DE102021105425B3 - Verfahren zur Bestimmung eines elektrischen Transfer-Energieflusses in eine oder aus einer Reserveeinheit, Verwendung des Ergebnisses dieses Verfahrens und Steuerungssystem zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines elektrischen Transfer-Energieflusses (E) in eine oder aus einer Reserveeinheit (RE) mit• einer elektrische Verbrauchergruppe (D),• einem elektrisches Energie-Speicher-System (ESS) mit einem elektrischen Energiespeicher (B) und• einer elektrische Energieerzeugungsvorrichtung (PV),wobei die Reserveeinheit (RE) über eine erste elektrische Zählereinrichtung (Z1) zur Ermittlung der Netz-Energieflüsse zwischen dem Übertragungsnetz (G) und der Reserveeinheit (RE) an ein elektrisches Übertragungsnetz (G) angeschlossen ist.Erfindungsgemäß Verfahrensschritte sind:• Ermitteln eines Aufnahme-Energieflusses (Ed) der elektrischen Verbrauchergruppe (D) pro Zeiteinheit,• Ermitteln eines Netz-Energieflusses (Eg2re) vom elektrischen Übertragungsnetz (G) in die Reserveeinheit (RE) pro Zeiteinheit,• Ermitteln eines Erzeuger-Energieflusses der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (PV) pro Zeiteinheit,• Ermitteln eines Speicher-Energieflusses (Ebe) zwischen dem elektrischen Energiespeicher (B) und der elektrischen Verbrauchergruppe (D) und/oder dem elektrischen Übertragungsnetz (G) pro Zeiteinheit und• Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) in der Zeiteinheit anhand des Energieerhaltungssatzes,wobei weitere elektrische Energieflüsse innerhalb der Reserveeinheit (RE)durch weitere elektrische Zählereinrichtungen (Z2,Z3) derart ermittelt werden, dass mit Fallunterscheidungen und Randbedingungen der Transfer-Energiefluss (E) als Messwert einer einzigen der ersten oder einer der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen (Z1,Z2,Z3) vorliegt. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des Ergebnisses dieses Verfahrens und eine Steuereinrichtung (SE) eingerichtet und ausgebildet dieses Verfahren oder die Verwendung der Verfahrensergebnisse auszuführen.

Description

• Private und gewerbliche Betreiber elektrischer Energieerzeugungsvorrichtungen aufweisend zum Beispiel Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Biomasseanlagen und Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, speisen derzeit Anteile der selbst erzeugten elektrischen Energie in Form von Strom in elektrische Übertragungsnetze ein. In vielen Ländern sind Systeme vorgesehen, die den Betreiber für die Abgabe regenerativ gewonnener elektrischer Energie ins Übertragungsnetz Einspeisevergütungen zahlen. Die Höhe der Einspeisevergütung ist in den letzten Jahren, insbesondere in Deutschland, deutlich gesunken. Daher ist für die Betreiber der Energieerzeugungsvorrichtungen der Eigenverbrauch der selbst erzeugten elektrischen Energie durch am Übertragungsnetz angeschlossene Betreiber-eigene elektrische Verbrauchergruppen wirtschaftlich immer interessanter geworden. Die Menge der elektrischen Verbraucher des Betreibers, bildend eine elektrische Verbrauchergruppen ist über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt definiert.
• Im Rahmen dieser Patentanmeldung wird, die vom privaten oder gewerblichen Betreiber der Energieerzeugungsvorrichtung selbst erzeugte, elektrische Energie in Form von elektrischem, so genannten Grünstrom als „Grünenergie“ bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird der aus dem Übertragungsnetz bezogene elektrische Strom als Graustrom bezeichnet, der nachfolgend als „Grauenergie“ bezeichnet wird. Der Begriff der Grauenergie wird unabhängig davon verwendet, auf welche Weise die Grauenergie erzeugt wurde. Also auch für klimaneutral erzeugte Energie, die aus dem Übertragungsnetz an die elektrischen Verbrauchergruppen der Betreiber geliefert wird, findet im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff der Grauenergie Anwendung.
• Zur Erhöhung des Eigenverbrauchanteils auf Seiten des Betreibers eignet sich die Kopplung eines elektrischen Energie-Speicher-Systems an die am Übertragungsnetz angeschlossene Verbrauchergruppe. Ein solches elektrisches Energie-Speicher-System weist einen elektrischen Energiespeicher, bevorzugt in Form einer aufladbaren und entladbaren Batterieeinrichtung auf. In Zeiten, in denen der elektrische Leistungsbedarf der elektrischen Verbrauchergruppe größer ist als die durch die eigene Energieerzeugungsvorrichtung bereitgestellte elektrische Leistung, kann die fehlende elektrische Leistung aus der Batterieeinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Es ist jedoch regulatorisch unzulässig, dass Grauenergie aus dem Übertragungsnetz in der Batterieeinrichtung gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt als vermeintliche Grünenergie in das Übertragungsnetz eingespeist wird. Da die messtechnische Infrastruktur es derzeit nicht erlaubt, eindeutig festzustellen, ob Grünenergie oder Grauenergie aus der Batterieeinrichtung in das Übertragungsnetz eingespeist oder über die Batterieeinrichtung von der Verbrauchergruppe verbraucht wird, ist die kombinierte Speicherung von Grünenergie und Grauenergie in ein und derselben Batterieeinrichtung nicht möglich. Das Verbauen zweier getrennter Batterieeinrichtungen, die jeweils nur mit Grünenergie oder nur mit Grauenergie geladen werden, ist unwirtschaftlich und nicht ressourcenschonend.
• Die Betreiber der Übertragungsnetze sowie die Stromhändler haben jedoch ein großes Interesse daran, privat oder gewerblich verbaute Energie-Speicher-Systeme netzdienlich oder Energiehandel-dienlich nutzen zu können. Für solche Nutzungen erhält der Betreiber der Energie-Speicher-Systeme eine Vergütung. Deswegen ist es erforderlich, die in dieser Patentanmeldung als Transfer-Energieflüsse bezeichnete Energieflüsse derart zu ermitteln, dass diese Bilanztauglich für eine Vergütungs-Abrechnung gegenüber dem Betreiber der Energie-Speicher-Systeme sind.
• Aus Sicht der Übertragungsnetzbetreiber haben so genannte Reserveeinheiten, die früher auch als technische Einheiten bezeichnet wurden, zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung üblicherweise ein solches Leistungspotential, dass diese negative und/oder positive Regelleistung in Form von Primärregelleistung, jetzt als FCR (Frequency Containment Reserve) bezeichnet, oder Sekundärregelleistung, jetzt als aFRR (automated Frequency Restoration Reserve) bezeichnet, im Bereich vieler Megawatt abgeben oder aufnehmen können.
• Klassisch handelt es sich dabei beispielsweise um einzelne Wasser- oder Gas-Kraftwerke zur Erzeugung elektrischer Energie mit einem Leistungsbereich vieler Megawatt, wobei diese Kraftwerke zur Bereitstellung der gewünschten positiven oder negativen elektrischen Regelleistung entsprechend hochgefahren oder gedrosselt werden.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Fachbegriff der Reserveeinheit jedoch sehr viel kleiner als fachüblich definiert. Das heißt eine Reserveeinheit im Sinne der Erfindung liegt beispielsweise bereits in Form eines Systems vor, das einen einzelnen elektrischen Energiespeicher gekoppelt mit einer einzelnen, definierten elektrischen Verbrauchergruppe aufweist. Konkret ist die Reserveeinheit als Summe aller elektrischer Leistungseinheiten definiert, deren elektrische Leistungsflüsse zwischen dieser Summe an Leistungseinheiten und einem externen Übertragungsnetz über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt mit einer, üblicherweise geeichten, elektrischen Zählereinrichtung erfassbar sind. Die elektrischen Leistungseinheiten sind dabei ausgebildet:
• - rein zur Aufnahme elektrischer Energie, zum Beispiel alle üblichen elektrischen Verbraucher in einem Gebäudenetz,
• - als Kombinationseinheit sowohl zur Aufnahme und zur Abgabe elektrischer Energie, beispielsweise ein als Batterie ausgebildeter Gebäudeenergiespeicher, oder
• - rein zur Abgabe elektrischer Energie, beispielsweise eine auf oder an dem Gebäude montiere Photovoltaikanlage.
• Der Begriff „rein zur Aufnahme“ heißt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass eine Abgabe elektrischer Energie der elektrischen Leistungseinheit nicht oder nur im nicht signifikanten Umfang von weniger als 10% im Vergleich zur Aufnahme elektrischer Energie technisch möglich ist. Die entsprechend umgekehrte Definition gilt für den Begriff „rein zur Abgabe“.
• Gemäß dieser weit reichenden Definition weist eine im Rahmen dieser Erfindung bevorzugt betrachtete Reserveeinheit auf:
• - eine über einen Netzanschlusspunkt definierte, elektrische Verbrauchergruppe bestehend aus elektrischen Leistungseinheiten rein zur Aufnahme elektrischer Energie
• - eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung als elektrische Leistungseinheit rein zur Abgabe elektrischer Energie und
• - ein elektrisches Energie-Speicher-System als elektrische Leistungseinheit sowohl zur Aufnahme als auch zur Abgabe elektrischer Energie.
• Diese Kombination elektrischer Leistungseinheiten findet sich bereits vielfach in privat und/oder gewerblich genutzten Gebäuden, die über einen Netzanschlusspunkt an ein Übertragungsnetz angeschlossen sind. Dieser Netzanschlusspunkt weist eine, bevorzugt geeichte, erste elektrische Zählereinrichtung auf, die den elektrischen Energiefluss zwischen dem angeschlossenen Übertragungsnetz und der Reserveeinheit erfasst. Diese erste elektrische Zählereinrichtung bestimmt einen Messwert Z1d als Netz-Energiefluss aus dem Übertragungsnetz in die Reserveeinheit hinein. Weiterhin bestimmt die erste elektrische Zählereinrichtung einen Messwert Z1u als Netz-Energiefluss aus der Reserveeinheit hinaus in das elektrisches Übertragungsnetz. Bevorzugt ist die erste elektrische Zählereinrichtung daher als Zweirichtungszähler ausgebildet.
• Im Rahmen dieser Erfindung sind elektrische Energieflüsse als elektrische Energiebeträge zu verstehen, die zwischen definierten Anschlusspunkten fließen. Durch die Betrachtung definierter elektrischer Energieflüsse in definierten Zeitintervallen wird der elektrische Energiefluss zu einem elektrischen Leistungsfluss. Nachfolgend ist jedoch vornehmlich von elektrischen Energieflüssen die Rede, weil es auf die die zugehörigen Zeitintervalle nicht ankommt.
• Aus der DE 10 2017 009 879 A1 ist ein Verfahren zur lastabhängigen Verbrauchserfassung von unterschiedlichen Stromquellen im Endkundenbereich bekannt. Dieses Verfahren befasst sich mit dem Problem der Einspeisung von Energie ins Übertragungsnetz, insbesondere durch PV-Anlagen, die auf Mehrpartei-Mietshäusern installiert sind.
• Aus der DE 10 2017 121 457 A1 ist ein System und ein Verfahren zum Erfassen elektrischer Leistung bekannt, die der Problematik der bilanzierungsgenau getrennten Erfassung von Grünstrom und Graustrom und damit der gewünschten Ermittlung der Transfer-Energieflüsse durch den Einsatz zusätzliche Messtechnik-Hardware im Bereich der Verbrauchergruppen in Form von Gebäudenetzen begegnet. Dieses System und Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass eine Vielzahl weiterer Zählereinrichtungen in Kombination mit einem Energieflussrichtungssensor installiert werden müssen, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, das mit einem geringeren Aufwand eine bilanzierungsgenaue Ermittlung von Transfer-Energieflüssen in uns aus einer Reserveeinheit ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung eine Verwendung der Verfahrensergebnisse und ein Steuerungssystem bereitzustellen, dass diese Verwendung der Verfahrensergebnisse implementiert.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten gemäß Anspruch 1, durch eine Verwendung der Ergebnisse eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 und durch ein Steuerungssystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 19.
• Erfindungsgemäß weist das Verfahren folgende Verfahrensschritte auf:
• • Ermitteln eines Aufnahme-Energieflusses umfassend die elektrische Verbrauchergruppe in einem definierten Zeitintervall,
• • Ermitteln eines Netz-Energieflusses zwischen dem elektrischen Übertragungsnetz und der Reserveeinheit in dem definierten Zeitintervall,
• • Ermitteln eines Erzeuger-Energieflusses der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung in dem definierten Zeitintervall,
• • Ermitteln eines Speicher-Energieflusses zwischen dem elektrischen Energiespeicher des elektrischen Energie-Speicher-Systems und der elektrischen Verbrauchergruppe und/oder dem elektrischen Übertragungsnetz in dem definierten Zeitintervall und
• • Bestimmung des Transfer-Energieflusses in dem definierten Zeitintervall anhand des Energieerhaltungssatzes,

