DE102022127911A1 - Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung für einen Energiemarkt mittels eines Regelsystems, Computerprogrammprodukt sowie Regelsystem - Google Patents

Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung für einen Energiemarkt mittels eines Regelsystems, Computerprogrammprodukt sowie Regelsystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung (12) für einen Energiemarkt (14), mit den Schritten: Vorhersagen von einer Vielzahl von Mobilitätsverhalten von einer Vielzahl von elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen (22a, 22b, 22c) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (16); Bestimmen einer potentiell bereitstellbaren Primärregelleistung (28) in Abhängigkeit von der Vorhersage mittels der elektronischen Recheneinrichtung (16); Erzeugen eines Regelungsfahrplans (30) zum Regeln einer Energiebereitstellung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (16). Bei einer Abfrage (32) der Primärregelleistung (12) durch den Energiemarkt (14), Übertragen einer Einzelregelung (30a, 30b, 30c) an jeweilige lokale Steuerungseinrichtungen (18a, 18b, 18c) bei den jeweiligen Kraftfahrzeugen (22a, 22b, 22c) in Abhängigkeit von dem Regelungsfahrplan (30) mittels einer Kommunikationseinrichtung (20) und Durchführen der Einzelregelung (30a, 30b, 30c) eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) mittels der lokalen Steuerungseinrichtung (18a, 18b, 18c). Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein Regelsystem (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung für einen Energiemarkt mittels eines Regelsystems gemäß dem geltenden Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein Regelsystem.
  • Am Energie-Regelleistungsmarkt kann in unterschiedlichen Ländern am Energiemarkt teilgenommen werden durch Bereitstellung von Leistungsflexibilität zur Stabilisierung des Energiesystems. Zur Erbringung insbesondere von Primärregelleistungen ist eine garantierte Leistungsbandbreite innerhalb definierter Reaktionszeiten für einen definierten Zeitraum bereitzustellen. Stand der Technik sind hierbei stationäre Assets, zum Beispiel Batteriespeicher, zu nutzen. Diese Assets werden durch einen Qualifizierungsprozess, der so genannten Präqualifizierung, zertifiziert und erbringen so den Nachweis der künftigen Einhaltung der vereinbarten Leistungswerte.
  • Die DE 10 2017 209 801 A1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vielzahl von technischen Einheiten als Verbund an einem elektrischen Verteilungsnetz und sieht vor, dass durch eine zentrale Steuervorrichtung aus jeder technischen Einheit Flexibilitätsdaten empfangen werden, mittels welchen die Einheit ein Leistungsintervall angibt, innerhalb welchem ihre elektrische Leistung variieren darf oder voraussichtlich variiert. Aus den Flexibilitätsdaten jeder Einheit wird in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Optimierungsziel des Verbundes für jede Einheit eine individuelle, unverbindliche Anreizfunktion ermittelt und der jeweiligen Einheit bereitgestellt. Aus jeder Einheit wird dann als Antwort auf die individuelle Anreizfunktion ein jeweiliger Fahrplan, der einen zeitlichen Verlauf des gemäß einen lokalen Optimierungsziels der Einheit geplanten Leistungsaustausch beschreibt, empfangen, und aus den Fahrplänen der Einheiten ein Gesamt-Fahrplan für den Verbund gebildet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Regelsystem zu schaffen, mittels welchen ein verbesserter Energiehandel, insbesondere eine verbesserte Primärregelleistungsbereitstellung, durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein Regelsystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung für einen Energiemarkt mittels eines Regelsystems. Es wird eine Vielzahl von Mobilitätsverhalten von einer Vielzahl von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Regelsystems vorhergesagt. Es erfolgt das Bestimmen einer potentiell bereitstellbaren Primärregelleistung in Abhängigkeit von der Vorhersage mittels der elektronischen Recheneinrichtung. Es wird ein Regelungsfahrplan zum Regeln einer Energiebereitstellung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs mittels der elektronischen Recheneinrichtung erzeugt. Bei einer Abfrage der Primärregelleistung durch den Energiemarkt erfolgt das Übertragen einer Einzelregelung an die jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtungen des Regelsystems bei den jeweiligen Kraftfahrzeugen in Abhängigkeit von dem Regelungsfahrplan mittels einer Kommunikationseinrichtung des Regelsystems. Es erfolgt dann die Einzelregelung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs mittels der lokalen Steuerungseinrichtung und dadurch das Bereitstellen der Primärregelleistung.
