bereitgestellter Sensoren durch die Energiemanagementvorrichtung durchgeführt. Indem keine globalen Messungen, beispielsweise durch ein Wetteramt, durchgeführt werden, sondern verbraucherspezifische Messungen, können auch gebäudespezifische Verschattungen, das heißt Abschattungseffekte aufgrund einer Gebäudearchitektur, bei den Komponenten berücksichtigt werden. Des Weiteren kann eine besondere geographische Lage der Verbrauchseinheit im Zusammenhang beispielsweise mit Wolkenbildung oder Wind berücksichtigt werden. Alternative Quellen für die historischen Werte können Datenbanken, beispielsweise eines meteorologischen Instituts oder einer anderen verbraucherexternen Einrichtung, sein.
Gemäß einer Weiterbildung werden zum Schätzen der zukünftigen Werte Durchschnittswerte für jeweils eine Temperatur und/oder Sonneneinstrahlung und/oder Windstärke ermittelt, die beispielsweise einen Monatsdurchschnitt oder einen jahreszeitlichen Durchschnitt (Frühling, Sommer, Herbst, Winter) darstellen. Hierdurch ergeben sich jahreszeitlich bedingte mittlere Verläufe der jeweiligen Umgebungsparameter, die zuverlässig genug für das Ermitteln des Lastprofils der Verbrauchseinheit sind.
Bei einer Weiterbildung werden Steuervorhaben und Regelungsvorhaben des aktiven Energiemanagements berücksichtigt, wie sie beispielsweise durch aktive Vermeidung von Spitzenlasten durch den Einsatz von Speicheraggregaten vorgesehen sein können. Diese Weiterbildung berücksichtigt, dass durch die Energiemanagementvorrichtung Komponenten in ihrem Betriebsverhalten gesteuert oder beeinflusst werden. Bei dieser Weiterbildung werden durch die Energiemanagementvorrichtung bei mindestens einer der Komponenten ein Leistungsverbrauch und/oder eine Leistungserzeugung gesteuert. Beispielsweise kann es sich bei der Komponente um eine Heizung und/oder einen Energiespeicher und/oder einen Generator handeln. Beim Simulieren des Leistungsaustauschs mittels des Modells wird ein zeitabhängiges und/oder ereignisabhängiges Steuersignal der Energiemanagementvorrichtung berücksichtigt oder zugrundegelegt. Ist für das zukünftige Zeitintervall beispielsweise vorgesehen, dass ein durch die Energiemanagementvorrichtung automatisierter Speichervorgang von Energie in einem Energiespeicher durchgeführt wird, um beispielsweise einen Spitzenlast zu senken, so kann dieses Zwischenspeichern von Energie in dem Energiespeicher beim Simulieren des Leistungsflusses am Energieübertragungsanschluss berücksichtigt werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird durch das Modell auch eine Kopplung beispielsweise zwischen elektrischen und thermischen Verbrauchsvorhersagen berücksichtigt, wie sie sich beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk oder bei einer Wärmepumpe oder bei einer Heizung-Lüftung-Klima-Kühlung-Anlage (HLKK-Anlage) oder einer HLK-Anlage ergeben. Bei dieser Weiterbildung wird durch das Modell allgemein mindestens ein Zusammenhang zwischen zwei unterschiedlichen Energieformen, insbesondere ein elektrisch-thermischer Zusammenhang, der sich in der Verbrauchseinheit ergibt, nachgebildet.
Eine Weiterbildung betrifft ein geeignetes Modell für die beschriebene Simulation des Leistungsaustauschs. Bei dieser Weiterbildung wird durch das Modell ein zeitlicher Verlauf der am Energieübertragungsanschluss ausgetauschten Leistung als autoregressiver Prozess nachgebildet. Insbesondere ist ein autoregressiver Prozess zugrunde gelegt, der auch exogene Einflüsse berücksichtigt. Ein solcher autoregressiver Prozess wird auch als ARX-Modell bezeichnet.