wobei weitere elektrische Energieflüsse innerhalb der Reserveeinheit zwischen mindestens zwei Baugruppen ausgewählt aus:
• - dem Energiespeichersystem,
• - der Energieerzeugungsvorrichtung und
• - der elektrischen Verbrauchergruppe

durch weitere elektrische Zählereinrichtungen derart ermittelt werden,
dass bei einer Fallunterscheidung ausgewählt aus den zwei Fallgruppen:
• - die Energieerzeugungsvorrichtung erzeugt mehr elektrische Leistung als die elektrische Verbrauchergruppe benötigt und
• - die Energieerzeugungsvorrichtung erzeugt keine oder gleichviel oder weniger elektrische Leistung als die elektrische Verbrauchergruppe benötigt

kombiniert mit einer Randbedingung ausgewählt aus:
• - der elektrische Energiespeicher lädt auf und
• - der elektrische Energiespeicher entlädt,

der Transfer-Energiefluss für die ausgewählte Fallgruppe mit der kombinierten Randbedingung als Messwert einer einzigen der ersten oder einer der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen vorliegt.
• Die Verfahrensschritte des Ermittelns unterschiedlicher Energieflüsse im definierten Zeitintervall können direkt oder indirekt vorgenommen werden.
• Als direktes Ermitteln eines zu ermittelnden Energieflusses gilt das Anordnen und Ablesen einer der elektrischer Zählereinrichtungen ausgewählt aus der Gruppe der ersten elektrischen Zählereinrichtung und der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen derart, dass der von der elektrischen Zählereinrichtung ermittelte Messwert direkt dem zu ermittelnden Energiefluss entspricht. Dies gilt beispielsweise für den Netz-Energiefluss zwischen dem elektrischen Übertragungsnetz und der Reserveeinheit durch die erste elektrische Zählereinrichtung im Bereich des Netzanschlusspunktes. Wie bereits ausgeführt, ermittelt die erste elektrische Zählereinrichtung mit einem Messwert Z1d den elektrischen Energiefluss aus dem Übertragungsnetz in die Reserveeinheit und mit einem Messwert Z1u den elektrischen Energiefluss aus der Reserveeinheit in das Übertragungsnetz.
• Als indirektes Ermitteln eines zu ermittelnden Energieflusses gilt das Verrechnen von Messwerten mehrerer elektrischer Zählereinrichtungen ausgewählt aus der Gruppe der ersten elektrischen Zählereinrichtung und der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen derart, dass sich der zu ermittelnde Energiefluss rechnerisch und damit auf indirekte Weise ergibt. Dies gilt beispielsweise für den Anteil der von der Reserveeinheit mit Hilfe der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung selbst erzeugten elektrischen Energie, der von der elektrischen Verbrauchergruppe aufgenommen wird. Insbesondere, wenn die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung mehr elektrische Gesamtleistung generiert, als in der elektrischen Verbrauchergruppe benötigt wird, fließt ein Teil der generierten Gesamtleistung als Einspeiseleistung in das Übertragungsnetz und/oder ein Teil der generierten Gesamtleistung fließt zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers in das elektrische Energie-Speicher-System. In diesem Fall kann der Anteil des Verbraucher-Energieflusses von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung nur indirekt über das Verrechnen der Messwerte mehrerer elektrischer Zählereinrichtungen ermittelt werden.
• Auch wenn bei einem Verrechnen von Messwerten verschiedener elektrischer Zählereinrichtungen ein erfindungsgemäß zu ermittelnder Energiefluss nur als Nebenergebnis abfällt, verwirklicht dies das beanspruchte Merkmal des Ermittelns des Energieflusses.
• Das erfindungsgemäße Ziel einer Auswahl und Anordnung weiterer elektrischer Zähleranordnungen in der Reserveeinheit, derart, dass letztendlich der Transfer-Energiefluss als Messwert einer einzigen elektrischen Zählereinrichtung vorliegt, hat folgenden Hintergrund. Damit der ermittelte Transfer-Energiefluss abrechnungstauglich für eine Bilanz ist, muss dieser als Messwert einer geeichten elektrischen Zählereinrichtung vorliegen. Selbst wenn zwei Messwerte von zwei geeichten Zählereinrichtungen genutzt werden, um den Transfer-Energiefluss aus den beiden Messwerten zu berechnen, so stellt die Verrechnung zweier Messwerte gemäß den in Deutschland geltenden regulatorischen Vorschriften für die Energiewirtschaft nur noch eine Messgröße und keinen Messwert mehr dar. Messgrößen sind nicht bilanztauglich. Messwerte lassen sich gemäß der genannten Regularien ausschließlich über geeichte Zählereinrichtungen generieren. Der Einsatz einer Mehrzahl geeichter elektrischer Zählereinrichtungen geht jedoch mit signifikant erhöhten Kosten und einem gesteigerten administrativen Aufwand einher. Daher liegt es im Interesse der Betreiber beschriebener Reserveeinheiten, die Anzahl geeichter elektrischer Zählereinrichtungen so gering wie möglich zu halten, aber gleichzeitig eine bilanztaugliche Ermittlung des Transfer-Energieflusses zu haben.
• Im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wird jedoch nicht in der vorangehend beschriebenen Weise terminologisch zwischen Messwerten und Messgrößen differenziert. Jede der elektrischen Zählereinrichtungen liefert Messwerte, unabhängig davon, ob diese geeicht sind oder nicht. Zumindest gemäß den in Deutschland gültigen Regularien müssen diejenigen elektrischen Zählereinrichtungen, deren Messwerte die Transfer-Energieflüsse für die jeweilige Fallgruppe mit der kombinierten Randbedingung darstellen, geeicht sein, damit diese für eine betriebswirtschaftliche Abrechnung herangezogen werden können.
• Die Bestimmung des Transfer-Energieflusses im Szenario der spezifischen Fallgruppe samt kombinierter Randbedingung erfolgt unter Anwendung des Energieerhaltungssatzes. In einem abgeschlossenen System vorliegend die Reserveeinheit mit einer definierten, eigenen Energieproduktion samt dem angeschlossenen Übertragungsnetz, muss die Menge der vorhandenen Energie konstant sein. Die Energie stellt eine Erhaltungsgröße dar. Folglich lassen sich die Energieflüsse innerhalb der Reserveeinheit und die in die Reserveeinheit und aus der Reserveeinheit fließenden Energieflüsse derart auswählen und miteinander in Beziehung setzen, dass sich die netzdienlich oder Energiehandel-dienlich wirkenden Transfer-Energieflüsse zwischen der Reserveeinheit und dem Übertragungsnetz errechnen lassen.
• Bevorzugt wird das Ermitteln des Erzeuger-Energieflusses als ein Ermitteln eines Erzeuger-zu-Verbraucher-Energieflusses von der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung in die elektrische Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall vorgenommen. Das heißt, die Anteile der von der Energieerzeugungsvorrichtung ausgehenden Energieflüsse, die in das Übertragungsnetz eingespeist werden und/oder zum Aufladen der elektrischen Speichereinrichtung dienen sind vom gesamten erzeugen Energiefluss der Energieerzeugungsvorrichtung abzuziehen. In alternativen Varianten des Verfahrens wird der gesamte von der Energieerzeugungsvorrichtung generierte Energiefluss ermittelt, der dann mit den übrigen ermittelten Energieflüssen so in Beziehung gesetzt wird, dass unter Beachtung des Energieerhaltungssatzes die Transfer-Energie errechnet wird.
• Kumulativ oder alternativ bevorzugt wird das Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses als ein Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses der elektrischen Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall vorgenommen. Es handelt sich dabei ausschließlich um die durch die elektrische Verbrauchergruppe benötigte Aufnahmeleistung.
• Wird das Ermitteln des Erzeuger-Energieflusses als ein Ermitteln eines Erzeuger-zu-Verbraucher-Energieflusses von der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung in die elektrische Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall und das Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses als ein Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses der elektrischen Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall vorgenommen, erfolgt die Bestimmung des Transfer-Energieflusses anhand des Energieerhaltungssatzes über die Formel: $$\text{E}=\left(\text{Ed}-\text{Epv}2\text{d}-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}\right)$$

