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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Überprüfung eines Energieversorgungssystems.
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Derzeit sind Gebäude oder Produktionsanlagen mit Energiemanagementsystemen und/oder Energiemonitoringsystemen ausgestattet, welche eine Energieversorgung des Gebäudes beziehungsweise der Produktionsanlage koordinieren oder zumindest einen Energieverbrauch des Gebäudes beziehungsweise der Produktionsanlage aufzeichnen. Hierbei können Messdaten eines elektrischen und thermischen Energieverbrauchs aufgezeichnet werden. Um eine besonders hohe Energieeffizienz des Gebäudes beziehungsweise der Produktionsanlage zu erreichen, ist es wünschenswert, das Gebäude beziehungsweise die Produktionsanlage hinsichtlich ihrer Energieversorgung zu überprüfen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie ein System zur Überprüfung eines Energieversorgungssystems zu schaffen, um eine besonders vorteilhafte Energieversorgung mittels des Energieversorgungssystems zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein System zur Überprüfung eines Energieversorgungssystems mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung eines Energieversorgungssystems, bei welchem mittels eines Energiemanagementsystems Betriebsdaten des Energieversorgungssystems erfasst werden. Mittels des Energiemanagementsystems kann über die Betriebsdaten beispielsweise ein Systemzustand des Energieversorgungssystems ermittelt werden. In Abhängigkeit von dem Systemzustand kann mittels des Energiemanagementsystems eine Einsatzplanung beziehungsweise ein Fahrplan für das Energieversorgungssystem bereitgestellt werden und somit mittels des Energiemanagementsystems das Energieversorgungssystem gesteuert werden. Bei dem Verfahren wird eine Soll-Konfiguration des Energieversorgungssystems anhand von den erfassten Betriebsdaten mittels eines Energiedesignsystems generiert. Mittels des Energiedesignsystems kann das Energieversorgungssystem ausgelegt werden, wobei vorliegend die Auslegung anhand der mittels des Energiemanagementsystems erfassten Betriebsdaten erfolgt. Das bedeutet, dass das Energieversorgungssystem in Betrieb genommen wird, während des Betriebs des Energieversorgungssystems die Betriebsdaten mittels des Energiemanagementsystems erfasst werden und anschließend in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsdaten mittels des Energiedesignsystems das Energieversorgungssystem neu ausgelegt wird und somit die Soll-Konfiguration des Energieversorgungssystems generiert wird. Zur Überprüfung des Energieversorgungssystems wird eine mittels des Energiemanagementsystems erfasste Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems mit der Soll-Konfiguration mittels einer Recheneinrichtung verglichen. Unter der jeweiligen Konfiguration ist eine Zusammenstellung sowie räumliche Anordnung und Verknüpfung beziehungsweise Vernetzung von Komponenten des Energieversorgungssystems zu verstehen. Die Ist-Konfiguration beschreibt das Energieversorgungssystem zu einem definierten Zeitpunkt, wohingegen die Soll-Konfiguration ein idealisiertes Energieversorgungssystem beschreibt, welches im Rahmen des Generierens der Soll-Konfiguration mittels des Energiedesignsystems in Abhängigkeit von den Betriebsdaten als besonders vorteilhaft, insbesondere besonders energieeffizient, ermittelt worden ist. Das Verfahren, bei welchem die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems mit der anhand der Betriebsdaten der Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems erstellten Soll-Konfiguration des Energieversorgungssystems verglichen wird, ermöglicht, dass das Energieversorgungssystem hinsichtlich seiner Auslegung überprüft wird. Beispielsweise kann das Energieversorgungssystem anhand von geschätzten Betriebswerten ausgelegt worden sein und nach dessen Inbetriebnahme im Rahmen des Verfahrens im Vergleich mit seiner Auslegung in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsdaten überprüft werden. Anhand von Abweichungen zwischen der Soll-Konfiguration und der Ist-Konfiguration, welche im Rahmen des Vergleichs ermittelt werden können, können Optimierungsmaßnahmen für das Energieversorgungssystem ermittelt werden. Im Rahmen einer sogenannten Greenfield-Planung können beim Generieren der Soll-Konfiguration mittels des Energiedesignsystems lediglich die erfassten Betriebsdaten des Energieversorgungssystems vorgegeben werden und die Soll-Konfiguration kann hinsichtlich einer Wahl von Komponenten frei generiert werden.