Eine Weiterbildung berücksichtigt die mögliche sprunghafte Änderung des Leistungsbedarfs einer Verbrauchseinheit, wie sie sich an einem Übergang von einem Werktag zu einem Feiertag ergibt. Bei dieser Weiterbildung wird das Zeitintervall einer von mehreren vorgegebenen Zeitklassen zugeordnet und für jede Zeitklasse ein anderes Modell konfiguriert und zum Simulieren des Leistungsaustauschs verwendet. Durch Wählen des richtigen internen Modells (z.B. Werktag oder Wochenende) kann für die jeweilige Zeitklasse ein präziseres verbraucherspezifisches Lastprofil ermittelt werden. Insbesondere wird durch Zuordnen des Zeitintervalls in eine Zeitklasse die Zeitsteuerung der Energiemanagementvorrichtung berücksichtigt, die gerade für unterschiedliche Zeitklassen unterschiedliche Steuersignale für mindestens eine Komponente vorsieht. Ein Beispiel hierfür ist das Absenken der Raumtemperatur in Büroräumen am Wochenende.
Besonders bevorzugt umfassen die vorgegebenen Zeitklassen mindestens eine der folgenden Klassen: Werktag, Wochenende, Feiertag, verbraucherspezifischer Ruhetag (beispielsweise Betriebsausflug oder Inventur), verbrauchsspezifischer Betriebstag (beispielsweise Sonderschicht oder Nachtschicht).
Hierdurch werden besondere Ereignisse innerhalb der Verbrauchseinheit berücksichtigt. Die Klassenzuordnung kann beispielsweise auf der Grundlage von Kalenderdaten und/oder Zeitsteuerdaten der Energiemanagementvorrichtung erfolgen. Durch die Zeitsteuerdaten wird das Erzeugen von Steuersignalen der Energiemanagementvorrichtung gesteuert.
Zu der Erfindung gehört auch die beschriebene Energiemanagementvorrichtung zum Koordinieren eines Leistungsaustauschs einer Verbrauchseinheit mit einem Energieversorgungsnetzwerk. Die Energiemanagementvorrichtung weist eine Kommunikationseinrichtung auf, die beispielsweise einen Netzwerkcontroller zum Austauschen von Kommunikationsdaten mit einem Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise einem Ethernet, aufweisen kann. Die Kommunikationseinrichtung ist dazu ausgelegt, jeweilige Komponentenwerte eines Energieverbrauchs und/oder einer Energieerzeugung aus mindestens einer Komponente der Verbrauchseinheit zu empfangen. Des Weiteren ist die Kommunikationseinrichtung dazu ausgelegt, Werte mindestens eines Umgebungsparameters der Verbrauchseinheit aus einer jeweiligen Sensoreinrichtung zu empfangen. Die Sensoreinrichtung kann eine verbrauchereigene Sensoreinrichtung, beispielsweise ein Thermometer und/oder ein Fotosensor, sein. Die Sensoreinrichtung kann auch durch eine verbraucherexterne Einrichtung, beispielsweise einen Wetterdienst, bereitgestellt sein. Die Energiemanagementvorrichtung weist des Weiteren eine Recheneinrichtung auf, die beispielsweise einen Mikroprozessor umfassen kann. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, zu jeder der Komponenten aus deren Komponentenwerten ein komponentenspezifisches Lastprofil zu erzeugen und auf der Grundlage jedes komponentenspezifischen Lastprofils und der Werte des mindestens einen Umgebungsparameters eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Verbrauchseinheit und eines Energieversorgungsnetzwerks, wobei ein Leistungsaustausch durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiemanagementvorrichtung koordiniert wird;
2 eine schematische Darstellung der Energiemanagementvorrichtung der Verbrauchseinheit von 1;
3 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das durch die Energiemanagementvorrichtung von 2 durchgeführt werden kann.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Verbrauchseinheit 1, ein Energieversorgungsnetzwerk 2 und einen Energiemarkt 3.
