DE102018005967A1 - Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions - Google Patents

Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions Download PDF

Info

Publication number
DE102018005967A1
DE102018005967A1 DE102018005967.8A DE102018005967A DE102018005967A1 DE 102018005967 A1 DE102018005967 A1 DE 102018005967A1 DE 102018005967 A DE102018005967 A DE 102018005967A DE 102018005967 A1 DE102018005967 A1 DE 102018005967A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
feed
time series
conditions
measured value
grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018005967.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Mews
Leander Rust
Stefan Vetter
Marcus Vorpahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH
Original Assignee
Senvion GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Senvion GmbH filed Critical Senvion GmbH
Priority to DE102018005967.8A priority Critical patent/DE102018005967A1/en
Priority to PCT/EP2019/070443 priority patent/WO2020025586A1/en
Publication of DE102018005967A1 publication Critical patent/DE102018005967A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/12Applying verification of the received information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/32Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials
    • H04L9/3236Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using cryptographic hash functions
    • H04L9/3239Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols including means for verifying the identity or authority of a user of the system or for message authentication, e.g. authorization, entity authentication, data integrity or data verification, non-repudiation, key authentication or verification of credentials using cryptographic hash functions involving non-keyed hash functions, e.g. modification detection codes [MDCs], MD5, SHA or RIPEMD
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/50Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using hash chains, e.g. blockchains or hash trees
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2213/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for providing remote indication of network conditions of for circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network
    • H02J2213/10Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for providing remote indication of network conditions of for circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network using simultaneously two or more different transmission means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/22Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Einhaltung von Einspeisebedingungen sowie eine dazu ausgebildete Anordnung (1) und einen entsprechenden Satz an Computerprogrammprodukten.Bei dem Verfahren wird die Einhaltung von Einspeisebedingungen eines Stromnetzes (1) durch eine oder mehrere darein einspeisende Energieerzeugungseinheiten (4, 5) überwacht durch die Schritte:- Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt einer Energieerzeugungseinheit (4, 5) oder einer Gruppe (6) von Energieerzeugungseinheiten (5) zur Bildung von Messwertzeitreihen;- Berechnen von Hashwerten für Messwertzeitreihen;- Ermittlung von Bewertungsgrößen aus Messwertzeitreihen;- Hinzufügen der Hashwerte und Bewertungsgrößen zu einer Distributed-Ledger-Datenbank;- Überprüfen der Einhaltung von Einspeisebedingungen anhand der Bewertungsgrößen in der Distributed-Ledger-Datenbank durch ein, die Einspeisebedingungen abbildendes Computerprotokoll (16).The invention relates to a method for monitoring compliance with feed conditions and to an arrangement (1) designed for this purpose and a corresponding set of computer program products. In the method, compliance with the feed conditions of a power network (1) is ensured by one or more power generation units (4, 5) feeding into it ) monitored by the steps: - Detection of the voltage and current per phase at the grid feed-in point of a power generation unit (4, 5) or a group (6) of power generation units (5) to form measurement time series; - Calculation of hash values for measurement time series; - Determination of evaluation quantities from measured value time series; - Adding the hash values and evaluation variables to a distributed ledger database; - Checking compliance with the feed-in conditions based on the evaluation variables in the distributed ledger database using a computer log depicting the feed-in conditions (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Einhaltung von Einspeisebedingungen sowie eine dazu ausgebildete Anordnung und ein entsprechender Satz an Computerprogrammprodukten.The invention relates to a method for monitoring compliance with feed conditions and to an arrangement designed for this purpose and a corresponding set of computer program products.

Mit dem Aufkommen der Nutzung von regenerativen Energien, wie Wind und Sonne, hat sich der Betrieb von Energienetzen zur Verteilung der erzeugten und darein eingespeisten elektrischen Energie gewandelt. Haben früher ausschließlich einige wenige konventionelle Kraftwerke die benötigte Energie an wenigen Punkten in ein Energienetz eingespeist, wobei der Betrieb der Kraftwerke und des Netzes häufig in einer Hand lag, so wird heutzutage an vielen Stellen eines Energienetzes - die originär häufig nicht dafür vorgesehen waren - Energie von im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken regelmäßig kleinen Energieerzeugungseinheiten in das Energienetz eingespeist, wobei die Betreiber der Energieerzeugungseinheiten in der Regel nicht auch das Energienetz betreiben. Bei diesen Energieerzeugungseinheiten kann es sich bspw. um Fotovoltaikanlagen, eine einzelne Windenergieanlage oder zu einem Windpark zusammengeschlossene Windenergieanlagen handeln.With the advent of the use of regenerative energies such as wind and sun, the operation of energy networks for the distribution of the generated and fed electrical energy has changed. In the past, only a few conventional power plants fed the required energy into an energy network at a few points, whereby the operation of the power plants and the network was often in one hand, nowadays energy is used at many points in an energy network - which were originally not intended for this purpose of regular small power generation units compared to conventional power plants fed into the energy network, whereby the operators of the energy generation units generally do not also operate the energy network. These energy generation units can be, for example, photovoltaic systems, a single wind energy system or wind energy systems combined to form a wind farm.

Der Betreiber des Energienetzes ist für die Verfügbarkeit und Stabilität des Energienetzes verantwortlich. Um dies zu erreichen, kann er Bedingungen festlegen, welche die Betreiber von Energieerzeugungseinheiten erfüllen müssen, um Energie in das Energienetz einspeisen zu dürfen. Diese, häufig „Grid Code“ genannten Einspeisebedingungen können festlegen, in welcher Art und Weise und/oder bis zu welchem Maß die Energieerzeugungseinheiten zur Netzstabilität beitragen müssen, wie sie sich im Falle einer Störung im Netz verhalten müssen und/oder welche externen Steuerungsbefehle durch den Betreiber des Energieversorgungsnetzes in welcher Zeit umgesetzt werden müssen.The operator of the energy network is responsible for the availability and stability of the energy network. In order to achieve this, he can define conditions that the operators of energy generation units must meet in order to be able to feed energy into the energy network. These feed-in conditions, often referred to as “grid codes”, can determine how and / or to what extent the energy generation units must contribute to grid stability, how they must behave in the event of a fault in the grid and / or which external control commands by the Operators of the energy supply network in which time must be implemented.

Kleinere Störungen im Netz können so in der Regel schnell ausgeglichen werden, dass die Stabilität des Netzes grundsätzlich gewahrt bleibt und insbesondere bei den an das Netz angeschlossenen Verbrauchern keine Probleme zu erwarten sind. Kommt es zu einer größeren Störung im Netz, bspw. einem Spannungseinbruch, einer Spannungserhöhung, einer Frequenzabweichung, etc., die nicht kurzfristig ausgeglichen werden kann, kann dies bei den Verbrauchern, aber auch bei den Komponenten des Energienetzes selbst zu Problemen führen, die von einem kurzfristigen Ausfall bis hin zur Beschädigung oder Zerstörung der Verbraucher bzw. Energienetz-Komponenten reichen kann.Smaller disturbances in the network can generally be quickly compensated for in such a way that the stability of the network is generally preserved and no problems are to be expected, in particular, for the consumers connected to the network. If there is a major disturbance in the network, e.g. a voltage dip, a voltage increase, a frequency deviation, etc., which cannot be compensated for in the short term, this can lead to problems for consumers, but also for the components of the energy network itself, which are caused by a short-term failure to damage or destruction of the consumer or energy network components.