  • Insbesondere ist somit ein Verfahren zur Erzeugung einer präqualifizierbaren Regelleistung basierend auf volatilen mobilen Assets, insbesondere den zumindest teilweise elektronisch betriebenen Kraftfahrzeugen, bei gleichzeitiger Sicherstellung von Anforderungen an den Batterie-Ladezustand zu bestimmten Zeiten, insbesondere in Abhängigkeit von den Mobilitätsanforderungen der Besitzer des zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs. In einem zweistufigen Regelverfahren wird eine aus dem Energiemarkt sich präqualifizierbare, aus Leistungs- und Energieaspekten kombinierte, Flexibilitätsinformation gebündelt, die frequenzbasierte Regelleistungserbringung ermöglicht.
  • Durch die globale übergeordnete elektronische Recheneinrichtung wird ein volatiler Pool, insbesondere die zeitliche Zusammensetzung der Kraftfahrzeuge im Pool ist dabei veränderlich, aus den jeweiligen Kraftfahrzeugen so gebündelt und in Echtzeit gemanagt, dass aus Sicht des Energiemarkts zu jedem Zeitpunkt im vereinbarten Leistungsfenster eine für speziell dieses Fenster vereinbarte Gesamtleistungskapazität für Regelleistung zur Verfügung steht. Dabei kann als Nebenbedingung der elektronischen Recheneinrichtung gelten, dass aus Sicht der Fahrzeugbesitzer sichergestellt ist, dass individuelle Mobilitätsanforderungen zu jeder Zeit erfüllt werden können. Bei den lokalen Steuerungseinrichtungen erfolgt im folgenden Ausführungsbeispiel insbesondere die frequenzbasierte Einzelsteuerung der Kraftfahrzeuge im Rahmen der durch den Pool regelmäßig verteilten Flexibilitätsinformation durch ein entsprechend befähigtes EVSE (Electrical vehicle supply equipment), insbesondere entsprechender Ladegeräte beziehungsweise Ladestationen statt, wobei die Steuerung des Lade- beziehungsweise Entladevorgangs dabei entweder durch die Ladesäule oder das Kraftfahrzeug selbst erfolgen kann, je nach Aufbau der Kommunikation. Nachfolgend wird insbesondere davon ausgegangen, dass die Steuerung an der Ladestation, insbesondere einer so genannten Wallbox, durchgeführt werden kann.
  • Insbesondere sieht somit die Erfindung vor, dass ein Vorhersagemodell des Mobilitätsverhaltens von den Nutzern der zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuge bestimmt wird. Es wird dann ein Algorithmus zur Vorhersage von Einzelladeleistungen sowie der Gesamtladeleistung des Energie-Portfolios zur Beschaffung der Energiemenge am Energiemarkt genutzt, beispielsweise ein Day-ahead-Forecast durch den Aggregator beziehungsweise Betreiber des Regelsystems. Es wird dann ein Algorithmus für die globale Poolsteuerung zur Aktualisierung von Einzelladeleistungen und Einzelflexibilitäten der Assets, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Änderungswünschen am Basis-Fahrplan durch den Aggregator bereitgestellt. Es erfolgt dann die Regelung zur Verteilung der Einzelflexibilitäten der einzelnen elektronischen Kraftfahrzeuge und das individuelle frequenzgesteuerte Steuern, insbesondere der Ladestationen, zur Erbringung der Regelleistung im Rahmen der Flexibilität.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform werden bei der Vorhersage eine Ladeleistung des jeweiligen Kraftfahrzeugs und eine Einzelflexiblität des Kraftfahrzeugs berücksichtigt. Insbesondere können beispielsweise die Grenzen eines Energieinhalts einer elektrischen Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer so genannten Batterie, berücksichtigt werden, wobei beispielsweise ein minimaler und maximaler Energieinhalt hierfür genutzt wird. Ferner können die Grenzen des Leistungsübergangs durch die Ladeinfrastruktur sowie die geforderten Inhalte der Batterie zu bestimmten Zeitpunkten, beispielsweise zu vorgegebenen Abfahrtszeiten, mit berücksichtigt werden. Die Einhaltung dieser Bedingungen kann seitens der Ladestation beispielsweise selbständig offline überprüft werden, um so zulässige Regelfahrpläne zu ermitteln. Im Grenzfall kann die Ladestation den Beitrag zur Regelleistung auch verweigern, dies wird vorab durch die zentrale Steuerung, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung, bei der Erstellung der Flexibilitäten der Einzel-Kraftfahrzeuge bereits berücksichtigt.
  • Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vorhersage für einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wird. Insbesondere am Energiemarkt erfolgt die Bereitstellung von Primärregelleistung auf Basis von vorbestimmten Zeiträumen. Beispielsweise kann eine Day-ahead, also eine Tagesvoraussage, bestimmt werden, und die Primärregelleistung entsprechend für diesen vorbestimmten Zeitraum bestimmt werden. Somit können entsprechende Zeitangaben auf dem Energiemarkt entsprechend berücksichtigt werden.
  • Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn auf Basis von einer Einzelflexibilität eines jeweiligen Kraftfahrzeugs der Regelungsfahrplan erzeugt wird und die Einzelregelung nur auf Basis der jeweiligen Einzelflexibilität durchgeführt wird. Insbesondere wird somit mit Hilfe von prognostizierten Einzelflexibilitäten der zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuge für den Energiemarkt transparent ein Asset-Pool bestehend aus den Kraftfahrzeugen gebündelt, der mit Hilfe des Steuerungsalgorithmus im zentralen Steuerungssystem, also in der elektronischen Recheneinrichtung, derart gesteuert wird, dass die Volatilität der Einzelassets im Gesamtverhalten des Asset-Pools weitgehend eliminiert wird und so die strengen Anforderungen einer Energiemarkt-Präqualifizierung ermöglicht. Basierend auf den Vorhersagen des Nutzerverhaltens der Kraftfahrzeuge wird mit Hilfe eines Algorithmus die Ladeleistung und die Flexibilität eines jeweiligen Kraftfahrzeugs prognostiziert. Durch eine geeignete Aggregation der Ladeleistungen wird eine Gesamtladeleistung beziehungsweise Gesamtflexibilität jeweils für einen vorbestimmten Vorhersagezeitraum bestimmt. Diese Gesamtladeleistung begründet das Angebot für die Energiebeschaffung am Energiemarkt, insbesondere im so genannten Basisfahrplan, welcher auch als Regelungsfahrplan bezeichnet wird. Die ermittelten Einzelflexibilitäten werden immerwährend aktualisiert, basierend auf Messungen aller im Energie-Portfolio registrierten Einzelassets und die aktualisierten Werte werden regelmäßig an die Einzelassets kommuniziert. Die Einzelflexibilitäten können dabei auch mit Wahrscheinlichkeiten skaliert werden, die aus Daten der Vergangenheit ermittelt werden. Der in der beispielsweise Ladestation implementierte Regelungsmechanismus kann im Rahmen der ermittelten Einzelflexibilitäten basierend auf weiteren lokalen Informationen die Primärregelleistung erbringen und gleichzeitig die Mobilitätsanforderung der Kraftfahrzeug-Benutzer einhalten.
  • Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Einzelmobilitätsverhalten eines jeweiligen Kraftfahrzeugs auf Basis von der historischen Nutzung des jeweiligen Kraftfahrzeugs bestimmt wird und auf Basis einer Vielzahl von jeweiligen Einzelmobilitätsverhalten das Mobilitätsverhalten vorhergesagt wird. Insbesondere können beispielsweise die historischen Daten von Kraftfahrzeugen, insbesondere bezüglich der Nutzung, entsprechend aufgezeichnet werden und ausgewertet werden. Beispielsweise kann vorhergesagt werden, dass ein Einzel-Kraftfahrzeug von 8 Uhr morgens bis 17 Uhr nicht an der Ladestation angeschlossen ist, da sich der Besitzer beispielsweise auf seiner Arbeit befindet. Zwischen 17 Uhr und 20 Uhr wird das Kraftfahrzeug oftmals von der Ladestation abgeschlossen, da beispielsweise Einkäufe getätigt werden müssen. Ab 20 Uhr kann beispielsweise bestimmt werden, dass bis 8 Uhr morgens das Kraftfahrzeug sich in der Regel an der Ladestation befindet. Diese Informationen können entsprechend ausgewertet werden und somit das Einzelmobilitätsverhalten bestimmt werden. Das Mobilitätsverhalten wird nun aus dem jeweiligen Einzelmobilitätsverhalten aggregiert, wodurch für den gesamten Pool an potentiellen Kraftfahrzeugen wiederum das Mobilitätsverhalten vorhergesagt werden kann. Auf Basis des Mobilitätsverhaltens wiederum kann die potentiell bereitstellbare Primärregelleistung bestimmt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass die potentiell bereitstellbare Primärregelleistung zusätzlich in Abhängigkeit von einem Sicherheitsfaktor bestimmt wird. Insbesondere da es erforderlich ist, dass die „bestellte“ Primärregelleistung vom Energiemarkt dann auch von dem Bereitsteller erbracht wird, und es sich jedoch um einen volatilen Bereitstellungsmarkt handelt, so kann entsprechend der Sicherheitsfaktor mitbestimmt werden. Beispielsweise kann die potentiell bereitstellbare Primärregelleistung bestimmt werden, jedoch aufgrund des Sicherheitsfaktor lediglich 70 Prozent als tatsächlich bereitstellbar angenommen werden beziehungsweise zur Verfügung gestellt werden beziehungsweise angeboten werden. Somit kann sichergestellt werden, dass das Regelsystem auch die entsprechende Primärregelleistung auf jeden Fall zur Verfügung stellen kann. Somit kann auch die Volatilität bei der bereitstellbaren Primärregelleistung über das Regelsystem entsprechend berücksichtigt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird eine Frequenzsteuerung für die Bereitstellung einer Einzel-Primärregelleistung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs durch eine kraftfahrzeuginterne Steuerungseinrichtung oder durch eine kraftfahrzeugexterne Steuerungseinrichtung durchgeführt. Beispielsweise kann die kraftfahrzeugexterne Steuerungseinrichtung in der Ladestation beziehungsweise Ladesäule beziehungsweise Wallbox ausgebildet sein. Sollte beispielsweise zukünftig eine entsprechende Frequenzsteuerung auch kraftfahrzeugintern möglich sein, so kann dies zukünftig auch über eine kraftfahrzeuginterne Steuerungseinrichtung durchgeführt werden. Somit findet die Frequenzsteuerung lokal statt, wodurch auch lokal die entsprechende Primärregelleistung durchgeführt werden kann.
  • Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn das Mobilitätsverhalten mittels eines maschinellen Lernalgorithmus vorhergesagt wird. Insbesondere erfolgt somit die Auswertung von historischen Daten zum Einzelmobilitätsverhalten auf Basis eines maschinellen Lernalgorithmus, beispielsweise auf Basis eines neuronalen Netzwerks. Hierbei können entsprechend Änderungen im Nutzerverhalten berücksichtigt werden und zukünftig verbessert vorhergesagt werden.
  • Bei dem vorgestellten Verfahren handelt es sich insbesondere um ein computerimplementiertes Verfahren. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden, ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann auch als Computerprogramm bezeichnet werden.
  • Ferner betrifft die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium mit einem Computerprogrammprodukt nach dem vorhergehenden Aspekt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Regelsystem zum Bereitstellen einer Primärregelleistung für den Energiemarkt, mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung, einer lokalen Steuerungseinrichtung und einer Kommunikationseinrichtung, wobei das Regelsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Regelsystems durchgeführt.