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von wenigstens einer Komponente der Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems generiert wird. Das bedeutet, dass die wenigstens eine Komponente, welche das Energieversorgungssystem in der Ist-Konfiguration umfasst, als fester Parameter für die Generierung der Soll-Konfiguration vorgegeben werden kann. Das bedeutet, dass die Soll-Konfiguration derart generiert werden kann, dass sie die wenigstens eine Komponente aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann beim Generieren der Soll-Konfiguration vorgegeben werden, dass die Soll-Konfiguration die wenigstens eine Komponente nicht umfassen soll oder dass die Soll-Konfiguration die wenigstens eine Komponente umfassen soll und wenigstens eine weitere Komponente nicht umfassen soll. Hierdurch kann eine sogenannte Brownfield-Planung durchgeführt werden, bei welcher durch das Vorgeben der wenigstens einen Komponente Freiheitsgrade bei der Generierung der Soll-Konfiguration eingeschränkt werden. Dies ermöglicht, dass lediglich Bereiche des Energieversorgungssystems beim Generieren der Soll-Konfiguration neu ausgelegt werden und somit lediglich Bereiche des Energieversorgungssystems überprüft werden.
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In diesem Zusammenhang ist es weiter vorteilhaft, wenn die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von Komponentenbetriebsdaten und/oder Verknüpfungsdaten, welche eine Interaktion der wenigstens einen Komponente mit wenigstens einer weiteren Komponente charakterisieren, der Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems generiert wird. Das bedeutet, dass Komponentenbetriebsdaten der wenigstens einen Komponente, welche einen jeweiligen Zustand der wenigstens einen Komponente charakterisieren, und/oder die Verknüpfungsdaten erfasst werden und die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von den Komponentenbetriebsdaten und/oder den Verknüpfungsdaten generiert wird. Somit werden bei der Generierung der Soll-Konfiguration sowohl das Vorhandensein der wenigstens einen Komponente als auch deren Komponentenbetriebsdaten oder deren Interaktion mit der wenigstens einer weiteren Komponenten mit einbezogen. Dies ermöglicht eine Spezifizierung der Überprüfung des Energieversorgungssystems, indem zu überprüfende Bereiche des Energieversorgungssystems beim Generieren der Soll-Konfiguration nicht vorgegeben werden, wohingegen nicht zu überprüfende Bereiche des Energieversorgungssystems bei dem Generieren der Soll-Konfiguration durch Vorgeben der wenigstens einen Komponente sowie der Komponentenbetriebsdaten und/oder der Verknüpfungsdaten vorgegeben werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von geschätzten oder erfassten Energiekosten generiert wird. Das bedeutet, dass Energiekosten des Energieversorgungssystems entweder abgeschätzt werden oder anhand eines Marktpreises ermittelt werden und die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von den Energiekosten generiert wird. Hierdurch kann das Energieversorgungssystem vorteilhafterweise im Hinblick auf die Energiekosten überprüft werden. Beispielsweise kann das Energieversorgungssystem hierbei durch beim Generieren der Soll-Konfiguration vorgegebene Energiekosten auf dessen Kosteneffizienz hin untersucht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Soll-Konfiguration in regelmäßigen Zeitabständen generiert wird und/oder der Vergleich in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt wird und/oder die Ist-Konfiguration in regelmäßigen Zeitabständen erfasst wird. Mit anderen Worten wird die Überprüfung des Energieversorgungssystems in regelmäßigen Zeitabständen und somit zyklisch durchgeführt. Es erfolgt somit eine mehrmalige Überprüfung des Energieversorgungssystems, wobei eine zeitliche Entwicklung ermittelt werden kann. Anhand der zyklischen Überprüfung kann beispielsweise sichergestellt werden, dass das Energieversorgungssystem definierte Gütekriterien, wie beispielsweise