In diesen Fällen wird - auch aufgrund von evtl. Schadensersatzforderungen - eine detaillierte Ursachenforschung für den Grund der Störung betrieben, wobei in diesem Zusammenhang auch der Vorwurf aufkommen kann, dass eine Energieerzeugungseinheit die Störung verursacht oder sich zumindest bei der Störung nicht konform zu den Einspeisebedingungen verhalten hat.In these cases, detailed cause research is carried out for the reason for the fault, also due to possible claims for damages, whereby in this context the accusation may arise that an energy generation unit is causing the fault or, at least in the event of the fault, does not comply with the feed-in conditions Has.

In diesen Fällen wird oftmals ein Gutachter eingeschaltet, der auf Basis von durch die Energieerzeugungseinheit und/oder das Energieversorgungsnetz aufgezeichneten Daten die Einhaltung der Einspeisebedingungen zum Zeitpunkt der Störung zu klären versucht.In these cases, an expert is often called in, who tries to clarify compliance with the feed-in conditions at the time of the fault on the basis of data recorded by the energy generation unit and / or the energy supply network.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, die aufwendige, langwierige und in der Regel kostenintensive Analyse durch einen Gutachter. Weiterhin nachteilig ist, dass entsprechende Gutachten in der Folge regelmäßig nur dann eingefordert und erstellt werden, wenn ein massiver Verstoß gegen die Einspeisebedingungen vermutet wird oder tatsächlich ein Schaden entstanden ist. Ein bei kleineren Störungen nicht ins Gewicht fallender Verstoß gegen die Einspeisebedingungen, der bei größeren Störungen jedoch zu Schäden führen kann, bleibt so häufig unentdeckt.A disadvantage of this state of the art is the complex, lengthy and generally cost-intensive analysis by an expert. Another disadvantage is that corresponding reports are only subsequently requested and prepared regularly if a massive violation of the feed-in conditions is suspected or if damage has actually occurred. A violation of the feed-in conditions that is not significant in the case of minor faults, but which can lead to damage in the case of major faults, often remains undetected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Anordnung und ein Satz aus Computerprogrammprodukten zur Überwachung der Einhaltung von Einspeisebedingungen zu schaffen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch im verminderten Umfang auftreten.The object of the present invention is to create a method, an arrangement and a set of computer program products for monitoring the compliance with feed conditions, in which the disadvantages known from the prior art no longer occur or only to a reduced extent.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, eine Anordnung gemäß Anspruch 9 sowie einen Satz von Computerprogramm Produkt gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method according to the main claim, an arrangement according to claim 9 and a set of computer program product according to claim 10. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.

Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung der Einhaltung von Einspeisebedingungen eines Stromnetzes durch eine oder mehrere darein einspeisende Energieerzeugungseinheiten, mit den Schritten:

  • - Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt einer Energieerzeugungseinheit oder einer Gruppe von Energieerzeugungseinheiten zur Bildung von Messwertzeitreihen;
  • - Berechnen von Hashwerten für Messwertzeitreihen;
  • - Ermittlung von Bewertungsgrößen aus Messwertzeitreihen;
  • - Hinzufügen der Hashwerte und Bewertungsgrößen zu einer Distributed-Ledger-Datenbank; und
  • - Überprüfen der Einhaltung von Einspeisebedingungen anhand der Bewertungsgrößen in der Distributed-Ledger-Datenbank durch ein, die Einspeisebedingungen abbildendes Computerprotokoll.
Accordingly, the invention relates to a method for monitoring compliance with the feed-in conditions of a power grid by one or more power generation units feeding therein, with the steps:
  • - Detection of the voltage and current per phase at the grid feed-in point of an energy generation unit or a group of energy generation units to form measured value time series;
  • - Calculation of hash values for measured value time series;
  • - Determination of evaluation variables from measured value time series;
  • - adding the hash values and evaluation values to a distributed ledger database; and
  • - Checking compliance with feed-in conditions on the basis of the evaluation variables in the distributed ledger database by means of a computer log depicting the feed-in conditions.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend wenigstens eine, an einem Netzeinspeisepunkt in ein Stromnetz einspeisende Energieerzeugungseinheit, wobei am Netzeinspeisepunkt ein Erfassungsmodul zur Erfassung der Spannung und Stromstärke je Phase vorgesehen ist und wobei die Komponenten der Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.Furthermore, the invention relates to an arrangement comprising at least one energy generation unit which feeds into a power grid at a grid feed-in point, a detection module for detecting the voltage and current intensity per phase being provided at the grid feed-in point and the components of the arrangement being designed to carry out the method according to the invention.

Auch betrifft die Erfindung einen Satz von Computerprogrammprodukten, umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in einen Computer oder in untereinander vernetzte Computer, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt sind.The invention also relates to a set of computer program products, comprising program parts which, when loaded into a computer or into computers networked with one another, are designed to carry out the method according to the invention.

Die Erfindung hat erkannt, dass durch eine detaillierte Überwachung der von einer Energieerzeugungseinheit oder einer Gruppe umfassend mehrere Energieerzeugungseinheiten an einem Netzeinspeisepunkt eingespeisten Leistung sowie eine darauf basierende, manipulationssichere Verarbeitung der Messwerte eine zuverlässige und für die jeweiligen Betreiber von Energieerzeugungseinheiten (n) und Stromnetz äußerst transparente Feststellung der Einhaltung der Einspeisebedingungen, eine deutlich vereinfachte Abwicklung bei Einbußen oder Schäden aufgrund von Abweichungen von den Einspeisebedingungen möglich ist. Auch ist es aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Automatisierung der Überwachung möglich, Nicht-Einhaltungen der Einspeisebedingungen bei weniger kritischen Netzfehlern festzustellen, um so evtl. Fehlfunktionen der Energieerzeugungseinheit beheben zu können.The invention has recognized that through detailed monitoring of the power fed in by a power generation unit or a group comprising a plurality of power generation units at a network feed-in point, and based on this, manipulation-proof processing of the measured values, reliable and extremely transparent for the respective operators of power generation units and power grids Determination of compliance with the feed-in conditions, a significantly simplified processing in the event of losses or damage due to deviations from the feed-in conditions is possible. The automation of the monitoring provided according to the invention also makes it possible to determine non-compliance with the feed-in conditions in the case of less critical network faults, in order to be able to remedy any malfunctions of the energy generation unit.