  

  mit:

E

Transfer-Energiefluss,

Ed

Aufnahme-Energiefluss der elektrischen Verbrauchergruppe,

Epv2d

Erzeuger-zu-Verbraucher Energiefluss,

Ebe

Speicher-Energiefluss zwischen dem elektrischen Energiespeicher und der elektrischen Verbrauchergruppe und/oder dem elektrischen Übertragungsnetz und

Eg2re

Netz-Energiefluss vom elektrischen Übertragungsnetz in die Reserveeinheit

• Weiterhin bevorzugt wird der Verfahrensschritt des Ermittelns des Erzeuger-Energieflusses von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung zur elektrischen Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall mit einer ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung mit einem Messwert Z2d für einen Energiefluss in Richtung der elektrischen Verbrauchergruppe und/oder in Richtung des elektrischen Energie-Speicher-Systems und mit einem Messwert Z2u für einen entgegen gesetzt orientierten Energiefluss durchgeführt, wobei die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung zwischen der ersten elektrischen Zählereinrichtung und der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung derart angeschlossen ist, dass sich mit der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung generierter elektrischer Strom sowohl über die erste elektrische Zählereinrichtung in das elektrische Übertragungsnetz einspeisen lässt, als auch über die erste weitere Zählereinrichtung zur elektrischen Verbrauchergruppe und/oder zum elektrischen Energie-Speicher-System leiten lässt, wobei der Erzeuger-zu Verbraucher-Energiefluss stets als kleinerer Energiefluss der beiden Energieflüsse:
• - Aufnahme-Energiefluss und
• - gesamter Erzeuger-Energiefluss

ermittelt wird.
• Die erste weitere Zählereinrichtung dient dabei der Ermittlung weiterer Energieflüsse innerhalb der Reserveeinheit. Diese werden durch die Messwerte Z2d und Z2u repräsentiert. Bei der Bestimmung des Transfer-Energieflusses für die zwei Fallgruppen (Verhältnis erzeugte elektrische Leistung zur Leistungsaufnahme der elektrischen Verbrauchergruppe) kombiniert mit den beiden jeweils möglichen Randbedingungen (Batterie lädt auf oder Batterie entlädt) stellt sich dann heraus, dass die erste weitere Zählereinrichtung für die Ermittlung des Transfer-Energieflusses nicht benötigt wird.
• Bevorzugt ist das Verfahren zusätzlich so ausgebildet, dass ein gesamter Erzeuger-Energiefluss ermittelt wird, indem die Differenz zwischen dem Energiefluss-Messwert Z2d der ersten weiteren Zählereinrichtung und dem Messwert Z1d des Netz-Energieflusses gebildet wird und dazu folgende Differenz addiert wird: vom Messwert Z1u als Netz-Energiefluss von der Reserveeinheit in das elektrische Übertragungsnetz wird der Messwert Z2u subtrahiert. Der gesamte Erzeuger-Energiefluss umfasst alle von der Energieerzeugungsvorrichtung, insbesondere einer Photovoltaik-Anlage, generierte elektrische Energie, die in mindestens eine Richtung fließen kann, ausgewählt aus der Gruppe umfassend die elektrische Verbrauchergruppe, das Übertragungsnetz und der elektrische Energiespeicher des elektrischen Energie-Speicher-Systems. Bei einer abweichenden Anordnung der ersten zweiteren Zählereinrichtung ergibt sich eine entsprechend andere Berechnung des gesamten Erzeuger-Energieflusses.
• Weiterhin bevorzugt ist das Verfahren ausgebildet, dass ein Speicher-zu-Verbraucher-Energiefluss von dem elektrischen Energiespeicher des elektrischen Energie-Speicher-Systems zur elektrischen Verbrauchergruppe in dem definierten Zeitintervall durchgeführt wird, indem eine Differenz wie folgt gebildet wird: von dem ermittelten Aufnahme-Energiefluss wird der mit der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung gemessene Energiefluss Z2d abgezogen, sofern diese gebildete Differenz größer null ist und sofern die gebildete Differenz kleiner null ist, wird der Speicher-Energiefluss gleich null gesetzt. Bei einer abweichenden Anordnung der ersten zweiteren Zählereinrichtung ergibt sich eine entsprechend andere Berechnung des Speicher-zu-Verbraucher- Energieflusses.
• Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiefluss in den elektrischen Energiespeicher mit einem Messwert Z3d und der Speicher-Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeicher mit einem Messwert Z3u mit Hilfe einer dem elektrischen Energiespeicher vorgeschalteten zweiten weiteren Zählereinrichtung ermittelt werden. Bevorzugt ist die zweite weitere Zählereinrichtung als Zweirichtungszähler ausgebildet. Weiterhin bevorzugt wird die zweite weitere Zählereinrichtung in Form einer geeichten Zählereinrichtung verwendet. Auf diese Weise lassen sich in und aus dem elektrischen Energiespeicher fließenden Energieflüsse Bilanztauglich ermitteln.
• In einer Weiterbildung der Verfahrensvariante mit der vorangehend beschriebenen ersten und zweiten weiteren Zählereinrichtung ist vorgesehen, dass die zwei Fallgruppen betreffend einen Größenvergleich des Aufnahme-Energieflusses zum gesamten Erzeuger-Energiefluss über die Messwerte der ersten Zählereinrichtung und über die Messwerte der zweiten weiteren Zählereinrichtung wie folgt ermittelt werden: Für den Größenvergleich entspricht der gesamte Erzeuger-Energiefluss Z1u-Z1d und der Aufnahme-Energiefluss Z3u-Z3d. Dies folgt daraus, dass folgende Gleichungen gelten:
• - der gesamte Erzeuger-Energiefluss ist gleich Z2d-Z1d + Z1u-Z2u und
• - der Aufnahme-Energiefluss ist gleich Z2d-Z3d + Z3u-Z2u,