  • Die elektronische Recheneinrichtung weist beispielsweise elektrische Bauteile, beispielsweise Prozessoren, Schaltkreise, insbesondere integrierte Schaltkreise, sowie weitere elektronische Bauteile auf, um entsprechende Verfahrensschritte durchführen zu können.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Regelsystems anzusehen. Das Regelsystem weist hierzu gegenständliche Merkmale auf, um entsprechende Verfahrensschritte durchführen zu können.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Figur und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
  • Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt dabei die einzige Figur:
    • 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Regelsystems.
  • In der Figur sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Regelsystems 10. Das Regelsystem 10 ist zum Bereitstellen einer Primärregelleistung 12 für einen Energiemarkt 14 ausgebildet. Das Regelsystem 10 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 16 sowie zumindest eine lokale Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c auf. Ferner weist das Regelsystem 10 zumindest eine Kommunikationseinrichtung 20 auf, mit welcher das Regelsystem 10 beispielsweise mit dem Energiemarkt 14 kommunizieren kann sowie mit den lokalen Steuerungseinrichtungen 18a, 18b, 18c.
  • Die 1 zeigt ferner ein erstes Kraftfahrzeugs 22a, ein zweites Kraftfahrzeug 22b sowie ein drittes Kraftfahrzeug 22c. Die Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c stehen insbesondere stellvertretend für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen 22a, 22b, 22c. Die jeweiligen Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c sind insbesondere als zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge beziehungsweise vollelektrisch betriebene Kraftfahrzeuge ausgebildet. Hierzu weist ein jeweiliges Kraftfahrzeugs 22a, 22b, 22c einen jeweiligen elektrischen Energiespeicher 24a, 24b, 24c auf. Des Weiteren sind, wie gezeigt, die Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c an jeweiligen Ladestationen 26a, 26b, 26c angeschlossen.
  • Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 16 eine Vielzahl von Mobilitätsverhalten von der Vielzahl von den zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen 22a, 22b, 22c vorhergesagt wird. Es erfolgt das Bestimmen einer potentiell bereitstellbaren Primärregelleistung 28 in Abhängigkeit von der Vorhersage mittels der elektronischen Recheneinrichtung 16. Es wird ein Regelungsfahrplan 30 zum Regeln einer Energiebereitstellung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs 22a, 22b, 22c mittels der elektronischen Recheneinrichtung 10 erzeugt und bei einer Abfrage 32 der Primärregelleistung 12 durch den Energiemarkt 14 erfolgt das Übertragen einer Einzelregelung 30a, 30b, 30c an jeweilige lokale Steuerungseinrichtungen 18a, 18b, 18c bei den jeweiligen Kraftfahrzeugen 22a, 22b, 22c in Abhängigkeit von dem Regelungsfahrplan 30 mittels der Kommunikationseinrichtung 20 sowie das Durchführen der Einzelregelung 34a, 34b, 34c mittels der lokalen Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c und dadurch das Bereitstellen der Primärregelleistung 12.
  • Insbesondere zeigt somit die 1, dass mit Hilfe von prognostizierten Einzelflexibilitäten 36a, 36b, 36c der Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c für den Energiemarkt 14 transparent ein Asset-Pool, bestehend aus den zumindest teilweise elektrisch betrieben Kraftfahrzeugen 22a, 22b, 22c gebündelt bereitgestellt wird, der mit Hilfe eines Steuerungsalgorithmus in der elektronischen Recheneinrichtung 16 so gesteuert wird, dass die Volatilität der Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c im Gesamtverhalten des Asset-Pools weitgehend eliminiert wird und so die strengeren Anforderungen an den Energiemarkt 14 bezüglich der Präqualifizierung ermöglicht.
  • Basierend auf Vorhersagen des Nutzerverhaltens beziehungsweise der Einzelmobilitätsverhalten der Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c wird mit Hilfe eines Algorithmus die Ladeleistung und die Flexibilität der Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c prognostiziert. Durch eine geeignete Aggregation der Ladeleistungen wird eine Gesamt-Ladeleistung beziehungsweise Gesamt-Flexibilität jeweils für einen vorbestimmten Vorhersagezeitraum bestimmt. Diese Gesamt-Ladeleistung begründet das Angebot für die Energiebeschaffung am Energiemarkt 14 und bildet somit den Basis-Fahrplan beziehungsweise den Regelungsfahrplan 30.