Grundlage für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt einer Energieerzeugungseinheit oder aber einer Gruppe von Energieerzeugungseinheiten. Diese Messwerte können grundsätzlich durch geeignete, regelmäßig für Steuerungszwecke vorgesehene Messeinrichtungen der Energieerzeugungseinheit selbst erfasst werden. Da diese Messwerte jedoch Grundlage für die spätere Feststellung der Einhaltung der Einspeisebedingungen sind und von den beteiligten Parteien als vertrauenswürdig angesehen werden müssen, ist es - insbesondere wenn seitens des Stromnetzes keine geeigneten Messgeräte zur Validierung der durch die Energieerzeugungseinheit erfassten Messwerte vorhanden sind - bevorzugt, wenn die Erfassung der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt durch ein geeichtes und/oder verplombtes Erfassungsmodul erfolgt. Das Erfassungsmodul kann dabei insbesondere durch einen gemeinsam ausgewählten Dritten zur Verfügung gestellt und betrieben werden, sodass die Betreiber der Energieerzeugungseinheit(en) und des Stromnetzes den erfassten Messwerten vertrauen.The basis for the method according to the invention is the detection of the voltage and current strength per phase at the grid feed-in point of an energy generation unit or else a group of energy generation units. In principle, these measured values can be recorded by suitable measuring devices of the energy generation unit that are regularly provided for control purposes. However, since these measured values are the basis for the later determination of compliance with the feed-in conditions and must be regarded as trustworthy by the parties involved, it is preferred - especially if the power grid does not have suitable measuring devices for validating the measured values recorded by the energy generation unit - if The detection of the voltage and current per phase at the grid feed-in point is carried out by a calibrated and / or lead-sealed detection module. The acquisition module can in particular be made available and operated by a jointly selected third party, so that the operators of the energy generation unit (s) and of the power grid trust the acquired measurement values.

Aus den erfassten Messwerten ergeben sich Messwertzeitreihen, also eine zeitabhängige Folge von Messwerten, die den Verlauf der gemessenen Größe widerspiegelt. Die Messwertzeitreihen können dabei eine fest vorgegebene Länge aufweisen und derart aneinandergereiht sein, dass sie in der Aneinanderreihung ein kontinuierliches Bild eines oder mehrerer Messwerte abgeben.The measured values result from the measured value time series, that is to say a time-dependent sequence of measured values which reflects the course of the measured variable. The measured value time series can have a fixed, predetermined length and can be lined up in such a way that, in the sequence, they give a continuous image of one or more measured values.

Auch um den nachfolgend noch näher erläuterten Berechnungs- und Speicheraufwand möglichst gering zu halten, ist es bevorzugt, wenn eine Messwertzeitreihe erst bei Vorliegen eines Netzstörungssignals, vorzugsweise für die Dauer des Vorliegens des Netzstörungssignals, gebildet wird. In anderen Worten wird eine eigentliche Messwertzeitreihe, die nachfolgend weiterverarbeitet wird, nur dann erstellt, wenn tatsächlich eine Störung im Netz vorliegt und diese durch ein Netzstörungssignal angezeigt wird. Das Netzstörungssignal kann dabei unmittelbar vom Betreiber bzw. der Steuerungszentrale des Stromnetzes übermittelt werden, oder die Energieerzeugungseinheit bzw. ein Erfassungsmodul zum Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt verfügen über Mittel zur Erkennung einer Netzstörung anhand der Messwerte und zur Erzeugung eines entsprechenden Netzstörungssignals.Also in order to keep the computation and storage effort, which will be explained in more detail below, as low as possible, it is preferred if a measured value time series is only formed when a network disturbance signal is present, preferably for the duration of the presence of the network disturbance signal. In other words, an actual measurement time series, which is subsequently processed, is only created if there is actually a fault in the network and this is indicated by a network fault signal. The network fault signal can be transmitted directly by the operator or the control center of the power grid, or the power generation unit or a detection module for detecting the voltage and current per phase at the grid feed-in point have means for detecting a grid fault based on the measured values and for generating a corresponding grid fault signal.

Um nicht nur das Einspeiseverhalten der Energieerzeugungseinheit(en) unmittelbar bei Vorliegen eines Netzstörungssignals aufzuzeichnen, sondern auch einen definierten Zeitraum davor und/oder danach zu erfassen, ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Messwertzeitreihe durch Messwerte ergänzt wird, die einen vorgegebenen Zeitraum vor und/oder nach Vorliegen eines Störungssignals erfasst wurden oder werden. Insbesondere da zwischen tatsächlichem Auftreten einer Netzstörung und dem Vorliegen eines Netzstörungssignals grundsätzlich eine gewisse Verzögerung auftritt, kann durch die Ergänzung der Messwertzeitreihe durch Messwerte vor dem tatsächlichen Vorliegen des Störungssignals sichergestellt werden, dass sowohl der Moment des Störungseintritts als auch die Einspeisung vor dem Auftreten der Störung in der Messwertzeitreihe erfasst sind. Wird die Messwertzeitreihe noch um Messwerte für einen Zeitraum nach Wegfall des Netzstörungssignals aufgezeichnet, kann die Rückkehr der Energieerzeugungseinheit(en) zur Normal-Einspeisung mit erfasst werden.In order not only to record the feed-in behavior of the energy generation unit (s) immediately when a network fault signal is present, but also to record a defined period before and / or after, it is further preferred if the measured value time series is supplemented by measured values that unite one predefined time period before and / or after the presence of a fault signal was or will be recorded. In particular, since there is a certain delay between the actual occurrence of a network fault and the presence of a network fault signal, supplementing the measured value time series with measured values before the actual presence of the fault signal can ensure that both the moment at which the fault occurs and the feed-in before the fault occurs are recorded in the measurement time series. If the measured value time series is recorded by measured values for a period after the mains fault signal has ceased, the return of the energy generation unit (s) to the normal feed-in can also be recorded.

Für jede Messwertzeitreihe - ob nun kontinuierlich oder nur bei Bedarf erstellt - wird ein Hashwert berechnet. Bei einem Hashwert handelt es sich um das Ergebnis einer nicht-injektiven, vorzugsweise kryptografischen Streuwertfunktion, mit der ein möglichst eindeutiger Fingerabdruck der Messwertzeitreihe erstellt wird. Über einen entsprechenden Hashwert können die Messwertzeitreihen, sofern erforderlich und/oder gewünscht, getrennt von den Hashwerten gespeichert und archiviert werden. Eine nachträgliche Veränderung einer gespeicherten oder archivierten Messwertzeitreihe würde bei einer Neuberechnung zu einem abweichenden Hashwert führen, womit Manipulationen an Messwertzeitreihen aufgedeckt werden können.A hash value is calculated for each measurement time series - whether created continuously or only when required. A hash value is the result of a non-injective, preferably cryptographic, scatter value function, with which a fingerprint of the measured value time series that is as clear as possible is created. Using a corresponding hash value, the measured value time series can, if necessary and / or desired, be saved and archived separately from the hash values. Subsequent changes to a saved or archived measurement time series would lead to a different hash value when recalculated, which can be used to detect tampering with measurement time series.

