DE10244469B4

DE10244469B4 - Verfahren zur Bildung physikalischer und struktureller Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen

Info

Publication number: DE10244469B4
Application number: DE10244469.2A
Authority: DE
Inventors: Erich Fuchs; Anton Heher; Roman Hinteregger; Johann Trimmel
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: AT500616A4; AT500616B1; DE10244469A1

Abstract

Verfahren zur Bildung physikalischer und struktureller Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK), welche einem übergeordneten Energiemanagementsystem (EMS) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die verteilten Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zur Modellbildung entsprechend ihren jeweiligen strukturellen Eigenschaften (STE) zu Gruppen (GRU) zusammengefasst werden, zu jeder Gruppe (GRU) aus den strukturellen Eigenschaften (STE) und der Anzahl der enthaltenen Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zumindest eine resultierende Kenngröße (KEN) der Gruppe (GRU) ermittelt und die resultierenden Kenngrößen (KEN) aller Gruppen (GRU) dem Energiemanagementsystem (EMS) zugeführt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung physikalischer und struktureller Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen, um diese Modelle einem übergeordneten Energiemanagementsystem zuzuführen.
Ebenso bezieht sich die Erfindung auf ein Energieversorgungssystem, welches dazu eingerichtet ist, physikalische und strukturelle Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen zu bilden und diese Modelle einem übergeordneten Energiemanagementsystem zuzuführen.
Es ist bekannt, dass in Hausanlagen, worunter beispielsweise Wohnhausanlagen, Ein/Mehrfamilienfamilienhäuser oder Gewerbebetriebe, etc. verstanden werden können, elektrische Energie in kleinem Maßstab lokal erzeugt und auch lokal verbraucht bzw. in ein öffentliches Netz eingespeist wird. Hierbei finden oftmals sogenannte Kraftwärmekoppleranlagen Verwendung, wie beispielsweise Brennstoffzellenheizgeräte oder Mikroturbinen. Bei derartigen Kraftwärmekopplern wird eine Primärenergie, wie z. B. Erdgas zugeführt, durch deren Verbrennung die Wärmeversorgung der betreffenden Hausanlage sichergestellt werden soll. Als Nebenprodukt derartiger Kraftwärmekoppler wird elektrische Energie erzeugt.
Der von den Kraftwärmekoppleranlagen gelieferte Strom kann in ein öffentliches Netz eingespeist werden, wobei der Begriff „öffentlich” nicht einschränkend sein, sondern den Gegensatz zu lokalen Hausnetzen hervorheben soll.
Dabei wird die Steuerung der lokalen Kraftwärmekopplereinheiten durch die Temperaturverhältnisse im Wohnraum bzw. allenfalls auch durch die Außentemperatur bestimmt, abhängig von der Art der verwendeten Heizkörper. Wenn die Kraftwärmekopplereinheiten in Betrieb sind, kann die anfallende elektrische Energie ins Netz eingespeist werden.
Die im Betrieb der Kraftwärmekopplereinheiten KWK entstehende Wärme kann zu Heizungszwecken und/oder zur Warmwasseraufbereitung herangezogen werden, zu diesem Zweck ist bekannterweise ein Wärmepufferspeicher PSP vorgesehen, der von der Kraftwärmekopplereinheit erzeugte thermische Energie speichern kann (1). Wäre kein Wärmepufferspeicher PSP vorgesehen, so würde die aktuell erzeugte elektrische Leistung direkt von der momentanen thermischen Last, d. h. vom momentan benötigten thermischen Bedarf der Hausanlage, abhängen. Durch den Wärmepufferspeicher kann jedoch bis zu einem gewissen Grad eine Entkopplung zwischen der momentanen thermischen Last und der aktuell erzeugten elektrischen Energie erzielt werden. D. h. durch den Wärmepufferspeicher PSP wird ein zusätzlicher Freiheitsgrad in den Zusammenhang zwischen erzeugter elektrischer Leistung einer Kraftwärmekoppleranlage und thermischer Last bzw. dem thermischen Bedarf der Hausanlage eingeführt. Bei Einsatz von Kraft-Wärme Kopplungsanlagen mit zwei Freiheitsgraden in der Energiewandlung ist selbst ohne Pufferspeicher eine Entkopplung gegeben, dies spiegelt sich in der Kraft-Wärme Kopplungskurve wider.
In diesem Dokument wird unter einer Kraftwärmekoppleranlage KWK eine Anlage verstanden, die aus einem Primärenergieträger P_pr thermische Energie P_th produziert, wobei als Nebenprodukt elektrische Energie P_el erzeugt wird.