Von dem Energiemarkt 3 kann sich das Energieversorgungsnetzwerk 2 elektrische und/oder thermische Energie beschaffen, die als elektrische Leistung und/oder Heizleistung durch das Energieversorgungsnetzwerk 2 an einen Energieübertragungsanschluss 4 der Verbrauchseinheit 1 bereitgestellt werden kann. Über den Energieübertragungsanschluss 4 kann auch Energie aus der Verbrauchseinheit 1 in das Energieversorgungsnetzwerk 2 eingespeist werden.
Das Energieversorgungsnetzwerk 2 kann eine Steuereinrichtung 5 aufweisen, die beispielsweise einen Leitstand zum Steuern von Kraftwerken und/oder Generatoren umfassen kann. Die Steuereinrichtung 5 kann das Erzeugen und/oder Verteilen der Energie im Energieversorgungsnetzwerk 2 in Abhängigkeit von einem Lastprofil 6 der Verbrauchseinheit 1 planen und/oder steuern. Eine wichtige Grundlage für die Entscheidung über die Beschaffung von Energie aus dem Energiemarkt 3 ist die Vorhersage über den zukünftigen Energieverbrauch der Verbrauchseinheit 1 mit einem Vorhersagehorizont in einem Bereich von einer Woche bis zu mehreren Jahren, beispielsweise bis zu sechs Jahren. Hierzu kann das Lastprofil 6 durch die Steuereinrichtung 5 zugrunde gelegt werden.
Das Lastprofil 6 ist dabei verbraucherspezifisch für die Verbrauchseinheit 1 durch eine Energiemanagementvorrichtung 7 der Verbrauchseinheit 1 gebildet. Die Energiemanagementvorrichtung 7 dazu ausgelegt, das Lastprofil 6 auf der Grundlage von verbraucherspezifischen Informationen und auf der Grundlage eines durch eine Steuereinrichtung 8 der Energiemanagementvorrichtung 7 durchgeführten Energiemanagements zu bilden. Hierdurch ergibt sich eine Verbesserung der Energieverbrauchsprognose, das heißt der Güte oder der Genauigkeit des Lastprofils 6 für zukünftige Zeitintervalle. Es werden verlässliche, langfristige und insbesondere individuelle Abschätzungen des Leistungsbedarfs beziehungsweise Leistungsüberschusses bereitgestellt. Die Steuereinrichtung 5 kann hierdurch eine realistische Energieverbrauchsprognose durchführen und hierdurch eine Netzüberlast und eine Netzunterlast des Energieversorgungsnetzes 2 vermeiden. Des Weiteren ergeben sich bessere Handelsentscheidungen für die Beschaffung von Energie aus dem Energiemarkt 3.
Zum Erstellen des Lastprofils 6 für einen zukünftigen Zeitraum wird durch die Energiemanagementvorrichtung 7 der Energiefluss oder Leistungsfluss innerhalb der Verbrauchseinheit 1 berücksichtigt und als Lastprofil ermittelt, welche Leistung über den Energieübertragungsanschluss 4 mit dem Energieversorgungsnetz 2 ausgetauscht werden muss, damit sich eine ausgeglichene Energiebilanz oder Leistungsbilanz innerhalb des zukünftigen Zeitintervalls ergibt. Hierbei werden mögliche Einspeisungsquellen und Energiespeicher sowie komponentenspezifische Lastprofile und Umgebungseinflüsse berücksichtigt.
Die Verbrauchseinheit 1 kann hierbei beispielsweise ein Gebäude, beispielsweise eine Bürogebäude oder ein Bahnhof sein. Die Verbrauchseinheit 1 kann auch beispielsweise eine Industrie- und Produktionsanlage sein. Mit anderen Worten kann die Verbrauchseinheit eine Automatisierungsanlage sein.
Das Lastprofil 6, das eine Funktion der am Energieübertragungsanschluss 4 auszutauschenden Leistung über der Zeit darstellt, ergibt sich aus dem jeweiligen Leistungsbedarf und/oder Leistungsüberschuss von Komponenten 9, 10, 11, 12, 13 der Verbrauchseinheit 1. Indem die Komponenten 9 bis 13 Energie untereinander austauschen, kann ein Austausch von Leistung über den Energieübertragungsanschluss 4 vermieden werden. Die in 1 dargestellten Komponenten 9 bis 13 sind nur beispielhaft. Die Verbrauchseinheit 1 kann mehr oder weniger Komponenten aufweisen. Die Komponente 9 kann beispielsweise eine Solaranlage, die Komponente 10 eine Windkraftanlage, die Komponente 11 eine Heizung, die Komponente 12 ein Fahrstuhl und die Komponente 13 ein Energiespeicher, beispielsweise ein elektrischer Akkumulator, sein.