  • Die ermittelten Einzelflexibilitäten 36a, 36b, 36c werden immerwährend aktualisiert, basierend auf Messungen aller im Energie-Portfolio registrierten Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c und die aktualisierten Werte werden regelmäßig an die Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c kommuniziert. Die Einzelflexibilitäten 36a, 36b, 36c können dabei auch mit Wahrscheinlichkeiten skaliert werden, die aus Daten der Vergangenheit ermittelt werden.
  • In den lokalen Steuerungseinrichtungen 18a, 18b, 18c ist ebenfalls ein Regelungsmechanismus implementiert, der im Rahmen der ermittelten Einzelflexibilitäten 36a, 36b, 36c basierend auf weiteren lokalen Informationen die Primärregelleistung 12 erbringen und gleichzeitig die Mobilitätsanforderungen der Fahrzeugnutzer, beispielsweise eine entsprechende Abfahrtszeit mit einer vorgegebenen zurücklegbaren Strecke, einhalten.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass entsprechende Ladepläne für einen bestimmten Steuerungszeitraum an die elektronische Recheneinrichtung 16 versendet werden, damit Rückfallwerte für den Fall des Ausfalls der Kommunikation ebenfalls vorhanden sind. Diese Werte werden in einem konfigurierbaren Zeitraum periodisch aktualisiert, beispielsweise jede Minute, wobei dies ausreichend ist, da die Steuerung der Lade- und Entladevorgänge von den lokalen Steuerungseinrichtungen 18a, 18b, 18c autark erfolgt. Zusätzlich wird beispielsweise auch die Anzahl der im Pool verfügbaren Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c mit übertragen. Die Aufgabe der lokalen Steuerungseinrichtungen 18a, 18b, 18c ist es, in den dadurch vorgegebenen Grenzen eine lokale Planung auf Basis von Leistungsanpassungen durchzuführen. Dazu wird beispielsweise aus der Analyse der Frequenz ein Änderungswert für den Leistungsverbrauch bestimmt, der dann im Rahmen der Steuerungsmöglichkeiten auf das aktuelle Ladeprofil der Ladestationen26a, 26b, 26c übertragen wird.
  • Dabei kann die Anzahl der im Pool verfügbaren Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c berücksichtigt werden, eventuell verbunden mit einem Skalierungsfaktor, insbesondere ein Sicherheitswert, der der Wahrscheinlichkeit Rechnung trägt, ob alle im Pool verfügbaren Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c zur Regelung beitragen werden. Die von der lokalen Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c ermittelten Pläne sind zulässig, wenn folgende Bedingungen eingehalten werden, insbesondere müssen die Grenzen des Energieinhalts des jeweiligen elektrischen Energiespeichers 24a, 24b, 24c, das heißt minimaler und maximaler Energieinhalt, berücksichtigt werden. Ferner müssen die Grenzen des Leistungsübergangs durch die Ladeinfrastruktur, insbesondere der Ladestation 26a, 26c, 26b sowie der geforderte Energieinhalt des elektrischen Energiespeichers 24a, 24b, 24c zum bestimmten Zeitpunkt, insbesondere der Abfahrtszeitpunkt, berücksichtigt werden.
  • Die Einhaltung dieser Bedingungen kann seitens der lokalen Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c selbständig offline überprüft werden, um so zulässige Pläne zu ermitteln.
  • Im Grenzfall kann die lokale Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c den Beitrag zur Regelleistung verweigern, dies wird aber vorab durch die zentrale Steuerung, also der elektronischen Recheneinrichtung 16, bei der Erstellung der Flexibilitäten der Kraftfahrzeuge 22a, 22b, 22c bereits berücksichtigt.