wobei in beiden Gleichungen der Term Z2d-Z2u auftaucht. Folglich kann dieser Term beim Größenvergleich der beiden Energieflüsse weggelassen werden.
• Weiterhin bevorzugt wird für die Fallgruppe der gesamte Erzeuger-Energiefluss ist größer als der Aufnahme-Energiefluss:
• - unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers, das heißt Z3d>0, der Transfer-Energiefluss als der Messwert Z1d ermittelt,
• - unter der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers, das heißt Z3u>0, der Transfer-Energiefluss als der Messwert Z3u ermittelt und für die Fallgruppe der gesamte Erzeuger-Energiefluss ist kleiner als oder gleich dem Aufnahme-Energiefluss, einschließlich dem Fall, dass der gesamte Erzeuger-Energiefluss gleich 0 ist:
• - unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers, das heißt Z3d>0, der Transfer-Energiefluss als der Messwert Z3d ermittelt,
• - unter der Randbedingung eines entladendes elektrischen Energiespeichers, das heißt Z3u>0, der Transfer-Energiefluss als der Messwert Z1u ermittelt.
• Dies folgt aus der Tatsache, dass sich der Betrag des Transfer-Energieflusses für die erste Fallgruppe (der gesamte Erzeuger-Energiefluss ist größer als der Aufnahme-Energiefluss) berechnet als Z3u + Z1d, wobei unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers der Messwert Z3u, der einem Entladestrom des elektrischen Energiespeichers entspricht, gleich null sein muss, und unter der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers Z1d gleich null sein muss, weil die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung genügend elektrische Leistung für die elektrische Verbrauchergruppe bereitstellt, so dass dazu aus dem elektrischen Übertragungsnetz kein Energiefluss notwendig ist. Weiterhin kann aus dem gleichen Grund der Energiefluss in Form des Entladestroms des elektrischen Energiespeichers nicht für die elektrische Verbrauchergruppe bestimmt sein. Es bleibt nur die Möglichkeit, dass der Energiefluss in Form des Entladestroms des elektrischen Energiespeichers als Transfer-Energiefluss in das elektrische Übertragungsnetz fließt. Da der elektrische Energiespeicher nicht gleichzeitig entladen und laden kann, muss der Zähler-Messwert Z1d in diesem Szenario gleich null sein.
• Für die zweite Fallgruppe: der gesamte Erzeuger-Energiefluss ist kleiner als oder gleich dem Aufnahme-Energiefluss, bestimmt sich der Betrag des Transfer-Energieflusses als Z3d + Z1u, wobei unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers der Zähler-Messwert Z1u gleich null sein muss, weil der gesamte Erzeuger-Energiefluss in die elektrische Verbrauchergruppe fließt, so dass nichts ins elektrische Übertragungsnetz eingespeist werden kann. Weiterhin lädt der elektrische Energiespeicher auf und kann daher nicht gleichzeitig einen elektrischen Energiefluss bereitstellen, der in das elektrische Übertragungsnetz fließt. Unter der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers ist der Zähler-Messwert Z3d zwangsläufig gleich null und der Zähler-Messwert Z1u entspricht dem Transfer-Energiefluss, der aus dem elektrischen Energiespeicher kommend ins elektrische Übertragungsnetz fließt, weil der gesamte Erzeuger-Energiefluss in Richtung der elektrischen Verbrauchergruppe abfließt. Das gleiche gilt für die Formel vom Betrag des Transfer-Energieflusses Z3d + Z1u für den Extremfall, dass der Erzeuger-Energiefluss gleich null ist, weil die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung keine elektrische Leistung generiert.
• Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung der Ergebnisse eines der vorangehend beschriebenen Verfahren, wobei zur Bestimmung von Transfer-Energieflüssen zwischen einem elektrischen Übertragungsnetz und einer verfahrensgemäßen Reserveeinheit die Messwerte mindestens einer elektrischen Zählereinrichtungen ermittelt werden, die unter verfahrensgemäß definierten Fallgruppen und Randbedingungen den zu bestimmenden Transfer-Energiefluss aufweisen.
• Der Begriff der verfahrensgemäßen Reserveeinheit und der verfahrensgemäßen Fallgruppen und Randbedingungen bezieht die zum erfindungsgemäßen Verfahren gemachten vorangehenden Ausführungen vollumfänglich mit ein. Dieser Begriff wurde gewählt, um Wiederholungen durch diese Bezugnahme zu vermeiden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren muss zumindest einmal die Verfahrensschritte durchlaufen, weitere elektrische Energieflüsse derart zu ermitteln, dass unter Anwendung der Fallunterscheidung mit den Fallgruppen samt Randbedingungen, als gewünschtes Ergebnis der zu ermittelnde Transfer-Energiefluss als Messwert einer einzigen der ersten oder einer der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen vorliegt. Ist dieses Ziel für eine Reserveeinheit samt ihrer elektrischen Zählereinrichtungen einmal erreicht, so folgt die wiederholte Verwendung des gewonnenen Verfahrensergebnisses, um die gewünschte Bestimmung des Transfer-Energieflusses so oft wie gewünscht durchzuführen.
• Sofern am Aufbau der Reserveeinheit-Komponenten keine Änderung vorgenommen wird, bleibt es auch dabei, mit Hilfe welcher Messwerte der elektrischen Zählereinrichtungen zu welchen Fallgruppen-Randbedingungs-Konstellationen der Transfer-Energiefluss als einfacher Messwert bestimmbar ist. Die Bestimmung des Transfer-Energieflusses erfolgt in definierten Verfahrensschritten, die sich jedoch nur definieren lassen, wenn die Ergebnisse des vorangehenden beschriebenen Verfahrens vorliegen. Es liegt somit die Verwendung dieser Verfahrensergebnisse in Form eines eigenständigen Verfahrens vor.
• Die vorangehend beschriebene Verwendung ist bevorzugt so weitergebildet, dass systemerhaltende Aufnahme-Energieflüsse in das elektrische Energie-Speicher-System, die nicht vom Aufnahme-Energiefluss der elektrischen Verbrauchergruppe umfasst sind, ermittelt und gegenüber dem bestimmten elektrischen Transfer-Energiefluss bilanziert werden.
• Die systemerhaltenden Energieflüsse umfassen insbesondere die folgenden Energieflüsse:
• • ein Energiefluss verursacht durch eine Standby-Leistungsaufnahme eines im Energie-Speicher-System verbauten Wechselrichters, wenn der elektrische Energiespeicher leer ist und die Standby-Leistungsaufnahme nicht gewährleisten kann,
• • ein Energiefluss verursacht durch eine Erhaltungsladung des zum elektrischen Energie-Speicher-System gehörigen elektrischen Energiespeichers und
• • ein Energiefluss verursacht durch eine zyklische Voll-Ladung des zum elektrischen Energie-Speicher-System gehörigen elektrischen Energiespeichers.
• Allen systemerhaltenden Aufnahme-Energieflüssen ist gemein, dass diese einen Energieaustausch zwischen dem elektrischen Übertragungsnetz und dem elektrischen Energiespeicher des elektrischen Energie-Speicher-Systems hervorrufen. Diese Energieflüsse werden bei der Bestimmung des Transfer-Energieflusses mit erfasst. Dies verfälscht das Ergebnis des Transfer-Energieflusses, weil es sich um einen Energieverbrauch in der Reserveeinheit und nicht um das Speichern von Graustrom in der elektrischen Speichereinrichtung handelt.
• Die Standby-Leistungsaufnahme des Wechselrichters beläuft sich üblicherweise auf einen charakteristischen Wert weniger Watt, der im Notbetrieb durchgehend aus dem elektrischen Übertragungsnetz bezogen wird, wenn der elektrische Energiespeicher so leer ist, dass die Energieversorgung des Inverters nicht aus dem elektrischen Energiespeicher erfolgen kann. In diesem Szenario ergibt sich ein Aufnahme-Transfer-Energiefluss der Reserveeinheit von wenigen Watt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um einen netzdienlichen oder Energiemarktdienlichen Energiefluss sondern um einen systemerhaltenden Energiefluss, der bei einer abrechnungsrelevanten Bilanzierung des Transfer-Energieflusses berücksichtigt werden muss.
• Ähnlich verhält es sich mit dem durch die Erhaltungsladung des elektrischen Energiespeichers verursachten Energiefluss aus dem elektrischen Übertragungsnetz in den elektrischen Energiespeicher. Für eine nachhaltige Nutzung des elektrischen Energiespeichers ist es erforderlich, dass dieser vor einer so genannten Tiefenentladung bewahrt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich beim elektrischen Energiespeicher um eine aufladbare Batterie handelt. Dazu wird der elektrische Energiespeicher bei Bedarf so angesteuert, dass dieser bis zu einem definierten Ladezustand mittels eines elektrischen Energieflusses aus dem elektrischen Übertragungsnetz aufgeladen wird. Dies ist ebenfalls eine Notlösung für den Fall, dass die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung keine oder zu wenig Energie bereitstellen kann. Auch dieser systemerhaltende Energiefluss erscheint als Bestandteil des bestimmten Transfer-Energieflusses, ist jedoch weder netzdienlich noch Energiemarkt-dienlich. Folglich muss auch dieser Energiefluss bei einer abrechnungsrelevanten Bilanzierung des Transfer-Energieflusses berücksichtigt werden.
• Ebenso ist es für eine nachhaltige Nutzung des elektrischen Energiespeichers erforderlich, dass dieser innerhalb definierter Zeitfenster einmal vollgeladen werden muss. Wenn dies im erforderlichen Zeitfenster durch die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung nicht gewährleistet werden kann, so wird als Notlösung der erforderliche Energiefluss aus dem elektrischen Energieübertragungsnetz bezogen. Die dafür übliche elektrische Leistung entspricht regelmäßig der maximal möglichen elektrischen Aufnahmeleistung des Inverters, der die Wandlung vom Wechselstrom aus dem elektrischen Übertragungsnetz in den für das Aufladen des elektrischen Energiespeichers erforderlichen Gleichstrom gewährleistet.
• All die genannten systemerhaltenden Energieflüsse sind anhand charakteristischer Werte im Transfer-Energiefluss erkennbar. Die Erkennung wird dadurch vereinfacht, dass die genannten Randbedingungen:
• - elektrische Energieerzeugungsvorrichtung liefert keine oder zu wenig Energie
• - Ladezustand des elektrischen Energiespeichers ist entsprechend klein und
• - Vollladungszyklus wird erreicht, ohne dass der elektrische Energiespeicher in diesem Vollladungszyklus einmal komplett geladen war.
vom Steuersystem registriert werden. Mit dieser Information wird es vereinfacht, aus den ermittelten Transfer-Energieflüssen die systemerhaltenden Energieflüsse herauszurechnen.
• Weiterhin bevorzugt für alle vorangehenden beschriebenen Verwendungen verfahrensgemäßer Ergebnisse sind diese derart weitergebildet, dass die Verwendung in Echtzeit während definierter Zeitintervalle im Bereich von 10 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt im Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten und besonders bevorzugt im Bereich von einer Minute bis fünf Minuten durchgeführt wird. Die definierten Zeitfenster können variieren. Beispielsweise kann eine wesentliche Statusänderung dazu führen, dass das Zeitfenster vorzeitig beendet wird und ein neues beginnt. Dies gilt beispielsweise, immer dann, wenn die Leistung der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung den Bedarf seitens der elektrischen Verbrauchergruppe über- oder unterschreitet. Das Eintreten der vorangehend beschriebenen Fallgruppen mit den jeweiligen Randbedingungen stellen beispielsweise solche wesentlichen Statusänderungen dar. Unabhängig vom definierten Zeitintervall können Saldierungszeiträume gewählt und definiert werden, innerhalb derer die ermittelten Transfer-Energieflüsse bilanziert werden und somit für den Betreiber der Reserveeinheit abrechnungsrelevant werden.