Die Berechnung der Hashwerte für Messwertzeitreihen kann durch dasjenige Erfassungsmodul, welches die Messwerte erfasst, erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass dieses Modul die Messwerte und/oder Messwertzeitreihen einer externen Instanz zur Verfügung stellt, die daraufhin die Hashwerte berechnet. Insbesondere ist es möglich, dass mehr als eine Instanz die Hashwertberechnung durchführt, wobei die berechneten Hashwerte dann gegenseitig validiert werden. Bspw. kann die Hashwertberechnung sowohl durch einen Rechner des Betreibers der Energieerzeugungseinheit(en) als auch durch einen Rechner des Netzbetreibers durchgeführt werden.The hash values for measured value time series can be calculated by the acquisition module that acquires the measured values. However, it is also possible for this module to make the measured values and / or measured value time series available to an external entity, which then calculates the hash values. In particular, it is possible for more than one instance to carry out the hash value calculation, the calculated hash values then being mutually validated. For example. the hash value calculation can be carried out both by a computer of the operator of the energy generation unit (s) and by a computer of the network operator.

Aus den Messwertzeitreihen werden außerdem Bewertungsgrößen ermittelt, anhand derer sich die Einhaltung der Einspeisebedingungen überprüfen lässt. Eine mögliche Bewertungsgröße ist bspw. die Wirkleistungsrate - also die zeitliche Veränderung der eingespeisten Wirkleistung - nachdem eine Netzstörung, die einen Spannungszusammenbruch zur Folge hatte, behoben wurde. Daneben kann noch die Einhaltung von Kennlinien und Betriebsbereichen, wie sie durch die Einspeisebedingungen vorgegebenen sind (bspw. hinsichtlich der Blindstromdynamik und der Wirkleistungsreduktion bei der Frequenzsteigerung), überprüft werden. Auch kann überprüft werden, ob sich die Energieerzeugungseinheit bei erheblichen Netzstörungen rechtzeitig abschaltet und/oder kleinere Netzstörungen ordnungsgemäß durchfährt.Evaluation values are also determined from the measured value time series, on the basis of which compliance with the feed-in conditions can be checked. A possible evaluation parameter is, for example, the active power rate - that is, the change in the active power fed in over time - after a grid fault that caused a voltage breakdown has been remedied. In addition, compliance with characteristic curves and operating ranges, as specified by the feed-in conditions (e.g. with regard to reactive current dynamics and active power reduction when frequency increases), can be checked. It can also be checked whether the power generation unit switches off in good time in the event of significant network faults and / or whether minor network faults occur properly.

Vergleichbar zu den Hashwerten kann die Ermittlung der Bewertungsgrößen durch das Erfassungsmodul für die Messwerte durchgeführt werden. Auch hier ist es aber möglich, dass die Bewertungsgrößen durch mehrere Instanzen, bspw. der Betreiber der Windenergieanlage(n) und/oder des Stromnetzes, durchgeführt und gegenseitig validiert werden.Comparable to the hash values, the evaluation parameters can be determined by the acquisition module for the measured values. Here too, however, it is possible for the evaluation variables to be carried out and mutually validated by several entities, for example the operator of the wind energy installation (s) and / or the power grid.

Die berechneten Hashwerte einer Messwertzeitreihe sowie die ermittelten Bewertungsgrößen derselben Messwertzeitreihe - aus Speicherplatzgründen nicht aber die Messwerte der Messwertzeitreihe selbst - werden anschließend als Datensatz einer Distributed-Ledger-Datenbank hinzugefügt. Bei Distributed-Ledger-Datenbanken handelt es sich dezentral auf vernetzten Computer geführte Datenbanken, die zu einer Übereinkunft (Konsensus) über die Reihenfolge von Datenbankeinträgen und -veränderungen kommen. Ein Beispiel für eine solche Distributed-Ledger-Datenbank ist die Blockchain. Bei einer Blockchain handelt es sich um eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen, welche mittels kryptografischer Verfahren manipulationssicher miteinander verkettet sind. Jeder Datensatz umfasst dabei typischerweise einen kryptografisch sicheren Streuwert eines oder mehrerer vorhergehenden Datensätze, einen Zeitstempel und die eigentlichen Nutzdaten, in diesem Fall Hashwert und Bewertungsgrößen. Die Blockchain kann außerdem dezentral verwaltet und gespeichert werden, wodurch deren Sicherheit nochmals gesteigert werden kann.The calculated hash values of a measured value time series and the determined evaluation variables of the same measured value time series - but not the measured values of the measured value time series itself for reasons of storage space - are then added as a data record to a distributed ledger database. Distributed ledger databases are databases that are managed decentrally on networked computers and come to an agreement (consensus) on the sequence of database entries and changes. An example of such a distributed ledger database is the blockchain. A blockchain is a continuously expandable list of data records that are linked to one another in a tamper-proof manner using cryptographic methods. Each data record typically includes a cryptographically secure scatter value of one or more previous data records, a time stamp and the actual user data, in this case hash value and evaluation variables. The blockchain can also be managed and stored decentrally, which can further increase its security.

Durch die Verwendung der grundsätzlich bekannten Distributed-Ledger-Technologie, insbesondere der Blockchain-Technologie wird sichergestellt, dass die Hashwerte und Bewertungsgrößen im Nachhinein nicht mehr manipuliert werden können.The use of the generally known distributed ledger technology, in particular blockchain technology, ensures that the hash values and evaluation variables can no longer be manipulated afterwards.

Beim Hinzufügen der Hashwerte und Bewertungsgrößen zur Distributed-Ledger-Datenbank bzw. Blockchain wird vorzugsweise gleichzeitig durch ein, die Einspeisebedingungen abbildendes Computerprotokoll die Einhaltung von Einspeisebedingungen anhand der zur Distributed-Ledger-Datenbank oder Blockchain hinzugefügten bzw. hinzuzufügenden Bewertungsgrößen überprüft. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Überprüfung vor oder nach dem Hinzufügen der Hashwerte und Bewertungsgrößen erfolgt. Die Überprüfung gleichzeitig zum Hinzufügen lässt sich aber unmittelbar durch bekannte Smart-Contract-Technologien erreichen, die als manipulationssicher gelten, sodass in der Regel keine zusätzlichen manipulationssichernden Vorkehrungen bei der Überprüfung der Einhaltung der Einspeisebedingungen getroffen werden müssen, wie dies bei einer gesonderten vor- oder nachgelagerten Überprüfung der Fall sein könnte.When adding the hash values and evaluation variables to the distributed ledger database or blockchain, a computer protocol depicting the feed-in conditions is preferably used at the same time to check compliance with feed-in conditions using the evaluation variables added or to be added to the distributed ledger database or blockchain. It is of course also possible for the check to be carried out before or after adding the hash values and evaluation variables. The However, checking at the same time as adding can be achieved directly using known smart contract technologies, which are considered to be tamper-proof, so that generally no additional tamper-evident precautions need to be taken when checking compliance with the feed-in conditions, as is the case with a separate upstream or downstream one Review might be the case.