Der zusätzliche Freiheitsgrad kann ein Abweichen der Zeitverläufe der erzeugten elektrischen Leistungen der Kraftwärmekoppleranlage mit PEL1 und ohne PEL2 Pufferspeicher bzw. zusätzlichem Freiheitsgrad bewirken (2). Die von diesen beiden Kurven PEL1, PEL2 eingeschlossene Fläche FLA stellt das Optimierungspotential OPT für den Einsatz bzw. Betrieb einer Kraftwärmkoppleranlage KWK dar (obere OLG und untere elektrische ULG Leistungsgrenze mit zeitlicher Energienebenbedingung – die im Mittel versorgte thermische Energie muss eingehalten werden).
Die Integrale der Kurven mit PEL1 und ohne PEL2 zusätzlichem Freiheitsgrad über einen vorgebbaren Zeitraum sind im wesentlichen identisch. D. h. die Flächen unter den beiden Kurven PEL1, PEL2 entsprechen im zeitlichen Mittel einander. Die obere OLG und die untere ULG Leistungsgrenze der Kraftwärmekoppleranlage KWK bilden dabei ein Band um die Kurve PEL2, welche einer erzeugten elektrischen Leistung ohne zusätzlichen Freiheitsgrad entspricht. Sowohl die obere OLG als auch die untere Leistungsgrenze ULG können von der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung einer Kraftwärmekoppleranlage KWK nicht über bzw. unterschritten werden.
Wird der zusätzliche Freiheitsgrad durch einen Wärmepufferspeicher PSP erzielt, so wird der Abstand zwischen der oberen OLG und der unteren ULG Leistungsgrenze durch die Lade- P_{th Lade} bzw. Entladeleistung P_{th Entlade} des Pufferspeichers PSP bestimmt. Der Wert einer der von den Optimierungsflächen OPT begrenzten Flächen KAP, die zwischen der oberen OLG bzw. unteren ULG Leistungsgrenze und der Kurve PEL2 liegen, entspricht hierbei im wesentlichen der Kapazität des Pufferspeichers PSP.
Ein Energieversorgungsunternehmer kann tages- und jahreszeitabhängig einen unterschiedlichen Energiebedarf aufweisen, wobei zu jenen Zeiten, zu welchen beispielsweise elektrische Lastspitzen vorliegen, eine zusätzliche Lieferung von elektrischer Energie durch Hausanlagen besonders wünschenswert wäre. Die von lokalen Umständen abhängigen Heiz- und somit Produktionszeiten elektrischer Energie der Kraftwärmekopplereinheiten KWK in Hausanlagen decken sich im Allgemeinen jedoch nicht mit den Zeitpunkten des höchsten Strombedarfes im öffentlichen Netz. Aufgrund des durch den Wärmepufferspeicher PSP geschaffenen Optimierungspotentials OPT können durch Erstellung von Betriebs- bzw. Einsatzplänen, betreffend die Produktion elektrischer Leistung, für die einzelnen Kraftwärmekoppler KWK, derartige Lastspitzen abgefangen werden, wobei jedoch aufgrund unterschiedlicher Benutzungscharakteristika der Kraftwärmekoppleranlagen KWK, die von Einflussgrößen, wie Wochentag, Uhrzeit, Umgebungstemperatur etc. abhängen eine optimale Nutzung der Ressourcen erschwert wird.
Von Energieversorgungsunternehmen werden bekannterweise Energiemanagementsysteme zur Erstellung von Betriebs- bzw. Einsatzplänen für verteilte Kraftwerke verwendet. Die Anzahl der Kraftwerke eines Energieversorgungssystems beläuft sich dabei üblicherweise auf maximal einige hundert Kraftwerke. Aus diesem Grund sind die bekannten Energiemanagementsysteme und die von ihnen verwendeten Methoden herkömmlicherweise für eine derartige Anzahl von Kraftwerken optimiert.
Mit den bekannten Energiemanagementsystemen ist es jedoch bei einer sehr großen Anzahl von Kraftwärmekoppleranlagen KWK nicht möglich, innerhalb der maximal zur Berechnung von Einsatzplänen zur Verfügung stehenden Zeit, elektrische Fahrpläne für die einzelnen Anlagen zu berechnen, da die zur Berechnung der Einsatzpläne benötigte Zeit stärker als linear mit der Anzahl der Kraftwärmekoppler KWK ansteigt.
Die Entwicklung neuer Energiemanagementsysteme, welche Einsatzpläne für eine sehr große Anzahl – die Anzahl kann von einigen tausend bis einige Millionen variieren – von Kraftwärmekopplern KWK berechnen können, birgt den Nachteil in sich, dass dies mit sehr hohen Kosten verbunden ist, wobei es derzeit noch ungeklärt ist, ob es überhaupt möglich ist derartig leistungsfähige Energiemanagementsysteme zu verwirklichen.