• Alternativ zur Auswertung in Echtzeit kann die Bestimmung der Transfer-Energieflüsse auch nachträglich mittels gespeicherter Energiefluss-Datensätze erfolgten. Es gelten die gleichen vorangehend gemachten Ausführungen zur Länge der Zeitintervalle und zu den darüber hinaus definierbaren Saldierungszeiträumen.
• Bevorzugt wird eines der vorangehend beschriebenen Verfahren oder eine der vorangehend beschriebenen Verwendung verfahrensgemäßer Ergebnisse in einer Steuerungseinheit des elektrischen Energie-Speicher-System durchgeführt. Das heißt, die gesamte Logik des benötigten Algorithmus ist dezentral innerhalb der Reserveeinheit verortet. Alternativ ist es ebenso möglich, dass das Verfahren oder die Verwendung verfahrensgemäßer Ergebnisse in einer außerhalb der Reserveeinheit angeordneten Auswerteeinheit abläuft. Für diese Variante ist es daher erforderlich, dass die in der Reserveeinheit zu messenden Daten, insbesondere betreffend die dort herrschenden Energieflüsse, zur Auswerteeinheit übertragen werden.
• Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuerungssystem ausgebildet und eingerichtet zum Durchführen eines der vorangehend beschriebenen Verfahren oder ausgebildet und eingerichtet zur Verwendung verfahrensgemäßer Ergebnisse wie vorangehend beschrieben. Das Steuerungssystem kann dazu vollständig dezentral, beispielsweise innerhalb der Reserveeinheit verkörpert sein. Alternativ können die System-Bauelemente ganz oder teilweise anderswo als in der dezentral verorteten Reserveeinheit positioniert sein.
• Rein beispielhaft wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung einer an ein elektrisches Übertragungsnetz G angeschlossenen Reserveeinheit RE mit einer elektrischen Energieerzeugungseinrichtung PV mit einem elektrischen Energie-Speicher-System ESS aufweisend einen elektrischen Energiespeicher B;
• 2 Energieflüsse, die zwischen den in 1 gezeigten, interagierenden Systemkomponenten auftreten können;
• 3a Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für eine erste Fallgruppe Epv<=Ed mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B;
• 3b Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv<=Ed mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B;
• 4a Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv=0<Ed für den Sonderfall Epv=0 und mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B;
• 4b Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv=0<Ed für den Sonderfall Epv=0 mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B;
• 5a Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für eine zweite Fallgruppe Epv>Ed mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B;
• 5b Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die zweite Fallgruppe Epv>Ed mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B und
• 6 ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer Verwendung von Verfahrensergebnissen zur Bestimmung des Transfer-Energieflusses.
• 1 zeigt eine schematische Darstellung einer an ein elektrisches Übertragungsnetz G angeschlossenen Reserveeinheit RE mit einer elektrischen Energieerzeugungseinrichtung PV und einem elektrischen Energie-Speicher-System ESS aufweisend einen elektrischen Energiespeicher B. Derartige Reserveeinheiten RE stellen oftmals elektrische Gebäudenetze dar, in die die elektrische Energieerzeugungseinrichtung PV und das elektrische Energie-Speicher-System ESS integriert sind. Diese elektrischen Gebäudenetze sind über einen so genannten Netzanschlusspunkt NAP an das elektrische Übertragungsnetz G angeschlossen. Um die Energieflüsse aus dem elektrischen Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit RE und aus der Reserveeinheit RE in das elektrische Übertragungsnetz G abrechnungsrelevant zu bilanzieren, kommt an dieser Schnittstelle ein üblicherweise geeichte erste elektrische Zählereinrichtung Z1, bevorzugt in Form eines Zweirichtungszählers, besonders bevorzugt als so genanntes Smart-Meter, zum Einsatz. Die zwei Richtungen zur Erfassung des Energieflusses Z1u aus der Reserveeinheit RE in das elektrische Übertragungsnetz G und des Energieflusses Z1d aus dem elektrischen Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit RE sind durch das nach oben und nach unten gerichtete Pfeilpaar gekennzeichnet.
• Eine erste weitere elektrische Zählereinrichtung Z2 ist ebenso bevorzugt als Zweirichtungszähler ausgebildet. Zwischen der ersten elektrischen Zählereinrichtung Z1 und der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z2 ist verzweigend die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung PV in die Reserveeinheit RE integriert. Die erste weitere elektrische Zählereinrichtung Z2 ermittelt somit einen Zählermesswert Z2d für die nach unten zu einer elektrischen Verbrauchergruppe D der Reserveeinheit RE gerichteten Energieflüsse und einen Zählermesswert Z2u für die nach oben in Richtung des elektrischen Übertragungsnetzes G gerichteten Energieflüsse. Um welche es sich dabei im Einzelnen handelt, wird nachfolgend im Zusammenhang mit der 2 erläutert.
• Unterhalb der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z2 befindet sich zum einen die schon erwähnte elektrische Verbrauchergruppe D und zum anderen, in einem separaten elektrischen Zweig das elektrische Energie-Speicher-System ESS mit dem auf- und entladbaren elektrischen Energiespeicher B. Die Energieflüsse in und aus dem elektrischen Energie-Speicher-System ESS lassen sich über eine zweite weitere elektrische Zählereinrichtung Z3 erfassen. Die in Richtung des elektrischen Energiespeichers B fließenden Energieflüsse werden als Messwerte Z3d und die aus dem elektrischen Energiespeicher B in Richtung des elektrischen Übertragungsnetzes G fließenden Energieflüsse werden als Messwert Z3u erfasst. Weiterhin weist das elektrische Energie-Speicher-System ESS noch eine Steuereinrichtung SE auf. Diese Steuereinrichtung SE dient zur möglichst optimalen Steuerung aller Energieflüsse zwischen den Komponenten des gezeigten Gesamtsystems, wie nachfolgend erläutert wird.
• 2 zeigt die Energieflüsse, die zwischen den in 1 gezeigten, interagierenden Systemkomponenten auftreten können anhand der im Vergleich zur 1 identischen Darstellung der Systemkomponenten.
• Als Messwert Z1d wird die Summe der Energieflüsse erfasst, die vom elektrischen Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit RE fließen. Dabei handelt es sich im Einzelnen um die folgenden Energieflüsse:
• - Eg2d, ein Energiefluss, der zur elektrischen Verbrauchergruppe D gelangt,
• - Esys, ein Energiefluss, der in besonderen System-Zuständen der Systemerhaltung dient und
• - Er, ein Transfer-Energiefluss vom elektrischen Übertragungsnetz G in den elektrischen Energiespeicher B.
• In der Gegenrichtung repräsentiert der Messwert Z1u die Summe der Energieflüsse, die aus der Reserveeinheit RE in das elektrische Übertragungsnetz G fließen. Dabei handelt es sich im Einzelnen um die folgenden Energieflüsse:
• - Epv2g, ein Einspeise-Energiefluss der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV in das elektrische Übertragungsnetz G und
• - Eh, ein Transfer-Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeicher B in das elektrische Übertragungsnetz G.
• Wenn der elektrische Energiespeicher B so ausgebildet ist, dass dieser immer nur entweder geladen oder entladen werden kann, so kann auch immer nur ein Transfer-Energiefluss Er in die Reserveeinheit RE hinein oder ein Transfer-Energiefluss Eh aus der Reserveeinheit RE hinaus auftreten.
• Die aus der elektrischen Energieerzeugungsanlage PV fließenden Energieflüsse können sich aus den folgenden Anteilen zusammensetzen:
• - Epv2g, dem bereits vorangehend erwähnten Einspeise-Energiefluss der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV in das elektrische Übertragungsnetz G,
• - Epv2b, einem Energiefluss, der zur Erhöhung der Eigenverbrauchsrate der Reserveeinheit im elektrischen Energiespeicher B gespeichert wird und
• - Epv2d, einem Energiefluss, der von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV zur elektrischen Verbrauchergruppe D gelangt.
• Die zwei letzten dieser drei Energieflüsse fließen durch die erste weitere elektrische Zählereinrichtung Z2 schematisch dargestellt nach unten und bilden in der Summe mit Z1d= Eg2d+Esys+Er den Messwert Z2d. Der erste Energiefluss Epv2g fließt schematisch nach oben und bildet in Summe mit Er, dem Transfer-Energiefluss vom elektrischen Übertragungsnetz G in den elektrischen Energiespeicher B, den Messwert Z1u.
• Unterhalb der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z2 fließen die Energieflüsse Eg2d und Epv2d in die elektrische Verbrauchergruppe D.
• Die schematisch nach unten gerichteten Energieflüsse Er, Esys und Epv2b fließen dagegen über die zweite weitere elektrische Zählereinrichtung Z3 in den elektrischen Energiespeicher B und lassen sich dabei summiert als Messwert Z3d ablesen.
• In der Gegenrichtung verbleibt der aus dem elektrischen Energiespeicher B fließende Transfer-Energiefluss Eh und der Energieflussanteil in Form des Speicher-zu-Verbraucher Energieflusses Eb2d, der ebenfalls zur elektrischen Verbrauchergruppe D gelangt, um deren Leistungsbedarf in Form der gesammelten Verbraucher zusammen mit dem Energieflussanteilen Epv2d und Eg2d zu decken. Die Summe der Energieflüsse Eb2d und Eh bildet den Messwert Z3u der zweiten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z3.
• Die Steuereinrichtung SE des elektrischen Energie-Speicher-Systems ESS ist so eingerichtet und ausgebildet, dass Eg2d minimiert wird. Diese Energiefluss-Steuerung erfolgt anhand von Algorithmen unter Verwendung einer Reihe aktueller und prognostizierter Parameter. Dazu zählen insbesondere:
• - der Leistungsbedarfs der elektrischen Verbrauchergruppe D,
• - die von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV generierten Energiemenge,
• - die im elektrischen Energiespeicher B gespeicherte Energiemenge und
• - die wirtschaftliche Relevanz von Transfer-Energieflüssen Eh und Er in einer Bilanzierung mit dem Energie-Dienstleister, der über das elektrischen Übertragungsnetzes G elektrische Leistung an den Betreiber der Reserveeinheit verkauft.
• Von Interesse ist eine möglichst einfache Bestimmung der Transfer-Energieflüsse Eh und Er. Diese beiden Energieflüsse werden nachfolgend gemeinsam als Transfer-Energiefluss E bezeichnet. Betrachtet man die Reserveeinheit RE und das daran gekoppelte elektrische Übertragungsnetz G als geschlossenes System, so gilt gemäß Energieerhaltungssatz: $$\text{E}=\text{Ed}-\text{Epv}2\text{d}-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}$$