die Energieeffizienz oder eine Kosteneffizienz oder ein Ausnutzungsgrad von Preisschwankungen, innerhalb einer jeweiligen definierten Bandbreite aufweist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von einem ermittelten Wert des Gütekriteriums des Energieversorgungssystems generiert wird und/oder der Vergleich in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert des Gütekriteriums des Energieversorgungssystems durchgeführt wird. Insbesondere wird ein Über- beziehungsweise Unterschreiten eines definierten Grenzwerts durch das Gütekriterium erfasst und im Anschluss daran die Soll-Konfiguration generiert und/oder der Vergleich durchgeführt. Somit wird die Soll-Konfiguration generiert und/oder der Vergleich durchgeführt, sobald das Überschreiten beziehungsweise das Unterschreiten des Grenzwerts durch das Gütekriterium ermittelt worden ist. Der jeweilige Grenzwert für das jeweilige Gütekriterium kann vorgegeben sein oder anhand der Betriebsdaten des Energieversorgungssystems, beispielsweise in Abhängigkeit von einer zeitlichen Entwicklung der Betriebsdaten, ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige Grenzwert in Abhängigkeit von einem Vergleich jeweiliger Gütekriterien einer Mehrzahl von Energieversorgungssystemen ermittelt werden. Somit wird das Energieversorgungssystem lediglich dann hinsichtlich Abweichungen zwischen der Soll-Konfiguration und der Ist-Konfiguration überprüft, wenn das jeweilige Gütekriterium den für das jeweilige Gütekriterium vorgegebenen Grenzwert überschreitet beziehungsweise unterschreitet.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von einer Änderung von Konfigurationsparametern des Energieversorgungssystems generiert wird und/oder der Vergleich in Abhängigkeit von einer Änderung der Konfigurationsparameter des Energieversorgungssystems durchgeführt wird. Bei den Konfigurationsparametern kann es sich um externe Randbedingungen des Energieversorgungssystems wie beispielsweise das Wetter, einen häufigen Ausfall eines das Energieversorgungssystem mit elektrischer Energie versorgenden Stromnetzes oder einer über einen definierten Grenzwert hinausgehenden Änderungen eines Strompreises oder eines Gaspreises handeln. Wird eine Änderung des jeweiligen Konfigurationsparameters über einen definierten vorgegebenen Schwellenwert hinaus ermittelt, so werden das Generieren der Soll-Konfiguration und/oder der Vergleich ausgelöst. Somit erfolgt die Überprüfung des Energieversorgungssystems dann, wenn sich der jeweilige Konfigurationsparameter über das durch den definierten Grenzwert vorgegebene definierte Maß, insbesondere über den Schwellenwert hinaus, ändert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Soll-Konfiguration in Abhängigkeit von einer Sensitivität jeweiliger Betriebsdaten des Energieversorgungssystems generiert wird und/oder der Vergleich in Abhängigkeit von der Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten des Energieversorgungssystems durchgeführt wird. Die Sensitivität der Betriebsdaten beschreibt ein Maß einer Änderung der jeweiligen betrachteten Betriebsdaten bei einer jeweiligen Änderung eines jeweiligen die jeweiligen Betriebsdaten beeinflussenden Einflussparameters. Somit können mittels der Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten Schwankungen der jeweiligen Betriebsdaten bei einer Änderung des die jeweiligen Betriebsdaten beeinflussenden Einflussparameters beschrieben werden. Im Rahmen des Verfahrens kann ein Schwanken der jeweiligen Betriebsdaten ermittelt werden und in Abhängigkeit davon die Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten ermittelt werden. Übersteigt die Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten einen definierten Begrenzungswert, dann wird das Generieren der Soll-Konfiguration und/oder das Durchführen des Vergleichs ausgelöst. Hierbei kann über die Sensitivität beispielsweise ermittelt werden, dass eine Änderung einer Komponentengröße als Einflussparameter zu einer Stabilisierung der jeweiligen Betriebsdaten führen könnte und infolgedessen das Generieren der Soll-Konfiguration und/oder das Durchführen des Vergleichs ausgelöst werden. Das Energieversorgungssystem kann somit mittels des Vergleichs zwischen der generierten Soll-Konfiguration und der Ist-Konfiguration lediglich