Zum Ermitteln des Lastprofils 6 kann die Energiemanagementvorrichtung 7 eine Recheneinrichtung 14 aufweisen, bei der es sich beispielsweise um eine Computeranlage der Verbrauchseinheit 1 handeln kann.
Durch die Recheneinrichtung 4 wird zum Ermitteln des Lastprofils 6 ein Verfahren durchgeführt, das im Folgenden anhand von 1, 2 und 3 erläutert ist.
In dem Verfahren zur Berechnung einer Langzeitverbrauchsvorhersage werden beispielsweise mittels einer statistischen Berechnungsmethode, Informationen vorteilhaft verwendet, die nur innerhalb der Verbrauchseinheit 1, beispielsweise innerhalb eines Gebäudes oder der Energiemanagementvorrichtung der Verbrauchseinheit, zugänglich sind, nicht aber in der Steuereinrichtung 5 des Energieversorgungsnetzwerks 2. Durch die Verwendung dieser verbraucherspezifischen Informationen können die Abweichungen des Energieverbrauchs des einzelnen Verbrauchers von einem Durchschnittslastprofil vorhergesagt werden und die Genauigkeit der Prognose, das heißt das Lastprofil 6 für einen vorbestimmten zukünftigen Zeitraum oder ein vorbestimmtes zukünftiges Zeitintervall gesteigert werden. Die so erhaltenen Vorhersagen können dann dem Netzbetreiber oder Energielieferanten an einer Kommunikationsschnittstelle 15 bereitgestellt werden, über welche beispielsweise die Steuereinrichtung 5 das Lastprofil 6 empfangen oder auslesen kann. Die Kommunikationsschnittstelle 15 stellt somit ein Gateway (GW) dar.
Durch die Recheneinrichtung 14 wird das Lastprofil 6 insbesondere auf der Grundlage der folgenden Informationen, die nur der Verbrauchseinheit 6 direkt zugänglich sind, gebildet.
Als strukturelle Informationen kann das Vorhandensein von regenerativer Energieerzeugung berücksichtigt werden, beispielsweise die Photovoltaikanlage 9 und/oder die Windkraftanlage 10. Des Weiteren können temperaturabhängige Verbraucher, wie beispielsweise die Heizung 11, oder allgemein eine HLK-Anlage (HLK – Heizung, Lüftung, Kühlung) berücksichtigt werden. Diese Informationen geben an, wie stark der Verbrauch von den Wetterbedingungen abhängt. Solche Bedingungen stellen Umgebungsparameter 16, 17, 18 dar. Der Umgebungsparameter 16 kann beispielsweise eine Strahlungsintensität der Sonne an der Photovoltaikanlage 9, der Umgebungsparameter 17 beispielsweise eine Windstärke und der Umgebungsparameter 18 eine Temperatur der Luft oder der Umgebung sein. Die Recheneinrichtung kann über eine Kommunikationseinrichtung 19 mit Sensoren 20 gekoppelt sein, durch welche Messwerte 21 der Umgebungsparameter 16, 17, 18 gebildet werden. Die Messwerte 21 stellen historische Werte 22 (HIST PAR – historische Parameterwerte) dar. Zusätzlich zu den Sensorwerten 21 können die historischen Werte 22 auch beispielsweise von einer vorrichtungsexternen Datenquelle, beispielsweise einem meteorologischen Dienst, empfangen werden.