  
• Dabei ist Ebe, der gesamte aus dem elektrischen Energiespeicher fließende Energiefluss und Eg2re der gesamte zwischen dem elektrischen Übertragungsnetz G und der Reserveeinheit RE fließende Energiefluss.
• Alle Energieflüsse außer dem gesuchten Transfer-Energiefluss E werden nachfolgend in einer Notation unter Verwendung der ersten elektrischen Zählereinrichtung Z1 und der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen Z2 und Z3 dargestellt, die wir vorangehend beschrieben in der Reserveeinheit angeordnet sind.

  Aus	Ed = Eg2d + Epv2d + Eb2d
  folgt mit:	Eg2d + Epv2d = Z2d - Z3d
  und	Eb2d = Z3u - Z2u

  $$\text{Ed = Z2d - Z3d + Z3u - Z2u}$$

  
• Der Energiefluss Epv2d von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV ist immer das Minimum zweier Energieflüsse, nämlich dem gesamten von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV erzeugten Energiefluss Epv und dem von der elektrischen Verbrauchergruppe D benötigten Energiefluss Ed.

  Als Formel dargestellt:

  Epv2d = min (Epv ; Ed)

  Aus Formel	Epv = Epv2g + Epv2b + Epv2d
  folgt mit	Epv2g = Z1u - Z2u
  und	Epv2b + Epv2d = Z2d - Z1d
  und	Epv = Z2d - Z1d + Z1u - Z2u

  $$\text{Epv}2\text{d}=\text{min}\left(\text{Z}2\text{d}-\text{Z}1\text{d}+\text{Z}1\text{u}-\text{Z}2\text{u};\text{Z}2\text{d}-\text{Z}3\text{d}+\text{Z}3\text{u}-\text{Z}2\text{u}\right)$$

  
• Die aus dem elektrischen Energiespeicher B fließenden Energieflüsse Ebe ergeben sich in Zählernotation als Ebe = Z3u.
• Die aus dem elektrischen Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit RE fließenden Energieflüsse Eg2re ergeben sich in Zählernotation als Eg2re = Z1d
• Alle Terme aus der Betrachtung nach Energieerhaltungssatz: $$\text{E}=\text{Ed}-\text{Epv}2\text{d}-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}$$

  

  lassen sich nun in Zählernotation auflösen: $$\text{E}=\text{Z}2\text{d}-\text{Z}3\text{d}\underset{\_}{+\text{Z}3\text{u}}-\text{Z}2\text{u}-\text{min}\left(\text{Z}2\text{d}-\text{Z}1\text{d}+\text{Z}1\text{u}-\text{Z}2\text{u};\text{Z}2\text{d}-\text{Z}3\text{d}+\text{Z}3\text{u}-\text{Z}2\text{u}\right)\underset{\_}{-\text{Z}3\text{u}}-\text{Z}1\text{d}$$

  
• Die unterstrichenen Terme Z3u heben sich auf, so dass die Bestimmung des Transfer-Energieflusses E in Zählernotation verbleibt: $$\text{E}=\text{Z}2\text{d}-\text{Z}3\text{d}-\text{Z}2\text{u}-\text{min}\left(\text{Z}2\text{d}-\text{Z}1\text{d}+\text{Z}1\text{u}-\text{Z}2\text{u};\text{Z}2\text{d}-\text{Z}3\text{d}+\text{Z}3\text{u}-\text{Z}2\text{u}\right)-\text{Z}1\text{d}$$

  
• Für eine abrechnungstaugliche Bestimmung des Transfer-Energieflusses E wären somit sechs elektrische Zählereinrichtungen notwendig. Diese alle als geeichte Zählereinrichtungen bereitzustellen ist nicht wirtschaftlich.
• Seitens der Steuerung des Gesamtsystems besteht die Prämisse, dass die von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV generierte elektrische Energie primär den Energiebedarf der elektrischen Verbrauchergruppe D deckt. Das Stichwort ist die aus wirtschaftlichen Gründen üblicherweise angestrebte Eigenverbrauchsoptimierung in derartigen Reserveeinheiten. Unter dieser Prämisse und unter Betrachtung verschiedener Fallunterscheidungen betreffend das Verhältnis von Epv zu Ed vereinfacht sich die Formel zur Bestimmung des Transfer-Energieflusses erheblich.
• 1. Fallgruppe Epv <= Ed:
• Es wird in der Reserveeinheit nicht derart elektrische Energie generiert, um den bestehenden Leistungsbedarf der elektrischen Verbrauchergruppe D zu decken. Das führt dazu, dass von der Minimumfunktion nur der erste Term für Epv übrig bleibt: $$\text{E}=\underset{\_}{\text{Z}2\text{d}}-\text{Z}3\text{d}-\underset{\_}{\text{Z}2\text{u}}-\left(\underset{\_}{\text{Z}2\text{d}}-\underset{\_}{\text{Z}1\text{d}}+\text{Z}1\text{u}-\underset{\_}{\text{Z}2\text{u}}\right)-\underset{\_}{\text{Z}1\text{d}}$$

  
• Die unterstrichenen Terme heben sich auf und es bleibt: $$\text{E}=-\text{Z}3\text{d}-\text{Z}1\text{u}$$

  

  und der Betrag des Transfer-Energieflusses ergibt sich als E = Z3d + Z1u
• 1. Fallgruppe Sonderfall Epv=0 -> Epv2d=0:
• Die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung generiert keine elektrische Energie und kann somit auch keinen Anteil zum Decken des elektrischen Leistungsbedarfs der elektrischen Verbrauchergruppe leisten, der Energiefluss Epv2d ist gleich null. Dadurch vereinfacht sich die Betrachtung nach dem Energieerhaltungssatz wie folgt: $$\text{E}=\text{Ed}-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}$$

  

  in Zählernotation:	E = Z2d - Z3d + Z3u - Z2u - Z3u - Z1d
  Term Z3u hebt sich auf:	E = Z2d - Z3d - Z2u - Z1d

• Wenn Epv2d=0 folgt zwangsläufig, dass Z1d=Z2d und Z1u=Z2u
  Dadurch vereinfacht sich E = -Z3d - Z1u
  und der Betrag des Transfer-Energieflusses ergibt sich als E = Z3d + Z1u
• Dies deckt sich mit dem Ergebnis der ersten Fallgruppe. Folglich wird Epv < Ed mit dem Extremfall Epv=0 einheitlich als erste Fallgruppe betrachtet.
• 2. Fallgruppe Epv>Ed, das heißt Epv2d=Ed:
• Die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung PV generiert derart viel Energie, dass der gesamte Leistungsbedarf der elektrischen Verbrauchergruppe D gedeckt werden kann. Dadurch vereinfacht sich die Betrachtung nach dem Energieerhaltungssatz wie folgt: $$\text{E}=\text{Ed}-\text{Ed}-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}$$

  

  $$\text{E}=-\text{Ebe}-\text{Eg}2\text{re}$$

  

  $$\text{E}=-\text{Z}3\text{u}-\text{Z}1\text{d}$$

  