dann überprüft werden, wenn die Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten den vorgegebenen Begrenzungswert überschreitet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in Abhängigkeit von dem Vergleich die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems angepasst wird. Das bedeutet, dass die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems angepasst wird, wenn im Rahmen des Vergleichs eine definierte Mindestabweichung zwischen der Soll-Konfiguration und der Ist-Konfiguration ermittelt wird. Beispielsweise kann die Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Vergleich einen dreidimensionalen Druckvorgang zum Erstellen einer Komponente auslösen, wobei mittels der gedruckten Komponente die Ist-Konfiguration angepasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Vergleich eine Komponente, um welche die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems erweitert werden soll, bei einem Hersteller bestellen. Beispielsweise kann im Rahmen des Vergleichs die Ist-Konfiguration mit der Soll-Konfiguration hinsichtlich eines Gütekriteriums verglichen und bewertet werden. Um eine definierte Mindestgüte des Gütekriteriums einzuhalten, kann die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems angepasst werden. Hierbei kann die Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems hinsichtlich deren Komponenten geändert werden und/oder Komponenten der Ist-Konfiguration können hinsichtlich ihres Betriebs und/oder ihrer Interaktionen miteinander angepasst werden. Somit kann das Energieversorgungssystem im Rahmen des Verfahrens sowohl überprüft als auch optimiert werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Überprüfung eines Energieversorgungssystems, mit einem Energiemanagementsystem, mittels welchem Betriebsdaten und eine Ist-Konfiguration des Energieversorgungssystems erfassbar sind. Des Weiteren umfasst das System ein Energiedesignsystem, mittels welchem eine Soll-Konfiguration des Energieversorgungssystems anhand von den erfassten Betriebsdaten generierbar ist. Überdies weist das System eine Recheneinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie es oben beschrieben worden ist, durchzuführen. Mittels des Energiemanagementsystems sind die Betriebsdaten erfassbar und für das Energiedesignsystem bereitstellbar. Mittels des Energiedesignsystems wiederum ist die Soll-Konfiguration anhand der von dem Energiemanagementsystem empfangenen Betriebsdaten generierbar und für die Recheneinrichtung bereitstellbar. Des Weiteren sind mittels der Recheneinrichtung sowohl die Ist-Konfiguration von dem Energiemanagementsystem als auch die Soll-Konfiguration von dem Energiedesignsystem empfangbar und im Rahmen des Vergleichs miteinander vergleichbar.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems anzusehen. Aus diesem Grund sind die Vorteile und vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der einzigen FIG näher beschrieben. Hierbei zeigt die einzige FIG ein Verfahrensschema zum Überprüfen eines Energieversorgungssystems, mittels welchem eine Infrastruktur mit Energie versorgbar ist, mittels eines Systems.
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In der einzigen FIG ist ein Verfahrensschema zum Betreiben und Überprüfen eines Energieversorgungssystems 1 dargestellt. Das Energieversorgungssystem 1 dient einer Lastdeckung 2 einer Infrastruktur 3, bei welcher es sich vorliegend um ein Gebäude handelt. Das bedeutete, dass das Energieversorgungssystem 1 die Infrastruktur 3 mit Energie, insbesondere thermischer und elektrischer Energie, versorgt. Sowohl auf das Energieversorgungssystem 1 als auch auf die Infrastruktur 3 kann eine jeweilige Umgebung 4, insbesondere im Rahmen des Wetters, einwirken. Hierbei kann die Infrastruktur 3 durch die Umgebung 4 hinsichtlich eines Energiebedarfs 5 beeinflusst werden, wohingegen das Energieversorgungssystem 1 durch die Umgebung 4 hinsichtlich einer Energiebereitstellungskapazität 6 beeinflusst werden kann. Das Energieversorgungssystem 1 kann in Energieaustausch 7 mit einem Energiemarkt 8 insbesondere mit einem Energieversorger oder dem EPEX Spot Market stehen. Das bedeutet, dass das Energieversorgungssystem 1 Energie von dem Energiemarkt 8 beziehen kann oder Energie in den Energiemarkt 8 einspeisen kann.