Des Weiteren können Lastprofile 23 (HIST LOAD – historische Lastprofile) der Komponenten 9 bis 13 ermittelt werden. Hierzu kann die Recheneinrichtung 14 über die Kommunikationseinrichtung 19 Energiewerte 24 von den Komponenten 9 bis 13 empfangen, die einen aktuellen Energieverbrauch oder eine aktuelle Energieerzeugung der jeweiligen Komponente 9 bis 13 angibt. Die Energiewerte 24 stellen Komponentenwerte dar. Durch einen Sensor 20 kann beispielsweise auch ein Belastungsprofil 25 erzeugt werden, welches beispielsweise eine Anzahl von Personen in einem Gebäude beschreibt. Die Anzahl von Leuten wird zur Bestimmung von elektrischer und thermischer Grundlast verwendet.
Durch die Steuereinrichtung 8 stellt die Energiemanagementvorrichtung 7 ein aktives Energiemanagement bereit. Durch Berücksichtigung von aktiven Steuer- und Regelungs-Vorgaben kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass durch die Steuereinrichtung 8 eine aktive Vermeidung von Spitzenlasten durch den Einsatz eines Speicher-Aggregats, wie des Energiespeichers 13, durchgeführt wird, so dass eine solche Spitzenlast nicht über den Energieaustauschanschluss 4 mittels des Energieversorgungsnetzwerks 2 ausgeglichen werden muss. Für das aktive Energiemanagement kann durch die Steuereinrichtung 8 ein Steuersignal 26 erzeugt werden, welches beispielsweise die Energieaufnahme und/oder Energieabgabe des Energiespeichers 13 steuert. Das Steuersignal 26 kann beispielsweise in Abhängigkeit von Zeitsteuerdaten 27 und/oder von Steuerregeln 28 erfolgen. Die Steuerregeln 28 können beispielsweise Steuersignal 26 in Abhängigkeit von Ereignissen, wie beispielsweise einem Wert der Sonneneinstrahlung 16 und/oder der Windstärke 17, erzeugen.
Es kann auch ein elektrisch-thermischer Zusammenhang berücksichtigt werden, wodurch sich in vorteilhafter Weise eine Kopplung zwischen elektrischen und thermischen Energieverbrauchsvorhersagen ergibt, wie sie sich bei der Verbrauchseinheit 1 über aktiv gesteuerte/geregelte Aggregate, wie sie im Energiespeicher 13, ergeben können, die elektrischen und thermischen Verbrauch/Lasten koppeln, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk, eine Wärmepumpe oder eine HLK-Anlage.
Zum Bilden des Lastprofils 6 wird ein Zeitintervall 29 vorgegeben, für welches ein zeitlicher Verlauf oder eine Zeitfunktion der am Energieaustauschanschluss 4 auszutauschenden Leistung beschreibt. Zu dem Zeitintervall 19 können zukünftige Werte 30 der Umgebungsparameter 21, 25 ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise auf korrespondierende historische Werte 22 zurückgegriffen werden, die beispielsweise in derselben Jahreszeit oder am selben Wochentag ermittelt worden sind. Des Weiteren kann für das Ermitteln zukünftiger Werte 30 (FUT PAR – future parameters) auch auf vorrichtungsexterne Datenquellen, beispielsweise einem meteorologischen Dienst, zurückgegriffen werden.
Des Weiteren kann das Zeitintervall 29 oder Teile des Zeitintervalls 29 dahingehend klassifiziert werden, ob es sich um einen Werktag oder einen Feiertag oder einen werksfreien Tag handelt. Hierzu ist eine Klassifizierung 33 (CLASS) bereitgestellt. Die Klassifizierung 33 kann auch auf der Grundlage von Kalenderdaten 34 spezifisch für die Verbrauchseinheit 1 erzeugt werden. Hierdurch kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass in der Verbrauchseinheit 1 beispielsweise saisonbedingt Nachtschichten gefahren werden.
Genauso können Auswirkungen von besonderen Ereignissen oder Veränderungen innerhalb des Zeitintervalls 29 berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Tag der offenen Tür geplant sein oder ein Betriebsausflug oder eine größere Veränderung der Belegschaft. Auf Grundlage des Belastungsprofils 25 kann die Anzahl der Mitarbeiter oder Besucher in der Verbrauchseinheit 25 ermittelt werden. Beispielsweise kann durch das Belastungsprofil 25 angegeben werden, dass morgens 50, mittags 100, nachmittags 150 und abends 15 und nachts 0 Personen in der Verbrauchseinheit 1 anwesend sind.