Das Ergebnis der Überprüfung wird vorzugsweise ebenfalls in der Distributed-Ledger-Datenbank oder Blockchain gespeichert und ist somit manipulationssicher. Insbesondere im Falle der Verwendung einer Smart-Contract-Technologie ist es möglich, das Ergebnis der Überprüfung unmittelbar zusammen mit den zugrunde liegenden Bewertungsgrößen und dem dazugehörigen Hashwert in einem einzelnen Datensatz zu speichern.The result of the check is preferably also stored in the distributed ledger database or blockchain and is therefore tamper-proof. In particular, if a smart contract technology is used, it is possible to save the result of the check immediately together with the underlying evaluation parameters and the associated hash value in a single data record.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine manipulationssichere Überprüfbarkeit der Einhaltung von Einspeisebedingungen eines Stromnetzes durch eine oder mehrere darein einspeisende Energieerzeugungseinheiten, insbesondere im Falle von Netzstörungen. Dabei ist es erst durch die erfindungsgemäß auf jeder Ebene vorgesehene Manipulationssicherheit überhaupt denkbar und möglich, dass die Betreiber von Energieerzeugungseinheit(en) und/oder Stromnetzen dem letztendlichen Ergebnis des Verfahrens soweit zu trauen, dass im Regelfall auf eine gutachterliche Prüfung des Einspeiseverhaltens einer oder mehrere Energieerzeugungseinheiten im Falle einer Netzstörung verzichtet werden kann.The method according to the invention offers a tamper-proof verifiability of compliance with the feed-in conditions of a power grid by one or more power generation units feeding into it, in particular in the event of grid faults. It is only conceivable and possible that the operators of power generation unit (s) and / or power grids trust the final result of the method to such an extent that one or more experts usually check the feed-in behavior by an expert examination of the feed-in behavior Power generation units can be dispensed with in the event of a grid failure.

Sollte dennoch ein entsprechendes Gutachten eingefordert werden, kann anhand des erfindungsgemäß berechneten und abgespeicherten Hashwertes überprüft werden, dass dem Gutachter von den Betreibern auch tatsächlich die korrekten, zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, bspw. einer Netzstörung, erfassten Messwerte vorgelegt werden. Selbst in diesem Fall bietet das erfindungsgemäße Verfahren also noch erhöhte Manipulationssicherheit.If a corresponding expert opinion is nevertheless requested, it can be checked on the basis of the hash value calculated and stored according to the invention that the operator actually presents the expert with the correct measured values recorded at a predetermined point in time, for example a network fault. Even in this case, the method according to the invention thus offers even greater security against manipulation.

Grundsätzlich möglich ist auch, die Einhaltung der Einspeisebedingungen oder besonderer Vorgaben des Netzbetreibers bspw. monetär zu belohnen. Sofern sich diese anhand der Bewertungsgrößen ableiten lässt, kann die Belohnung ebenfalls automatisiert in Form eines Smart-Contracts abgebildet werden.In principle, it is also possible, for example, to monetarily reward compliance with the feed-in conditions or special requirements of the network operator. If this can be derived from the valuation variables, the reward can also be depicted automatically in the form of a smart contract.

Da erfindungsgemäß auf die Messwerte am Netzeinspeisepunkt abgestellt wird, werden insbesondere in Fällen von zu einem Windpark zusammengeschlossene Windenergieanlagen auch zusätzliche Geräte, die in ein windparkinternes Netz eingebunden sind und die Einspeisung von Energie beeinflussen können, wie bspw. STATCOMs oder Energiespeicher, transparent mit erfasst. In anderen Worten ist es für die Überprüfung der Einhaltung der Einspeisebedingungen grundsätzlich unerheblich, welche Geräte aus Netzsicht hinter dem Netzeinspeisepunkt angeordnet und tatsächlich aktiv sind.Since the measured values at the grid feed-in point are used according to the invention, additional devices that are integrated into a wind farm's internal grid and can influence the feed-in of energy, such as STATCOMs or energy stores, are also recorded transparently, in particular in the case of wind energy plants combined to form a wind farm. In other words, to check compliance with the feed-in conditions, it is fundamentally irrelevant which devices are located behind the grid feed-in point and are actually active.

Damit die Ermittlung von Bewertungsgrößen und die daran anschließende Überprüfung der Einhaltung von Einspeisebedingungen ausreichend genau und zuverlässig erfolgen kann, ist es bevorzugt, wenn das Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase mit einer Abtastrate von wenigstens 1 kHz, vorzugsweise von wenigstens 2 kHz, weiter vorzugsweise von wenigstens 5 kHz erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass mit entsprechenden Abtastraten ein ausreichend genaues Bild der tatsächlichen Situation am Netzeinspeisepunkt geliefert werden kann.So that the determination of evaluation variables and the subsequent check of compliance with the feed-in conditions can be carried out with sufficient accuracy and reliability, it is preferred if the detection of the voltage and current strength per phase with a sampling rate of at least 1 kHz, preferably of at least 2 kHz, more preferably of at least 5 kHz. It has been shown that with appropriate sampling rates, a sufficiently precise picture of the actual situation at the grid entry point can be provided.

Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Anordnung und des erfindungsgemäßen Satzes von Computerprogrammprodukten wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen. Durch die Verwendung eines Satzes von Computerprogrammprodukten wird ersichtlich, dass die einzelnen Computerprogrammprodukte des Satzes auf unterschiedlichen Computern ausgeführt werden können. Dadurch wird eine effiziente Ressourcenverteilung und - Nutzung möglich, insbesondere wenn die Computerprogrammprodukte nicht exklusiv auf einem Rechner ausgeführt werden.To explain the arrangement according to the invention and the set of computer program products according to the invention, reference is made to the above explanations. By using a set of computer program products, it can be seen that the individual computer program products of the set can be executed on different computers. This enables an efficient distribution and use of resources, especially if the computer program products are not exclusively executed on a computer.

Bei den Energieerzeugungseinheiten handelt es sich vorzugsweise um Windenergieanlagen. Eine Gruppe entsprechender Energieerzeugungseinheiten ist ein Windpark.The energy generation units are preferably wind turbines. A group of corresponding energy generation units is a wind farm.

Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigt:

  • 1: eine zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete erfindungsgemäße Anordnung.
The invention will now be described by way of example with reference to an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 : an arrangement designed to carry out a method according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 100 dargestellt. Die Anordnung umfasst ein Stromnetz 1 umfassend ein überörtliches Übertragungsnetz 2 und mehrere daran angeschlossene lokale Verteilnetze 3. Insbesondere an den Verteilnetzen 3 sind diverse, nicht dargestellte Verbraucher, wie Industriebetriebe, Gewerbebetriebe und Haushalte angebunden.In 1 is an arrangement according to the invention 100 shown. The arrangement comprises a power network 1 comprehensive local transmission network 2 and several local distribution networks connected to it 3 , Especially on the distribution networks 3 are various, not shown consumers, such as industrial companies, commercial companies and households connected.

Die durch das Stromnetz zu verteilende Energie wird von Energieerzeugungseinheiten 4, 5 bereitgestellt. Neben einem konventionellen Kraftwerk 4, welches die erzeugte Energie unmittelbar ins Übertragungsnetz 2 einspeist, speisen einzelne oder in einem Windpark 6 zusammengeschlossene Windenergieanlagen 5 ebenfalls Energie in das Stromnetz 1 ein. U. a. aufgrund der räumlichen Nähe der jeweiligen Leitungen erfolgt die Einspeisung dabei häufig nicht in das Übertragungsnetz 2, sondern vielmehr in lokale Verteilnetze 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Windpark 6 noch einen Energiespeicher 7, der zusammen mit den Windenergieanlagen 5 über ein windparkinternes Netz 8 über eine Transformator- und Parksteuerungsstation 9 mit dem Stromnetz 7, insbesondere einem lokalen Verteilnetz 3 angebunden ist.The energy to be distributed through the power grid is generated by power generation units 4 . 5 provided. In addition to a conventional power plant 4 , which the generated energy directly into the transmission network 2 feeds, feed individually or in a wind farm 6 combined wind turbines 5 also energy into the power grid 1 on. Among other things due to the spatial proximity of the respective lines, they are often not fed into the transmission system 2 but rather in local distribution networks 3 , In the exemplary embodiment shown, the wind farm comprises 6 another energy storage 7 that together with the wind turbines 5 via an internal wind farm network 8th via a transformer and park control station 9 with the power grid 7 , especially a local distribution network 3 is connected.

Das Stromnetz 1 wird mithilfe von nicht dargestellten Messstationen und Sensoren in einer Netzüberwachungs- und Steuerzentrale 10 überwacht. Die Netzüberwachungs- und Steuerzentrale 10 ist dabei über Datenleitungen 11 unmittelbar oder über eine Parksteuerungsstation 9 mit den einzelnen Energieerzeugungseinheiten 4, 5 verbunden, und kann diesen Vorgaben hinsichtlich der Energieeinspeisungen machen, die entweder unmittelbar von den Energieerzeugungseinheiten 4, 5 umgesetzt oder zunächst von einer Parksteuerungsstation 9 in Einzelvorgaben für die daran angeschlossenen Windenergieanlagen 5 sowie den Stromspeicher 7 übersetzt werden.The power grid 1 with the help of measuring stations and sensors (not shown) in a network monitoring and control center 10 supervised. The network monitoring and control center 10 is about data lines 11 directly or via a parking control station 9 with the individual power generation units 4 . 5 connected, and can make these specifications regarding the energy feed-in either directly from the energy generation units 4 . 5 implemented or initially from a parking control station 9 in individual specifications for the connected wind turbines 5 as well as the electricity storage 7 to be translated.

Die Pflicht der Energieerzeugungseinheiten 4, 5 auf entsprechende Vorgaben innerhalb einer bestimmten Zeit zu reagieren, ist in Einspeisebedingungen festgeschrieben. In diesen Einspeisebedingungen sind weiterhin Bestimmungen für das Verhalten der Energieerzeugungseinheiten 4, 5 im Falle einer Netzstörung enthalten, die auch ohne explizite gesonderte Vorgabe durch die Energieerzeugungseinheiten 4, 5 umgesetzt werden müssen.The duty of power generation units 4 . 5 Reacting to the corresponding requirements within a certain time is laid down in the feed-in conditions. In these feed-in conditions there are still provisions for the behavior of the power generation units 4 . 5 included in the event of a grid failure, even without explicitly specified by the power generation units 4 . 5 have to be implemented.

Zur Überprüfung, ob die Windenergieanlage 5 bzw. der Windpark 6 umfassend mehrere Windenergieanlagen 5 und einen Stromspeicher 7 die Einspeisebedingungen einhalten, sind an den jeweiligen Netzeinspeisepunkten Erfassungsmodule 12 vorgesehen, mit denen die Spannung und Stromstärke separat für jede Phase mit einer Abtastrate von 5 kHz erfasst wird. Die Erfassungsmodule 12 sind dabei dazu ausgebildet, anhand der erfassten Messwerte Netzstörungen, bspw. durch einen plötzlichen massiven Spannungsabfall, zu erkennen und daraufhin ein Netzstörungssignal zu generieren. Optional können - wie dies für den Windpark 6 dargestellt ist - die Erfassungsmodule 12 auch über eine Datenleitung 11 an die Netzüberwachungs- und Steuerzentrale 10 angebunden sein, um von dort evtl. Netzstörungssignale zu empfangen.To check whether the wind turbine 5 or the wind farm 6 comprising several wind turbines 5 and a power storage 7 Comply with the feed-in conditions at the respective grid feed-in points 12 provided with which the voltage and current strength are recorded separately for each phase with a sampling rate of 5 kHz. The acquisition modules 12 are designed to use the measured values to detect network faults, for example due to a sudden massive drop in voltage, and to then generate a network fault signal. Optionally - like this for the wind farm 6 is shown - the acquisition modules 12 also via a data line 11 to the network monitoring and control center 10 be connected to receive network fault signals from there.

Sofern bei einem Erfassungsmodul 12 ein selbst erzeugtes oder von extern stammendes Netzstörungssignal vorliegt, werden die momentan erfassten Messwerte in einer Messwertzeitreihe zusammengefasst. Diese werden durch die in einem Zwischenspeicher des Erfassungsmoduls 12 abgelegten Messwerte der letzten 10 Sekunden vor dem Eingang des Netzstörungssignals ergänzt. Die Messewertzeitreihe wird bis zum Wegfall des Netzstörungssignals und darüber hinaus um 5 Sekunden fortgeschrieben. Damit ist sichergestellt, dass in der Messwertzeitreihe nicht nur das Einspeiseverhalten während dem Vorliegen eines Netzstörungssignals, sondern auch die Einspeisung vor dem Auftritt der Netzstörung und nach deren Klärung inklusive der jeweiligen Transienten erfasst wird.If a registration module 12 If there is a self-generated or external fault signal, the measured values currently being recorded are combined in a measured value time series. These are stored in a buffer in the acquisition module 12 stored measured values of the last 10 seconds before the input of the network fault signal added. The measured value time series is updated by 5 seconds until the mains fault signal disappears and beyond. This ensures that not only the feed-in behavior during the presence of a grid fault signal, but also the feed-in before the occurrence of the grid fault and after its clarification, including the respective transients, is recorded in the measured value time series.