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Zum Steuern des Energieversorgungssystems 1 ist ein Energiemanagementsystem 9 vorgesehen, von welchem eine Einsatzplanung 10 beziehungsweise ein Fahrplan für das Energieversorgungssystem 1 bereitgestellt werden kann. Das bedeutet, dass das Energieversorgungssystem 1 hinsichtlich der Lastdeckung 2 der Infrastruktur 3 von dem Energiemanagementsystem 9 über die Einsatzplanung 10 gesteuert werden kann. Im Rahmen einer Kommunikation 11 beziehungsweise einem Handel zwischen dem Energiemanagementsystem 9 und dem Energiemarkt 8 kann das Energiemanagementsystem 9 den Energieaustausch 7 zwischen dem Energiemarkt 8 und dem Energieversorgungssystem 1 steuern. Beispielsweise löst das Energiemanagementsystem 9 einen Kauf beziehungsweise einen Verkauf von Energie im Rahmen der Kommunikation 11 zwischen dem Energiemarkt 8 und dem Energieversorgungssystem 1 aus.
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Das Energiemanagementsystem 9 kann von dem Energieversorgungssystem 1 Betriebsdaten 12 sowie eine jeweilige Ist-Konfiguration 13 des Energieversorgungssystems 1 empfangen. Die Ist-Konfiguration 13 beschreibt eine Anzahl und räumliche Anordnung sowie Vernetzung von einer Mehrzahl von Komponenten des Energieversorgungssystems 1. Die Betriebsdaten 12 charakterisieren Zustände und Prozesse des gesamten Energieversorgungssystems 1 sowie einzelner Komponenten des Energieversorgungssystems 1.
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Um ein Überprüfen des Energieversorgungssystems 1 zu ermöglichen, werden die mittels des Energiemanagementsystems 9 erfassten Betriebsdaten 12 für ein Energiedesignsystem 14 bereitgestellt. Die mittels des Energiemanagementsystems 9 erfasste Ist-Konfiguration 13 wird für eine Recheneinrichtung 15 bereitgestellt.
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Mittels des Energiedesignsystems 14 wird anhand der von dem Energiemanagementsystem 9 empfangenen Betriebsdaten 12 eine Soll-Konfiguration 16 generiert. Hierbei beschreibt die Soll-Konfiguration 16 eine hypothetische Konfiguration des Energieversorgungssystems 1, welche im Hinblick auf wenigstens ein Gütekriterium, wie eine Energieeffizienz einer Energiebereitstellung oder ein Ausnutzungsgrad von Preisschwankungen oder einer Kosteneffizienz, optimiert ist. Das Energiedesignsystem 14 kann die Soll-Konfiguration 16 sowohl in Abhängigkeit von den Betriebsdaten 12 als auch in Abhängigkeit von Konfigurationsparametern 17, welche externe Randbedingungen charakterisieren, generieren. Nach dem Generieren der Soll-Konfiguration 16 mittels des Energiedesignsystems 14 wird die Soll-Konfiguration 16 für die Recheneinrichtung 15 bereitgestellt.
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Mittels der Recheneinrichtung 15 wird die von dem Energiemanagementsystem 9 bereitgestellte Ist-Konfiguration 13 mit der von dem Energiedesignsystem 14 bereitgestellten Soll-Konfiguration 16 verglichen. Im Anschluss daran kann in Abhängigkeit von dem Vergleich die Ist-Konfiguration 13 des Energieversorgungssystems 1 angepasst werden.