Auf Grundlage der historischen Werte 25 und der Lastprofile 23 kann ein Modell 31 des Lastaustauschs am Energieaustauschanschluss 4 konfiguriert werden. Anschließend kann auf der Grundlage des Zeitintervalls 29 eine Simulation oder Prognose des Leistungsaustauschs am Energieaustauschanschluss 4 mittels des Modells 21 durchgeführt werden. Hierdurch ergibt sich eine Prognose 32 (PROG) des Leistungsaustauschs. Hieraus kann das Leistungsprofil 6 ermittelt werden und an der Kommunikationsschnittstelle 15 bereitgestellt werden.
In 2 ist hierzu ein beispielhafter Verlauf des Lastprofils 6 als Zeitfunktion über der Zeit t in Tagen d für eine aus dem Energieversorgungsnetzwerks 2 von der Verbrauchseinheit 1 benötigte Leistung P in Kilowatt (kW) beispielhaft angegeben.
2 veranschaulicht die beschriebenen Schritte entlang eines Zeitstrahls 35. Bei dem Modell 31 werden in einem Schritt S1 Modellkomponenten initialisiert, wofür beispielsweise die beschriebenen strukturellen Informationen über die vorhandenen Komponenten zugrundegelegt werden können. Anschließend können in einem Schritt S2 Modellparameter eingestellt werden, das heißt das Modell konfiguriert werden, wozu die historischen Werte 23 und die Lastprofile 22 genutzt werden.
Anschließend kann in einem Schritt S3 auf der Grundlage des vorgegebenen Zeitintervalls 29 und der geschätzten zukünftigen Werte 30 der Umgebungsparameter 16 bis 18 und eines geschätzten Belastungsprofils die Prognose 32 ermittelt werden.
3 veranschaulicht noch einmal das zeitliche Verhältnis der beschriebenen Größen. Dargestellt ist der Zeitstrahl 35. Zu einem Prognosezeitpunkt T, das heißt dem Jetzt-Zeitpunkt, werden die historischen Werte 22 und die Lastprofile 23 im Schritt S2 zum Konfigurieren des Modells 31 verwendet. Von den historischen Werten 22 sind in 3 nur einige der Sensorwerte 21 mit einem Bezugszeichen versehen. Auch bei den Lastprofilen 23 sind nur einige der Energiewerte 24 mit einem Bezugszeichen versehen. Für das Zeitintervall 29 werden zukünftige Werte 30 geschätzt, bei denen es sich beispielsweise um Mittelwerte 36 aus den historischen Werten 22, die beispielsweise in derselben Jahreszeit, im selben Monat oder am selben Tag in einer vergangenen Zeitperiode 37 ermittelt worden sind. Das Lastprofil 6 kann als eine Zeitreihe 38 von Leistungswerten 39 ausgestaltet sein. Von den Leistungswerten 39 sind in 3 nur einige mit einem Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden ist eine Ausführungsform des Modells 31 genauer beschrieben. Bei dem Modell 31 kann es sich um ein Modell eines autoregressiven Prozesses ARX handeln.
Die Lastprofile werden als Leistungszeitreihen dargestellt: P_t; t = 1, 2, 3, ..., wobei die Zeit t das genaue Zeitintervall definiert, z.B. 15-min-Zeitintervalle, in denen die Lastdaten gespeichert/erfasst werden. Es wird unterschieden zwischen historischen Daten P_t ^hist für Zeitintervalle t in der Vergangenheit und vorhersehbaren Belastungen (durch ein Hut-Symbol angegeben) P ^_t für Zeitintervalle t in dem Prognosezeitraum oder zukünftigen Zeitintervall. Ähnlich zu der Last, werden exogene Einflüsse/Inputs (Temperatur T, Bestrahlungsstärke I, ...) erfasst durch U_t = (T_t, I, ...); t = 1, 2, 3, ... und Klassen, die z.B. angeben, ob ein Zeitintervall t an einem Arbeitstag oder an einem freien Tag erfasst worden ist.