  als Betrag: $\text{E}=\text{Z}3\text{u}+\text{Z}1\text{d}$

  
• Bei dieser Betrachtung sind so genannte systemerhaltenden Energieflüsse im ermittelten Transfer-Energiefluss E enthalten. Diese verfälschen jedoch das abrechnungsrelevante Ergebnis und werden daher über nachgelagerte Verfahrensschritte extrahiert. Systemerhaltende Energieflüsse Esys treten mit charakteristischen Messwerten auf, wenn beispielsweise der elektrische Energiespeicher B leer ist und die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung PV aktuell und auf absehbare Zeit keine elektrische Energie generiert, so dass eine unerwünschte Tiefenentladung des Speichers droht. Dann wird der elektrische Energiespeicher B mittels Energie aus dem elektrischen Übertragungsnetz G zumindest bis zu einem Mindestladezustand geladen. Weitere Beispiele für systemerhaltende Energieflüsse Esys sind im Rahmen der Unteransprüche erläutert.
• 3a zeigt die verbleibenden Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv<=Ed mit der weiteren Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B. Zumindest, wenn der elektrische Energiespeicher B als Batterie ausgebildet ist, kann diese nur aufladen oder entladen. Ein gleichzeitiges Entladen und Aufladen sind aus elektrophysikalischen Gründen nicht möglich. Für einen solchen, sich entladenden elektrischen Energiespeicher B folgt somit zwangsläufig, dass kein Energiefluss in Richtung des elektrischen Energiespeichers B erfolgen kann - Z3d muss somit null sein.
• Daraus folgt für E = Z3d + Z1u, dass E = Z1u ist. Der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E liegt somit als alleiniger Messwert Z1u der ersten elektrischen Zählereinrichtung Z1 vor. Da diese üblicherweise am Netzanschlusspunkt NAP geeichte Messwerte liefert, kann der Transfer-Energiefluss E auf diese Weise für die erste Fallgruppe mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B abrechnungstauglich bestimmt werden.
• 3b zeigt die verbleibenden Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für eine Fallgruppe Epv<=Ed mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B. Für einen solchen, sich aufladenden elektrischen Energiespeicher B folgt somit zwangsläufig, dass kein Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeichers B heraus erfolgen kann. Z1u muss somit null sein.
• Daraus folgt für E = Z3d + Z1u, dass E = Z3d ist. Der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E liegt somit als alleiniger Messwert Z3d der zweiten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z3 vor. Wenn diese geeichte Messwerte liefert, kann der Transfer-Energiefluss E auf diese Weise für die erste Fallgruppe mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B abrechnungstauglich bestimmt werden.
• 4a zeigt die Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv=0<Ed für den Sonderfall Epv=0 mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B. Wie vorangehend gezeigt wurde, gilt auch hier für den Transfer-Energiefluss E = Z3d + Z1u. Wegen des ausschließlich entladenden elektrischen Energiespeichers B ist Z3d gleich null und der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E ergibt sich als alleiniger Messwert Z1u der geeichten ersten elektrischen Zählereinrichtung Z1.
• 4b zeigt die verbleibenden Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die erste Fallgruppe Epv=0<Ed für den Sonderfall Epv=0 mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B. Wie vorangehend gezeigt wurde, gilt auch hier für den Transfer-Energiefluss E = Z3d + Z1u. Wegen des ausschließlich aufladenden elektrischen Energiespeichers B ist Z1u gleich null und der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E ergibt sich als alleiniger Messwert Z3d der bevorzugt geeichten zweiten weiteren elektrischen Zählereinrichtung Z3.
• 5a zeigt die verbleibenden Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die zweite Fallgruppe Epv>Ed mit der Randbedingung eines entladenden elektrischen Energiespeichers B. Aus dem elektrischen Übertragungsnetz G ist somit keine Energie nötig, um den elektrischen Leistungsbedarf der elektrischen Verbrauchergruppe D zu decken - somit ist Eg2d=0. Wie vorangehend hergeleitet wurde, ergibt sich der zu bestimmende Transfer-Energiefluss aus E = Z3u + Z1d, wobei wegen des entladenden elektrischen Energiespeichers B kein entgegen gerichteter Energiefluss aus dem elektrischen Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit fließen kann. Folglich ist Z1d gleich null und der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E = Z3u.
• 5b zeigt die verbleibenden Energieflüsse zwischen den Systemkomponenten aus den 1 und 2 für die zweite Fallgruppe Epv>Ed mit der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers B. Aus dem elektrischen Übertragungsnetz G ist auch in diesem Szenario keine Energie nötig, um den elektrischen Leistungsbedarf der elektrischen Verbrauchergruppe D zu decken - somit ist Eg2d=0. Wie vorangehend hergeleitet wurde, ergibt sich der zu bestimmende Transfer-Energiefluss aus E = Z3u + Z1d, wobei wegen des aufladenden elektrischen Energiespeichers B kein entgegen gerichteter Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeicher B in das elektrische Übertragungsnetz G fließen kann. Folglich ist Z3u gleich null und der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E = Z1d.
• Im Ergebnis ermöglicht das vorangehend beschriebene Verfahren ausgehend von einer Betrachtung gemäß Energieerhaltungssatz eine Zählernotation zu finden, die unter Ausdifferenzierung mittels Fallgruppen kombiniert mit Randbedingungen so einfach wird, dass der zu bestimmende Transfer-Energiefluss als Messwert einer einzigen elektrischen Zählereinrichtung vorliegt.
• Auch für eine andere Anordnung der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen Z2 und Z3 innerhalb der Reserveeinheit lässt sich dieses Ziel erreichen. Ebenso ist denkbar, dass mehr als eine erste und eine zweite weitere elektrische Zählereinrichtung Z2 und Z3 zum Einsatz kommen. Entscheidend sind letztlich die geeignete Anordnung der Messstellen innerhalb der Reserveeinheit in Kombination mit geeigneten Fallgruppen samt dazu kombinierter Randbedingungen, um das gewünschte Ergebnis dieses Verfahrens zu erzielen.
• Liegt dieses Ergebnis für eine definierte Konstellation elektrischer Zählereinrichtungen innerhalb einer Reserveeinheit RE vor, so wird dieses Ergebnis nachfolgend verwendet, um die Transfer-Energieflüsse im Dauerbetrieb der Reserveeinheit RE zu bestimmen. Es ist somit nur erforderlich, das vorangehend anhand eines Beispiels erläuterte Verfahren einmal zum gewünschten Ergebnis zu führen. Danach wird aus der Verwendung dieses Verfahrensergebnisses der nachhaltige Vorteil gezogen, die Transfer-Energieflüsse E zwischen einem elektrischen Übertragungsnetz G und einer Reserveeinheit RE auf einfache Weise abrechnungstauglich zu bestimmen.
• 6 zeigt ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung einer solchen Verwendung des Verfahrensergebnissen zur Bestimmung des Transfer-Energieflusses E.
• Zunächst wird das Betragsverhältnis zwischen dem gesamten generierten Energiefluss Epv der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung PV und dem zeitgleich benötigten Energiefluss Ed für die elektrische Verbrauchergruppe D in der Reserveeinheit RE ermittelt. Es liegt entweder die erste Fallgruppe mit dem Verhältnis Epv <= Ed einschließlich dem Sonderfall Epv=0 oder die zweite Fallgruppe mit Epv>Ed vor. Danach wird in einer weiteren Entscheidung ermittelt, ob die Randbedingung eines sich entladenden elektrischen Speichers Eb+ oder die Randbedingung eines sich aufladenden elektrischen Speichers Ebvorliegt. Abhängig davon, welche Randbedingung mit der jeweiligen Fallgruppe kombiniert vorliegt, wird der zu bestimmende Transfer-Energiefluss E in Form eines aus der Reserveeinheit RE herausfließenden Transfer-Energieflusses Eh oder in Form eines in die Reserveeinheit RE hineinfließenden Transfer-Energieflusses Er bestimmt. Dieser Verfahrens-Algorithmus verwendet die zuvor gewonnenen Verfahrensergebnisse, um im Dauerbetrieb der Reserveeinheit eine abrechnungstaugliche Bestimmung der Transfer-Energieflüsse E zu gewährleisten. Der hier gezeigte Algorithmus sieht für die Verwendung anderer ebenso erfindungsgemäß erhaltenen Verfahrensergebnisse entsprechend anders aus. Bevorzugt ist eine solche Verwendung der Verfahrensergebnisse in einer Steuereinheit SE, wie in den 1 bis 5b schematisch gezeigt, verwirklicht. Die Steuereinheit SE ist dazu ausgebildet und eingerichtet eine Verwendung der beschriebenen Verfahrensergebnisse im Rahmen eines implementierten Verfahrens vorzunehmen. Jedoch ist ebenso denkbar, dass die in Hard- und Software verkörperte Steuereinrichtung ganz oder teilweise zentralisiert realisiert ist und somit die Bestimmung der Transfer-Energieflüsse für eine Vielzahl von Reserveeinheiten RE an unterschiedlichen Orten vornimmt.
• Bezugszeichenliste

RE

Reserveeinheit

D

elektrische Verbrauchergruppe

ESS

elektrisches Energie-Speicher-System

B

elektrischer Energiespeicher des ESS

SE

Steuerungseinheit des elektrischen Energiespeichersystems ESS

PV

elektrische Energieerzeugungsvorrichtung

NAP

Netzanschlusspunkt der Reserveeinheit

G

elektrisches Übertragungsnetz

Z1

erste elektrische Zählereinrichtung

Z2

erste weitere elektrische Zählereinrichtung

Z3

zweite weitere elektrische Zählereinrichtung

E

Transfer-Energiefluss

Er

Transfer-Energiefluss aus dem Übertragungsnetz in die Reserveeinheit

Eh

Transfer-Energiefluss aus der Reserveeinheit in das Übertragungsnetz

Ed

Aufnahme-Energiefluss der elektrischen Verbrauchergruppe D

Eg2re

Netz-Energiefluss aus dem Übertragungsnetz G in die Reserveeinheit RE

Eg2d

Anteil Netz-Energiefluss für Verbrauchergruppe D

Epv2d

Erzeuger zu-Verbraucher Energiefluss der Energieerzeugungsvorrichtung

Epv

gesamter Erzeuger-Energiefluss der Energieerzeugungsvorrichtung PV

Epv2g

Erzeuger-Energiefluss als Einspeisung ins Übertragungsnetz G

Ebe

Speicher-Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeicher B

Eb2d

Speicher-zu-Verbraucher Energiefluss aus dem Energiespeicher B

Esys

systemerhaltender Aufnahme-Energiefluss

Claims (19)