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Bei dem Generieren der Soll-Konfiguration 16 mittels des Energiedesignsystems 14 kann wenigstens eine Komponente der Ist-Konfiguration 13 des Energieversorgungssystems 1 vorgegeben werden. Darüber hinaus können Komponentenbetriebsdaten der wenigstens einen Komponente und Verknüpfungsdaten der wenigstens einen Komponente in die Generierung der Soll-Konfiguration 16 mittels des Energiedesignsystems 14 mit einbezogen werden. Die Verknüpfungsdaten beschreiben eine Interaktion der wenigstens einen Komponente mit wenigstens einer weiteren Komponente des Energieversorgungssystems 1. Für das Generieren der Soll-Konfiguration 16 können des Weiteren Energiekosten, welche entweder geschätzt werden können oder durch den Energiemarkt 8 im Rahmen der Kommunikation 11 von dem Energiemanagementsystem 9 empfangen und zusammen mit den Betriebsdaten 12 für das Energiedesignsystem 14 bereitgestellt werden können, mit einbezogen werden.
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Das Generieren der Soll-Konfiguration 16 und/oder das Durchführen des Vergleichs mittels der Recheneinrichtung 15 können entweder mehrmals in regelmäßigen Zeitabständen und somit zyklisch erfolgen oder durch vorgegebene Ereignisse getriggert und somit ausgelöst werden. Als Ereignis kann ein vorgegebenes Gütekriterium einen definierten vorgegebenen Grenzwert über- beziehungsweise unterschreiten oder ein Konfigurationsparameter 17 sich über ein definiertes Maß, insbesondere über einen Schwellenwert hinaus, ändern oder eine Sensitivität von Betriebsdaten 12 einen definierten Begrenzungswert überschreiten. Die Sensitivität der jeweiligen Betriebsdaten 12 beschreibt, inwiefern sich die jeweiligen Betriebsdaten 12 bei einer Änderung eines Einflussparameters, welcher einen Einfluss auf die Betriebsdaten 12 auslöst, ändern.
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Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, dass zukünftig so genannte Smartbuildings flächendeckend mit Energiemanagement- oder zumindest Energiemonitoringsystemen ausgestattet werden, die eine multi-modale Energieversorgung managen beziehungsweise organisieren oder zumindest einen Energieverbrauch monitoren beziehungsweise aufzeichnen. Die multi-modale Energieversorgung kann dabei Wärmepumpen und/oder Ladesäulen und/oder Photovoltaikanlagen und/oder Batterien aufweisen. Bei diesen als Smartbuildings bezeichneten Gebäuden, welche typischerweise kommerzielle Großgebäude sind, liegen Messdaten vom elektrischen und thermischen Energieverbrauch des Gebäudes vor. Hierbei liegt oftmals die technische Fragestellung vor, ob die Ist-Konfiguration 13 des aktuell installierten Energieversorgungssystems 1 eine für einen Kunden bestmögliche Anlagenkonfiguration darstellt, oder ob sich eine Investition in einer Erweiterung des Energieversorgungssystems 1 lohnt.
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Diese Problemstellung kann durch eine Kopplung des Energiedesignsystems 14 mit dem Energiemanagementsystem 9 gelöst werden. Mit dem Energiedesignsystem 14 lässt sich das Energieversorgungssystem 1 für das Gebäude optimal auslegen. Bei dem in der einzigen FIG gezeigten Verfahrensschema wird zusätzlich zu einem mittels des Energiemanagementsystems 9 gelösten mathematischen Optimierungsproblem ein mathematisches Optimierungsproblem im Energiedesignsystem 14 gelöst. Hierbei kann anhand der Betriebsdaten 12 des Energieversorgungssystems 1 und gegebenenfalls zusätzlich durch die vorhandenen Messdaten des Gebäudes beziehungsweise der Infrastruktur 3 ein Mehrwert für den Kunden generiert werden, indem die Soll-Konfiguration 16 in Abhängigkeit von den Betriebsdaten 12 und gegebenenfalls zusätzlich den Messdaten des Gebäudes generiert wird.