Diese werden angegeben durch c_t = 1, 2, 3, ... N_cl; t = 1, 2, 3, ... wobei N_cl die Anzahl der Klassen definiert.
Der Algorithmus nutzt für jede Klasse/Einstufung c ein autoregressives Modell mit exogenen Einflüssen/Inputs (ARX-Modell). Eine Belastung P ^_t für das Zeitintervall t im historischen Zeitraum wird gemäß der folgenden Modellgleichung angegeben:
wobei Π_t(i) Intervallkennzahlen in den Tagen, die P ^_t vorangehen, darstellen und die die gleiche Klasse/Einstufung c_t und die gleiche Tageszeit am aktuellsten Tag aufweisen. Zum Beispiel im Falle einer einzigen Klasse und für eine Lösung von 96 Intervallen pro Tag Π_t = (t – 96, t – 2·96, t – 3·96, ...).
In diesem Fall zeigt das Modell folgende Formel:
Die Modellordnung in der Klasse/Einstufung c wird durch O_c angegeben. Das Modell in der Klasse c besteht aus den Modellkoeffizienten
für die autoregressiven Terme des ARX-Modells und
für die N_X exogenen Einflüsse/Inputs.
Der Algorithmus berechnet die Modellkoeffizienten mit der Schätzung des kleinsten Quadrats
wobei die Summe aus Zeitintervallen mit derselben Klasse c in der Vergangenheit besteht.
Eine Prognose des vorhergesagten Zeitraums oder Zeitintervalls wird gemäß der obigen Modellgleichung durch die Koeffizienten a_i,c,, b_j,c definiert, die vom historischen Datensatz erfasst worden sind. Für die Prognose wird das Inputbeispiel
gemäß der Modellgleichung für den In-Class-Durchschnitt der Eingabewerte im selben Monat des vorherigen Jahres dargestellt. Die exogenen Einflüsse wie U_1,t, U₂, ..., U_Nx,t werden als den saisonalen Durchschnitt für Einstrahlung und Temperaturen genutzt. In dem Fall, dass die Lastprofile des aktuellsten vergangenen Monats, z.B. Dezember, im Vergleich zu dem Lastprofil im Dezember des vorherigen Jahres durch einen Faktor erweitert worden sind, wird das Lastprofil mit diesem Faktor maßstäblich neu geändert.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine langfristige Energieverbrauchsprognose für Gebäude und Anlagen mit einem aktiven Energiemanagementsystem bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 103413254 A [0005]
CN 103226736 A [0006]

Claims

Verfahren zum Koordinieren eines Leistungsaustauschs an einem Energieübertragungsanschluss (4), über welchen eine Verbrauchseinheit (1) und ein Energieversorgungsnetzwerk (2) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Energiemanagementvorrichtung (7) der Verbrauchseinheit (1): – ein jeweiliges historisches, komponentenspezifisches Lastprofil (23) von Komponenten (9–12) der Verbrauchseinheit (1) ermittelt wird, – historische Werte (21) mindestens eines Umgebungsparameters (16–18), der mit einem Leistungsbedarf und/oder Leistungsüberschuss mindestens einer der Komponenten (9–12) korreliert, ermittelt werden, – mit den komponentenspezifischen Lastprofilen (23) und den historischen Werten (21) ein Modell (31) der Verbrauchseinheit (1) zum Nachbilden des Leistungsaustauschs an dem Energieübertragungsanschluss (4) konfiguriert wird, – für ein zukünftiges Zeitintervall (29) zukünftige Werte (30) der Umgebungsparameter (16–18, 25) geschätzt werden, – auf der Grundlage der geschätzten Werte (30) mittels des Modells (31) ein sich ergebender Leistungsaustausch für das Zeitintervall (29) simuliert wird und – auf der Grundlage des simulierten Leistungsaustauschs ein für das Zeitintervall (29) prädiziertes verbraucherspezifisches Lastprofil (6) an einer Kommunikationsschnittstelle (15) einer Steuereinrichtung (5) des Energieversorgungsnetzwerks (2) bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei durch den Leistungsaustausch elektrische Energie mit einem elektrischen Versorgungsnetzwerk und/oder thermische Energie mit einem Fernwärmenetzwerk ausgetauscht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Lastprofil (23) zu mindestens einer Komponente (9–12) ermittelt wird, deren Betriebsverhalten temperaturabhängig und/oder von einer Strahlungsintensität einer Sonneneinstrahlung und/oder einer Windstärke abhängig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umgebungsparameter (16–18) zumindest umfassen: eine Temperatur (18) und/oder eine Strahlungsintensität (16) einer Sonneneinstrahlung und/oder eine Windstärke (17) und/oder einen Wasserstand.