  • Sollte beispielsweise eine Korrektur notwendig sein, so kann dies auf Basis der Abweichung zur aktuellen geplanten Leistungsübertragung durchgeführt werden, beispielsweise kann ein zusätzliches Laden beziehungsweise weniger Entladen beziehungsweise ein zusätzliches Entladen beziehungsweise weniger Laden erfolgen. Ferner kann die Abweichung durch vorherige Änderung der Ladeleistung, beispielsweise eine einfache Fortschreibung der entsprechenden Leistungsdifferenzwerte vorgesehen sein. Damit kann die lokale Steuerungseinrichtung 18a, 18b, 18c damit zulässige Änderungen, das heißt beispielsweise Leistungsanpassungen, die die Mobilitätsanforderungen nicht verletzen, offline umsetzen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Regelsystem
    12
    Primärregelleistung
    14
    Energiemarkt
    16
    elektronische Recheneinrichtung
    18a, 18b, 18c
    lokale Steuerungseinrichtung
    20
    Kommunikationseinrichtung
    22a, 22b, 22c
    Kraftfahrzeuge
    24a, 24b, 24c
    elektrischer Energiespeicher
    26a, 26b, 26c
    Ladestation
    28
    potentiell bereitstellbare Primärregelleistung
    30
    Regelungsfahrplan
    30a, 30b, 30c
    Einzelregelung
    32
    Abfrage
    34a, 34b, 34c
    Einzelregelung Frequenzsteuerung
    36a, 36b, 36c
    Einzelflexibilität
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017209801 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bereitstellen einer Primärregelleistung (12) für einen Energiemarkt (14) mittels eines Regelsystems (10), mit den Schritten: - Vorhersagen von einer Vielzahl von Mobilitätsverhalten von einer Vielzahl von zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen (22a, 22b, 22c) mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (16) des Regelsystems (10); - Bestimmen einer potentiell bereitstellbaren Primärregelleistung (28) in Abhängigkeit von der Vorhersage mittels der elektronischen Recheneinrichtung (16); - Erzeugen eines Regelungsfahrplans (30) zum Regeln einer Energiebereitstellung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (16); - Bei einer Abfrage (32) der Primärregelleistung (12) durch den Energiemarkt (14), Übertragen einer Einzelregelung (30a, 30b, 30c) an jeweilige lokale Steuerungseinrichtungen (18a, 18b, 18c) des Regelsystems (10) bei den jeweiligen Kraftfahrzeugen (22a, 22b, 22c) in Abhängigkeit von dem Regelungsfahrplan (30) mittels einer Kommunikationseinrichtung (20) des Regelsystems (10); und - Durchführen der Einzelregelung (30a, 30b, 30c) eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) mittels der lokalen Steuerungseinrichtung (18a, 18b, 18c) und dadurch Bereitstellen der Primärregelleistung (12).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorhersage eine Ladeleistung des jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) und eine Einzelflexibilität (36a, 36b, 36c) des Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) berücksichtigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorhersage für einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis von einer Einzelflexibilität (36a, 36b, 36c) eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) der Regelungsfahrplan (30) erzeugt wird und die Einzelregelung (30a, 30b, 30c) nur auf Basis der jeweiligen Einzelflexibilität (36a, 36b, 36c) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einzelmobilitätsverhalten eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) auf Basis von einer historischen Nutzung des jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) bestimmt wird und auf Basis einer Vielzahl von jeweiligen Einzelmobilitätsverhalten das Mobilitätsverhalten vorhergesagt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die potentiell bereitstellbare Primärregeleistung (28) zusätzlich in Abhängigkeit von einem Sicherheitsfaktor bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frequenzsteuerung (34a, 34b, 34c) für die Bereitstellung einer Einzelprimärregelleistung eines jeweiligen Kraftfahrzeugs (22a, 22b, 22c) durch eine kraftfahrzeuginterne Steuerungseinrichtung oder durch eine kraftfahrzeugexterne Steuerungseinrichtung (18a, 18b, 18c) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilitätsverhalten mittels eines maschinellen Lernalgorithmus vorhergesagt wird.
  9. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche eine elektronische Recheneinrichtung (16) dazu veranlassen, wenn die Programmcodemittel von der elektronischen Recheneinrichtung (16) abgearbeitet werden, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
  10. Regelsystem (10) zum Bereitstellen einer Primärregelleistung (12) für einen Energiemarkt (14), mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung (16), einer lokalen Steuerungseinrichtung (18a, 18b, 18c) und einer Kommunikationseinrichtung (20), wobei das Regelsystem (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
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