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Im Rahmen des Verfahrens zur Überprüfung des Energieversorgungssystems 1 sind mehrere unterschiedliche Varianten möglich, welche beliebig miteinander kombinierbar sind. In einer ersten Variante werden die Betriebsdaten 12, welche von dem Energiemanagementsystem 9 bereitgestellt werden, für eine zyklische Greenfield-Planung verwendet. Unter einer Greenfield-Planung wird verstanden, dass bei dem Generieren der Soll-Konfiguration 16 keine Komponente vorgegeben wird. Bei dieser ersten Variante wird ein Interface, welche auch als Schnittstelle bezeichnet wird, für die Betriebsdaten 12 und somit eine Austauschmöglichkeit zwischen dem Energiemanagementsystem 9 und dem Energiedesignsystem 14 geschaffen. Für den Austausch sollten die Betriebsdaten 12 entsprechend gekennzeichnet werden, sodass beispielsweise elektrische und thermische Verbrauchswerte im Energiedesignsystem 14 unterschieden werden können. In dieser Variante können das Energiemanagementsystem 9 und das Energiedesignsystem 14 getrennt voneinander zu bedienende Bedienoberflächen aufweisen.
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In einer zweiten Variante können Informationen darüber, welche Komponenten im Energieversorgungssystem 1 vorhanden sind, insbesondere in der Form Wärmepumpe ja/nein, durch eine Benutzereingabe oder automatisiert über das Energiemanagementsystem 9 mittels des Energiedesignsystems 14 empfangen werden, und die Soll-Konfiguration 16 in Abhängigkeit davon, welche Komponenten in dem Energieversorgungssystem 1 vorhanden sind, generiert werden. Hierdurch kann eine Light-Variante einer Brownfield-Optimierung stattfinden, in welcher insbesondere ein Ausbau von bereits in dem Energieversorgungssystem 1 vorhandenen Komponenten bevorzugt wird.
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In einer dritten Variante werden die Betriebsdaten 12 sowie zumindest Teile der Ist-Konfiguration 13, bei welchen es sich um ein über Engineering Parameter des Energieversorgungssystems 1 charakterisiertes Systemlayout des Energieversorgungssystems 1 handelt, für eine zyklische Brownfield-Planung in die Generierung der Soll-Konfiguration 16 mit einbezogen. Hierbei können das Energiemanagementsystem 9 und das Energiedesignsystem 14 ebenfalls getrennt voneinander zu bedienende Bedienoberflächen aufweisen. Hierbei liegt eine Schnittstelle zwischen dem Energiemanagementsystem 9 und dem Energiedesignsystem 14 zur Übertragung der Betriebsdaten 12 vor, wobei die Betriebsdaten 12 bei der Übertragung von dem Energiemanagementsystem 9 auf das Energiedesignsystem 14 eindeutig und zuordenbar gekennzeichnet sind. Über die Schnittstelle zwischen dem Energiemanagementsystem 9 und dem Energiedesignsystem 14 können sowohl die Betriebsdaten 12 als auch das Systemlayout des Energieversorgungssystems 1 und somit die Ist-Konfiguration 13 übertragen werden. Eine mögliche Ausgestaltung der Übertragung kann über XSD-Files erfolgen.
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Es können Ausbau- und Servicekosten einzelner Komponenten der Ist-Konfiguration 13 des Energieversorgungssystems 1 durch das Energiemanagementsystem 9 und über dieses von dem Energiedesignsystem 14 empfangen werden. Die Soll-Konfiguration 16 kann in Abhängigkeit von den Ausbau- und Servicekosten der jeweiligen Komponenten generiert werden.
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Die Energiekosten, in Abhängigkeit von welchen die Soll-Konfiguration 16 generiert wird, können über eine interne Datenbank des Energiedesignsystems 14 abgeschätzt werden oder insbesondere als dynamische Strompreise über die Schnittstelle von dem Energiemanagementsystem 9 an das Energiedesignsystem 14 übertragen werden. Statt zwei separater Systeme, das Energiemanagementsystem 9 und das Energiedesignsystem 14, kann das Energiedesignsystem 14 mit dem Energiemanagementsystem 9 derart verbunden werden, dass diese über eine gemeinsame Bedienoberfläche bedienbar sind.