1. Verfahren zur Bestimmung eines elektrischen Transfer-Energieflusses (E) in eine oder aus einer Reserveeinheit (RE), die Reserveeinheit (RE) aufweisend: • eine elektrische Verbrauchergruppe (D), • ein elektrisches Energie-Speicher-System (ESS) mit einem elektrischen Energiespeicher (B) und • eine elektrische Energieerzeugungsvorrichtung (PV), wobei die Reserveeinheit (RE) über einen Netzanschlusspunkt (NAP) definiert ist und über diesen an ein elektrisches Übertragungsnetz (G) angeschlossen ist, wobei am Netzanschlusspunkt (NAP) eine erste elektrische Zählereinrichtung (Z1) vorgesehen ist, zur Ermittlung eines Messwerts Z1d als Netz-Energiefluss aus dem Übertragungsnetz (G) in die Reserveeinheit (RE) hinein und zur Ermittlung eines Messwerts Z1u als Netz-Energiefluss aus der Reserveeinheit hinaus in das elektrisches Übertragungsnetz (G), das Verfahren ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: • Ermitteln eines Aufnahme-Energieflusses (Ed) umfassend die elektrische Verbrauchergruppe (D) in einem definierten Zeitintervall, • Ermitteln eines Netz-Energieflusses (Eg2re) vom elektrischen Übertragungsnetz (G) in die Reserveeinheit (RE) in dem definierten Zeitintervall, • Ermitteln eines Erzeuger-Energieflusses der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (PV) in dem definierten Zeitintervall, • Ermitteln eines Speicher-Energieflusses (Ebe) zwischen dem elektrischen Energiespeicher (B) des elektrischen Energie-Speicher-Systems (ESS) und der elektrischen Verbrauchergruppe (D) und/oder dem elektrischen Übertragungsnetz (G) in dem definierten Zeitintervall und • Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) in dem definierten Zeitintervall anhand des Energieerhaltungssatzes, wobei weitere elektrische Energieflüsse innerhalb der Reserveeinheit (RE) zwischen mindestens zwei Baugruppen ausgewählt aus: - dem Energiespeichersystem (ESS), - der Energieerzeugungsvorrichtung (PV) und - der elektrischen Verbrauchergruppe (D) durch weitere elektrische Zählereinrichtungen (Z2,Z3) derart ermittelt werden, dass bei einer Fallunterscheidung ausgewählt aus den zwei Fallgruppen: - die Energieerzeugungsvorrichtung (PV) erzeugt mehr elektrische Leistung als die elektrische Verbrauchergruppe (D) benötigt und - die Energieerzeugungsvorrichtung (PV) erzeugt keine oder gleichviel oder weniger elektrische Leistung als die elektrische Verbrauchergruppe (D) benötigt kombiniert mit einer Randbedingung ausgewählt aus: - der elektrische Energiespeicher (B) lädt auf und - der elektrische Energiespeicher (B) entlädt, der Transfer-Energiefluss (E) für die ausgewählte Fallgruppe mit der kombinierten Randbedingung als Messwert einer einzigen der ersten oder einer der weiteren elektrischen Zählereinrichtungen (Z1,Z2,Z3) vorliegt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • das Ermitteln des Erzeuger-Energieflusses als ein Ermitteln eines Erzeuger-zu-Verbraucher-Energieflusses (Epv2d) von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (PV) in die elektrische Verbrauchergruppe (D) in dem definierten Zeitintervall vorgenommen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass • das Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses (Ed) als ein Ermitteln des Aufnahme-Energieflusses (Ed) der elektrischen Verbrauchergruppe (D) in dem definierten Zeitintervall vorgenommen wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3 rückbezogen auf 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) anhand des Energieerhaltungssatzes über die Formel: E = (Ed - Epv2d - Ebe - Eg2re) vorgenommen wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Ermittelns des Erzeuger-Energieflusses (Epv2d) von der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (PV) zur elektrischen Verbrauchergruppe (D) in dem definierten Zeitintervall mit einer ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung (Z2) mit einem Messwert Z2d für einen Energiefluss in Richtung der elektrischen Verbrauchergruppe (D) und/oder in Richtung des elektrischen Energie-Speicher-Systems (ESS) und mit einem Messwert Z2u für einen entgegen gesetzt orientierten Energiefluss durchgeführt wird, wobei die elektrische Energieerzeugungsvorrichtung (PV) zwischen der ersten elektrischen Zählereinrichtung (Z1) und der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung (Z2) derart angeschlossen ist, dass sich mit der elektrischen Energieerzeugungsvorrichtung (PV) generierter elektrischer Strom sowohl über die erste elektrische Zählereinrichtung (Z1) in das elektrische Übertragungsnetz (G) einspeisen lässt, als auch über die erste weitere Zählereinrichtung (Z2) zur elektrischen Verbrauchergruppe (D) und/oder zum elektrischen Energie-Speicher-System (ESS) leiten lässt, wobei der Erzeuger-Energiefluss (Epv2d) stets als kleinerer Energiefluss der beiden Energieflüsse: - Aufnahme-Energiefluss (Ed) und - gesamter Erzeuger-Energiefluss (Epv) ermittelt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein gesamter Erzeuger-Energiefluss (Epv) ermittelt wird, indem die Differenz zwischen dem Energiefluss-Messwert Z2d der ersten weiteren Zählereinrichtung (Z2) und dem Messwert Z1d des Netz-Energieflusses (Eg2re) gebildet wird und dazu folgende Differenz addiert wird: vom Messwert Z1u als Netz-Energiefluss (Eg2re) von der Reserveeinheit in das elektrische Übertragungsnetz wird der Messwert Z2u subtrahiert.
7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher-zu-Verbraucher-Energiefluss (Eb2d) von dem elektrischen Energiespeicher (B) des elektrischen Energie-Speicher-Systems (ESS) zur elektrischen Verbrauchergruppe (D) in dem definierten Zeitintervall durchgeführt wird, indem eine Differenz wie folgt gebildet wird: von dem ermittelten Aufnahme-Energiefluss (Ed) wird der mit der ersten weiteren elektrischen Zählereinrichtung (Z2) gemessene Energiefluss Z2d abgezogen, sofern diese gebildete Differenz größer null ist und sofern die gebildete Differenz kleiner null ist, wird der Speicher-zu-Verbraucher-Energiefluss (Eb2d) gleich null gesetzt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Energiefluss in den elektrischen Energiespeicher (B) mit einem Messwert Z3d und der Speicher-Energiefluss aus dem elektrischen Energiespeicher (B) mit einem Messwert Z3u mit Hilfe einer dem elektrischen Energiespeicher (B) vorgeschalteten zweiten weiteren Zählereinrichtung (Z3) ermittelt werden.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Fallgruppen betreffend einen Größenvergleich des Aufnahme-Energieflusses (Ed) zum gesamten Erzeuger-Energiefluss (Epv) über die Messwerte der ersten Zählereinrichtung (Z1) und über die Messwerte der zweiten weiteren Zählereinrichtung (Z3) wie folgt ermittelt werden: Für den Größenvergleich entspricht Epv Z1u-Z1d und Ed Z3u-Z3d
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fallgruppe der gesamte Erzeuger-Energiefluss (Epv) ist größer als der Aufnahme-Energiefluss (Ed): - unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers (B), das heißt Z3d>0, der Transfer-Energiefluss (E) als der Messwert Z1d ermittelt wird, - unter der Randbedingung eines entladendes elektrischen Energiespeichers (B), das heißt Z3u>0, der Transfer-Energiefluss (E) als der Messwert Z3u ermittelt wird und für die Fallgruppe der gesamte Erzeuger-Energiefluss (Epv) ist kleiner als oder gleich dem Aufnahme-Energiefluss (Ed), einschließlich dem Fall, dass der gesamte Erzeuger-Energiefluss (Epv) gleich 0 ist: - unter der Randbedingung eines aufladenden elektrischen Energiespeichers (B), das heißt Z3d>0, der Transfer-Energiefluss (E) als der Messwert Z3d ermittelt wird, - unter der Randbedingung eines entladendes elektrischen Energiespeichers (B), das heißt Z3u>0, der Transfer-Energiefluss (E) als der Messwert Z1u ermittelt wird.
11. Verwendung der Ergebnisse eines Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung von Transfer-Energieflüssen (E) zwischen einem elektrischen Übertragungsnetz (G) und einer verfahrensgemäßen Reserveeinheit (RE) die Messwerte mindestens einer elektrischen Zählereinrichtung (Z1, Z2, Z3) ermittelt werden, die unter verfahrensgemäß definierten Fallgruppen und Randbedingungen den zu bestimmenden Transfer-Energiefluss (E) aufweisen.
12. Verwendung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass systemerhaltende Aufnahme-Energieflüsse (Esys) in das elektrische Energie-Speicher-System (ESS), die nicht von einem bestimmten Aufnahme-Energiefluss (Ed) der elektrischen Verbrauchergruppe (D) umfasst sind, ermittelt und gegenüber dem bestimmten elektrischen Transfer-Energiefluss (E) bilanziert werden.
13. Verwendung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ermitteln nicht vom Aufnahme-Energiefluss (Ed) umfasster, systemerhaltender Aufnahme-Energieflüsse (Esys) Charakteristika im bestimmten Transfer-Energiefluss (E), verursacht durch einen oder mehrere der systemerhaltenden Aufnahme-Energieflüsse (Esys), genutzt werden, um den bestimmten Transfer-Energiefluss (E) zu korrigieren.
14. Verwendung gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die systemerhaltenden Energieflüsse (Esys) ausgewählt sind aus der Gruppe aufweisend: • ein Energiefluss verursacht durch eine Standby-Leistungsaufnahme eines in einem Energie-Speicher-System (ESS) verbauten Wechselrichters, wenn ein elektrische Energiespeicher (B) des Energie-Speicher-Systems (ESS) leer ist und die Standby-Leistungsaufnahme nicht gewährleisten kann, • ein Energiefluss verursacht durch eine Erhaltungsladung des zum elektrischen Energie-Speicher-System (ESS) gehörigen elektrischen Energiespeichers (B) und • ein Energiefluss verursacht durch eine zyklische Voll-Ladung des zum elektrischen Energie-Speicher-System (ESS) gehörigen elektrischen Energiespeichers (B).
15. Verwendung der Ergebnisse eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder gemäß einer Verwendung nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) in Echtzeit während definierter Zeitintervalle im Bereich von 10 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt im Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten und besonders bevorzugt im Bereich von einer Minute bis fünf Minuten durchgeführt wird.
16. Verwendung der Ergebnisse eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder gemäß einer Verwendung nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) nachträglich mittels gespeicherter Datensätze während definierter Zeitintervalle im Bereich von 10 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt im Bereich von 30 Sekunden bis 10 Minuten und besonders bevorzugt im Bereich von einer Minute bis fünf Minuten durchgeführt wird.
17. Verwendung gemäß einem der vorangehenden Verwendungs-Ansprüche 11 bis 16 oder Verwendung der Ergebnisse eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) in einer Steuerungseinheit (SE) des elektrischen Energie-Speicher-System (ESS) durchgeführt wird.
18. Verwendung gemäß einem der vorangehenden Verwendungs-Ansprüche 11 bis 16 oder Verwendung der Ergebnisse eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dass eine Bestimmung des Transfer-Energieflusses (E) in einer außerhalb der Reserveeinheit (RE) angeordneten Auswerteeinheit durchgeführt wird.
19. Steuerungssystem ausgebildet und eingerichtet zum Durchführen eines Verfahrens gemäß eines der Ansprüche 1 bis 10 oder Steuerungssystem ausgebildet und eingerichtet zur Verwendung verfahrensgemäßer Ergebnisses nach einem der Verwendungsansprüche 11 bis 18.

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