Die so erstellten Messwertzeitreihen können bei Bedarf in einem optional an das Erfassungsmodul 12 angebundenen Datenspeicher zur späteren Kontrolle abgelegt und archiviert werden. Sie werden aber auf jeden Fall über per Verschlüsselung gesicherte Datenleitungen 13 an einen Rechnerverbund 14 übertragen. Bei dem Rechnerverbund 14 handelt es sich um eine Mehrzahl von Rechnern, welche die nachfolgend beschriebenen Funktionen jeweils parallel ausführen und ihre Ergebnisse anschließend jeweils untereinander validieren. Insbesondere wenn die Rechner des Rechnerverbunds 14 unterschiedlichen Betreibern zugeordnet sind, kann so sichergestellt werden, dass die Rechner nicht im Hinblick auf Interessen einzelner hin manipuliert werden.If required, the measurement time series created in this way can be optionally sent to the acquisition module 12 connected data storage for later checking and archiving. In any case, they will be sent via data lines that are secured by encryption 13 to a network of computers 14 transfer. At the computer network 14 it is a plurality of computers that each execute the functions described below in parallel and then validate their results with each other. Especially when the computers of the computer network 14 are assigned to different operators, this can ensure that the computers are not manipulated with regard to the interests of individuals.

In dem Rechnerverbund 14 werden Hashwerte für Messwertzeitreihen berechnet, anhand derer sich zu einem späteren Zeitpunkt mit hoher Sicherheit feststellen lässt, ob eine archivierte Messwertreihe derjenigen Messwertreihe, die der Hashwertberechnung zugrunde lag, entspricht.In the computer network 14 Hash values for measured value time series are calculated, which can later be used to determine with a high degree of certainty whether an archived measured value series corresponds to the measured value series on which the hash value calculation was based.

Weiterhin werden im Rechnerverbund 14 Bewertungsgrößen für Messwertzeitreihen ermittelt. Die Bewertungsgrößen sind dabei so gewählt, dass die spätere Überprüfung auf Einhaltung der Einspeisebedingungen daraus möglich ist. Im vorliegenden Beispiel wird - auch aus Gründen der Übersichtlichkeit - lediglich eine Bewertungsgröße berechnet, nämlich die Wirkleistungsrate nach Klärung einer in einem Spannungszusammenbruch resultierenden Netzstörung. Es ist aber selbstverständlich möglich und auch regelmäßig angezeigt, eine Vielzahl von Bewertungsgrößen zu berechnen.Furthermore, in the computer network 14 Evaluation variables for measured value time series determined. The evaluation parameters are selected in such a way that it can be subsequently checked for compliance with the feed-in conditions. In the present example, also for the sake of clarity, only one evaluation variable is calculated, namely the active power rate after clarification of a grid failure resulting in a voltage breakdown. However, it is of course possible and also regularly displayed to calculate a large number of evaluation variables.

Sofern die Hashwertberechnung und die Ermittlung der Bewertungsgrößen abgeschlossen und die Validierung durch die einzelnen Rechner des Rechnerverbunds 14 positiv verlaufen ist, werden die Hashwerte und Berechnungsgrößen - nicht aber die Messwertreihen - an einen Datenbankverbund 15 übermittelt, der nach dem Blockchain-Prinzip arbeitet. Ähnlich wie schon beim Rechnerverbund 14 ist dabei nicht eine singuläre Datenbank, sondern vielmehr eine Mehrzahl von sich untereinander synchronisierenden Datenbanken in einem Verbund vorgesehen, sodass - insbesondere, wenn die einzelnen Datenbanken im Verbund unterschiedlichen Betreibern zugeordnet sind - eine hohe Manipulationssicherheit gegeben ist.Provided that the hash value calculation and the determination of the evaluation variables have been completed and the validation by the individual computers of the computer network 14 The hash values and calculation quantities - but not the measured value series - are passed to a database network 15 transmitted, which works according to the blockchain principle. Similar to the network of computers 14 it is not a singular database, but rather a plurality of databases that synchronize with each other in a network, so that - especially if the individual databases in the network are assigned to different operators - there is a high level of security against manipulation.

Beim Hinzufügen des Hashwerts und der dazugehörigen Bewertungsgrößen erfolgt nach dem Prinzip eines Smart-Contracts eine Überprüfung der Einhaltung von Einspeisebedingungen anhand der Bewertungsgrößen. Dazu sind die Einspeisebedingungen in einem Computerprotokoll 16 abgebildet, welches auf Basis der Bewertungsgrößen die entsprechende Überprüfung für einzelne Bedingungen und/oder aller Bedingungen gemeinsam durchführen kann.When adding the hash value and the associated evaluation parameters, compliance with the feed-in conditions is checked based on the evaluation parameters based on the principle of a smart contract. For this purpose, the feed conditions are in a computer protocol 16 mapped, which can carry out the corresponding check for individual conditions and / or all conditions together on the basis of the evaluation variables.

Der berechnete Hashwert, die dazugehörigen Bewertungsgrößen sowie die darauf basierende Überprüfung der Einhaltung der Einspeisebedingungen werden als neuer Datensatz in die Datenbank des Datenbankverbundes 15 hinzugefügt.The calculated hash value, the associated evaluation parameters and the verification of compliance with the feed-in conditions based thereon are stored as a new data record in the database of the database network 15 added.

Dabei weist die Datenbank bzw. der neu hinzugefügte Datensatz die folgende Struktur auf:

Figure DE102018005967A1_0001
The database or the newly added data record has the following structure:
Figure DE102018005967A1_0001

Aufgrund der erfindungsgemäß eingesetzten Blockchain-Technologie ist eine spätere Veränderung bzw. Manipulation, aber auch ein Löschen der Daten praktisch nicht möglich.Due to the blockchain technology used according to the invention, a later change or manipulation, but also deletion of the data is practically not possible.

Auf die in dem Datenbankverbund 15 abgelegten Daten kann zu jedem beliebigen späteren Zeitpunkt von beliebigen Parteien zugegriffen werden, wobei der Zugriff auf bekannte Art und Weise über Zugriffsrechte geregelt werden kann, sodass nur berechtigte Personen die Daten tatsächlich einsehen können.On those in the database network 15 stored data can be accessed at any later time by any party, the access can be regulated in a known manner via access rights, so that only authorized persons can actually view the data.