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als einer der Umgebungsparameter (25) ein Belastungsprofil (25) einer vorbestimmten Last ermittelt und/oder geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei als Belastungsprofil (25) eine Anzahl (25) von in der Verbrauchseinheit anwesenden Personen und/oder eine in einer Anlagensteuerung gespeicherte Auftragslage und/oder eine Produktionsreihenfolge eines in der Verbrauchseinheit hergestellten Produkts ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Erzeugen der historischen Werte (22) Messungen mit in der Verbrauchseinheit (1) bereitgestellten Sensoren (20) durch die Energiemanagementvorrichtung (7) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Schätzen der zukünftigen Werte (30) Durchschnittswerte (39) für eine Temperatur (18) und/oder Sonneneinstrahlung (16) und/oder Windstärke (17) und/oder einen Wasserstand ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Energiemanagementvorrichtung (7) bei mindestens einer der Komponenten (9–12) ein Leistungsverbrauch und/oder eine Leistungserzeugung gesteuert wird und ein zeitabhängiges und/oder ereignisabhängiges Steuerungssignal (26) der Energiemanagementvorrichtung (7) beim Simulieren des Leistungsaustauschs zugrunde gelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Modell (31) mindestens ein Zusammenhang zwischen zwei unterschiedlichen Energieformen, insbesondere ein elektrisch-thermischer Zusammenhang, der sich in der Verbrauchseinheit ergibt, nachgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Modell (31) ein zeitlicher Verlauf der am Energieübertragungsanschluss (4) ausgetauschten Leistung als autoregressiver Prozess (ARX) nachgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zeitintervall (29) einer von mehreren vorgegebenen Zeitklassen (33) zugeordnet wird und für jede Zeitklasse (33) ein anderes Modell (31) konfiguriert und zum Simulieren des Leistungsaustauschs verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die vorgegebenen Zeitklassen (33) mindestens eine der folgenden Klassen umfassen: Werktag, Wochenende, Feiertag, verbraucherspezifischer Ruhetag, verbraucherspezifischer Betriebstag.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Klassifikation des zukünftigen Zeitintervalls (29) auf der Grundlage von Kalenderdaten (34) und/oder Zeitsteuerdaten (27) der Energiemanagementvorrichtung (7) durchgeführt wird.
Energiemanagementvorrichtung (7) zum Koordinieren eines Leistungsaustauschs einer Verbrauchseinheit (1) mit einem Energieversorgungsnetzwerk (2), aufweisend: – eine Kommunikationseinrichtung (19), die dazu ausgelegt ist, jeweilige Komponentenwerte (24) eines Energieverbrauchs und/oder einer Energieerzeugung aus mindestens einer Komponente (9–12) der Verbrauchseinheit (1) sowie Werte (21) mindestens eines Umgebungsparameters (16–18, 25) der Verbrauchseinheit (1) aus einer jeweiligen Sensoreinrichtung (20) zu empfangen, – eine Recheneinrichtung (14), die dazu ausgelegt ist, zu jeder der Komponenten (9–12) aus deren Komponentenwerten (24) ein komponentenspezifisches Lastprofil (30) zu erzeugen und auf der Grundlage jedes Lastprofils und der Werte (21) des mindestens einen Umgebungsparameters (16–18, 25) ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.