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Statt einer zyklischen, insbesondere wöchentlichen, Auslegungsoptimierung und somit Überprüfung des Energieversorgungssystems 1 mittels des Energiedesignsystems 14 kann die Auslegungsoptimierung und somit das Generieren der Soll-Konfiguration 16 bedarfsgerecht getriggert, das bedeutet ausgelöst, werden.
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Für dieses Auslösen kann zum einen das jeweilige Gütekriterium, wie Energieeffizienz der Energiebereitstellung oder Ausnutzungsgrad von Preisschwankungen, definiert werden und das Auslösen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Gütekriterium erfolgen. Anhand von Referenzdaten aus vergleichbaren Energieversorgungssystemen kann auf eine Underperformance und somit ein Unterschreiten eines definierten Mindestwerts durch das Gütekriterium des betrachteten Energieversorgungssystems 1 geschlossen werden und eine Generierung der Soll-Konfiguration 16 bedarfsgerecht ausgelöst werden. Die Referenzdaten können entweder vorab betrachtet und somit vorgegeben werden, wobei hierbei konstante Mindestwerte für das jeweilige Gütekriterium ermittelt werden können, oder das Energieversorgungssystem 1 kann im Onlinebetrieb mit mehreren vergleichbaren Energieversorgungssystemen verglichen werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Generieren der Soll-Konfiguration 16 durch Änderungen externer Randbedingungen, insbesondere der Konfigurationsparameter 17, ausgelöst werden. Hierzu zählt eine plötzliche Anpassung und somit eine definierte Mindeständerung innerhalb eines definierten Zeitintervalls von Gas- oder Strompreisen oder ein Ausfallen eines das Energieversorgungssystem 1 extern mit elektrischer Energie versorgenden Stromnetzes öfter als eine definierte Höchstausfallzahl.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Energiemanagementsystem 9 so genannte duale Variablen beziehungsweise Schattenpreise, welche eine Sensitivität der Betriebsdaten 12 bei einer Änderung einer Komponentengröße einer Komponente der Ist-Konfiguration 13 des Energieversorgungssystems 1 beschreiben, bereitstellen. Bei einem Über- beziehungsweise Unterschreiten eines definierten Begrenzungswerts durch die jeweiligen dualen Variablen beziehungsweise Schattenpreise kann das Überprüfen des Energieversorgungssystems 1 ausgelöst werden. Darüber hinaus kann das Energiemanagementsystem 9 eine Indikation für einen im Rahmen des Generierens der Soll-Konfiguration 16 zu beachtenden Generationsparameter bereitstellen. Hierbei kann das Energiemanagementsystem 9 beispielsweise an das Energiedesignsystem 14 übermitteln, dass die Schattenpreise nahelegen, dass eine Kapazität einer Batterie des Energieversorgungssystems 1 zu klein ist, und vorteilhafterweise beim Generieren der Soll-Konfiguration 16 die Kapazität der Batterie anzupassen ist.
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Ein das Energiemanagementsystem 9, das Energiedesignsystem 14 sowie die Recheneinrichtung 15 umfassendes System 18 zur Überprüfung des Energieversorgungssystems 1 dient einer intelligenten Verknüpfung des Energiemanagementsystems 9 mit dem Energiedesignsystem 14 unter Übertragung der Betriebsdaten 12. Bei den Betriebsdaten 12 kann es sich um live-Messdaten und somit um jeweilige aktuelle Betriebsdaten des Energieversorgungssystems 1 handeln. Hierdurch kann das Energieversorgungssystem 1 eines Kunden zusätzlich zu einer Betriebsoptimierung mittels des Energiemanagementsystems 9 auch hinsichtlich seiner Auslegung und somit der Soll-Konfiguration 16 bei Bedarf neu optimiert und angepasst werden, falls sich beim Vergleich der Soll-Konfiguration 16 mit der Ist-Konfiguration 13 eine definierte Mindest-Wirtschaftlichkeit der Anpassung des Energieversorgungssystems 1 zeigt. Hierdurch hat der Kunde einen finanziellen Mehrwert im Betrieb seines Energieversorgungssystems 1.