Claims (10)

Verfahren zur Überwachung der Einhaltung von Einspeisebedingungen eines Stromnetzes (1) durch eine oder mehrere darein einspeisende Energieerzeugungseinheiten (4, 5), umfassend die Schritte: - Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt einer Energieerzeugungseinheit (4, 5) oder einer Gruppe (6) von Energieerzeugungseinheiten (5) zur Bildung von Messwertzeitreihen; - Berechnen von Hashwerten für Messwertzeitreihen; - Ermittlung von Bewertungsgrößen aus Messwertzeitreihen; - Hinzufügen der Hashwerte und Bewertungsgrößen zu einer Distributed-Ledger-Datenbank; - Überprüfen der Einhaltung von Einspeisebedingungen anhand der Bewertungsgrößen in der Distributed-Ledger-Datenbank durch ein, die Einspeisebedingungen abbildendes Computerprotokoll (16).Method for monitoring compliance with the feed-in conditions of a power grid (1) by one or more power generation units (4, 5) feeding in it, comprising the steps: - Detecting the voltage and current strength per phase at the grid feed-in point of a power generation unit (4, 5) or a group ( 6) of energy generation units (5) for forming measured value time series; - Calculation of hash values for measured value time series; - Determination of evaluation variables from measured value time series; - adding the hash values and evaluation values to a distributed ledger database; - Checking compliance with the feed-in conditions on the basis of the evaluation variables in the distributed ledger database by means of a computer log depicting the feed-in conditions (16). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messwertzeitreihe erst bei Vorliegen eines Störungssignals seitens des Stromnetzes (1), vorzugsweise für die Dauer des Vorliegens des Störungssignals, gebildet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a measurement time series is only formed when a fault signal is present on the part of the power network (1), preferably for the duration of the fault signal being present. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertzeitreihe durch Messwerte ergänzt wird, die einen vorgegebenen Zeitraum vor und/oder nach Vorliegen eines Störungssignals erfasst wurden.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the measured value time series is supplemented by measured values which were recorded a predetermined period before and / or after the presence of a fault signal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Überprüfung in der Distributed-Ledger-Datenbank gespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the result of the check is stored in the distributed ledger database. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hashwertberechnung für Messwertzeitreihen und/oder Ermittlung von Bewertungsgrößen für Messwertzeitreihen zur Validierung durch mehr als eine Instanz durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the hash value calculation for measured value time series and / or determination of evaluation variables for measured value time series are carried out for validation by more than one instance. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungsgröße die Wirkleistungsrate nach Klärung einer in einem Spannungszusammenbruch resultierenden Netzstörung umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation variable comprises the active power rate after clarification of a network failure resulting in a voltage breakdown. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Spannung und Stromstärke je Phase am Netzeinspeisepunkt durch ein geeichtes und/oder verplombtes Erfassungsmodul (12) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the detection of the voltage and current strength per phase at the grid feed-in point is carried out by a calibrated and / or lead-sealed detection module (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassen der Spannung und Stromstärke je Phase mit einer Abtastrate von wenigstens 1 kHz, vorzugsweise von wenigstens 2 kHz, weiter vorzugsweise von wenigstens 5 kHz erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage and current strength per phase are recorded at a sampling rate of at least 1 kHz, preferably at least 2 kHz, further preferably at least 5 kHz. Anordnung (100) umfassend wenigstens eine, an einem Netzeinspeisepunkt in ein Stromnetz (1) einspeisende Energieerzeugungseinheit (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass am Netzeinspeisepunkt ein Erfassungsmodul (12) zur Erfassung der Spannung und Stromstärke je Phase vorgesehen ist und die Komponenten der Anordnung (1) zur Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche ausgebildet ist.Arrangement (100) comprising at least one energy generation unit (4, 5) which feeds into a power grid (1) at a grid feed point, characterized in that a detection module (12) for detecting the voltage and current per phase is provided at the grid feed point and the components of the Arrangement (1) for executing a method according to one of the preceding claims. Satz von Computerprogrammprodukten, umfassend Programmteile, welche, wenn geladen in einen Computer oder in untereinander vernetzte Computer, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgelegt sind.Set of computer program products, comprising program parts which, when loaded into a computer or into networked computers, for carrying out the method according to one of the Claims 1 to 9 are designed.
DE102018005967.8A 2018-07-30 2018-07-30 Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions Pending DE102018005967A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018005967.8A DE102018005967A1 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions
PCT/EP2019/070443 WO2020025586A1 (en) 2018-07-30 2019-07-30 Method for monitoring compliance with feed-in conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018005967.8A DE102018005967A1 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018005967A1 true DE102018005967A1 (en) 2020-01-30

Family

ID=67539483

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018005967.8A Pending DE102018005967A1 (en) 2018-07-30 2018-07-30 Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018005967A1 (en)
WO (1) WO2020025586A1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107993009A (en) * 2017-12-01 2018-05-04 赫普科技发展(北京)有限公司 A kind of Generation Side electric power assistant service transaction system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020025586A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2691756B1 (en) Leak detection by means of a stochastic mass balance
DE112012000797B4 (en) Multiple modeling paradigm for predictive analytics
DE102012217743B4 (en) Checking an integrity of property data of a device by a tester
DE102016119084A9 (en) Distributed performance monitoring and analysis of industrial plants
EP3336995B1 (en) Method, control device and system for determining state values for describing operating states in a subnetwork of an energy supply network
DE102018116696A1 (en) A method for generating normal state prediction data of a plant and apparatus using the same
WO2015193007A1 (en) Method and system for obtaining and analysing forensic data in a distributed computer infrastructure
EP3210088B1 (en) Method and assistance system for recognising a fault in a system
EP2293089A1 (en) String malfunction monitoring
DE102010046174B4 (en) Backup and check the system time of a charging station
DE102014103494A1 (en) Methods and systems for continuous calibration of circuit breaker trip units and meters
DE112018006670T5 (en) Determination device, solar power generation system, determination method and determination program
DE112016004926T5 (en) Energy consumption warning system, energy consumption warning system and platform
EP3855259B1 (en) Method for testing compatibility of functional modules
DE102020117900A1 (en) PROCEDURE FOR OPERATING AN ELECTRICITY MEASUREMENT SYSTEM AND ELECTRICITY MEASUREMENT SYSTEM
DE102018005967A1 (en) Procedure for monitoring compliance with feed-in conditions
DE102012025178A1 (en) Method for automatic characterization and monitoring of electrical system by comparing correlations between measured values, involves performing comparison through evaluation of mutual correlations of pairs of measurement variables
DE102017129190A1 (en) Labeling device, power generation plant, energy system and method
EP2664939B1 (en) Method for validating measurements of multiple measurement channels which depend on the position of the sun
EP3407452A1 (en) Control of a distribution network
DE102004022719B4 (en) Data collection method for quality evaluation of electric energy
DE112017006528T5 (en) ATTACK / ABNORMALITY DETECTION DEVICE, ATTACK / ABNORMALITY DETECTION PROCEDURE AND ATTACK / ABNORMALITY DETECTION PROGRAM
EP2429061B1 (en) Method for improved energy loss forecasting in a transfer network
DE102018007954A1 (en) Remotely configurable data acquisition of wind turbines
EP4020736A1 (en) Method for determining a system state of a system

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02J0003380000

Ipc: H02J0003000000

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS GAMESA RENEWABLE ENERGY SERVICE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SENVION GMBH, 22297 HAMBURG, DE