Aus der Schrift WO 97/38210 A1 ist ein Energiemanagementsystem für Blockheizkraftwerke bekannt, wobei Blockheizkraftwerke speziellen Ausprägungen von Kraft-Wärmekopplungsanlagen entsprechen. Dabei wird von den Blockheizkraftwerken bedarfsabhängig Nutzenergie, insbesondere in Form von elektrischer und/oder thermischer Energie erzeugt wird. Dabei wird anhand aktuell vorhandener unterschiedlicher Kriterien eine vorausschauende Berechnung des Strom- und Wärmebedarfs für zumindest die nächsten 24 h sowie eine Auswertung der daraus ableitbaren Verbrauchsintegrale durchgeführt und daraus ein entsprechender Betrieb der Anlage unter optimaler Wertung der zu- und abfließenden Energien abgeleitet. Dazu sind allerdings eine große Anzahl an Daten sowie kostenintensive und komplexe Berechnungen notwendig.
Weiterhin ist aus der Schrift WO 01/61665 A2 eine Vorrichtung zur Überwachung von Energieerzeugungsanlagen und deren Verwendung für Energiemanagementzwecke bekannt. Dabei werden mehrere kombinierte Heiz- und Energieerzeugungs-Einheiten von einer remote angebundenen, zentralen Überwachungseinrichtung überwacht. Aktuelle Daten der Heiz- und Energieerzeugungs-Einheiten (z. B. Temperatur, Druck, Strom, Spannung, etc.) werden von Sensoren und Instrumenten aufgezeichnet und von einem lokalen Computer bearbeitet und als entsprechende Nachricht an die zentrale Überwachungseinrichtung weitergeleitet, um z. B. daraus Informationen für Energiemanagement sowie wie Reparatur- und Wartungsvorgänge zu erhalten. Von dem in der Schrift WO 01/61665 A2 beschriebenen System werden zwar Informationen für Energiemanagement zur Verfügung gestellt, allerdings wird keine Optimierung im Bezug auf den Betrieb der Heiz- und Energieerzeugungsanlagen durchgeführt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen Weg zu schaffen, der es ermöglicht, unter Beibehaltung bekannter Energiemanagementsysteme Sollbetriebspläne – elektrische Fahrplane – für alle Kraftwärmekoppleranlagen KWK eines Energieversorgungssystems mit einer möglichst geringen Datenenge auf einfache Weise und ohne Informationsverlust und hohe Kosten zu berechnen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Bildung physikalischer und struktureller Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen, welche einem übergeordneten Energiemanagementsystem zugeführt werden, gelöst, wobei die verteilten Kraft-Wärmekopplungsanlagen zur Modellbildung entsprechend ihren jeweiligen strukturellen Eigenschaften zu Gruppen zusammengefasst werden, zu jeder Gruppe aus den strukturellen Eigenschaften und der Anzahl der enthaltenen Kraft-Wärmekopplungsanlagen zumindest eine resultierende Kenngröße der Gruppe ermittelt und die resultierenden Kenngrößen aller Gruppen dem Energiemanagementsystem zugeführt werden.
Die Erfindung ermöglicht es, die von dem Energiemanagementsystem zur Berechnung von Solleinsatzplänen, d. h. Fahrplänen zur Produktion elektrischer Energie – verwendeten Daten ohne wesentlichen Informationsverlust stark zu reduzieren. Aufgrund der Zusammenfassung einzelner Kraftwärmeanlagen anhand ihrer strukturellen Eigenschaften zu Gruppen, können diese Gruppen von dem Energiemanagementsystem als je ein Kraftwerk behandelt werden. Eine Gruppe entspricht somit einem virtuellen Kraftwerk, welches durch seine Kenngröße(n) eindeutig charakterisiert werden kann. Der Begriff Kenngröße wird hier in dem in dem Bereich des Energie- und Kraftwerkswesens geläufigen Sinn verstanden und bezeichnet eine Größe, durch welche das Betriebsverhalten des Kraftwerkes bestimmt ist. Aus einzelnen Kraftwärmekoppleranlagen werden somit Modelle virtueller Kraftwerke gebildet, für welche dann mit bekannten Methoden ohne wesentlichen zusätzlichen Rechenaufwand Solleinsatz- bzw. betriebspläne berechnet werden können.
Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass von dem Energiemanagementsystem anhand der resultierenden Kenngrößen für jede Gruppe je ein Gruppeneinsatzplan für die Erzeugung elektrischer Energie ermittelt wird, wobei dieser Gruppeneinsatzplan auf die einzelnen Kraft-Wärmekoppleranlagen einer Gruppe aufgeteilt wird. Wie bereits oben erwähnt, kann durch die Zusammenfassung von Kraftwärmekopplern zu Gruppen bzw. virtuellen Kraftwerken, die Berechnung von Gruppeneinsatzplänen effizient erfolgen. Um den von dem Energiemanagementsystem ermittelten Einsatzplan für eine Gruppe bzw. ein virtuelles Kraftwerk auf die real vorhandenen Kraftwärmekoppler umzulegen, kann der ermittelte Gruppeneinsatzplan für die Erzeugung elektrischer Energie auf die Anzahl der in dem virtuellen Kraftwerk zusammengefassten Kraftwärmekoppler aufgeteilt werden. D. h. der zeitliche Betriebsplan eines Kraftwärmekopplers eines virtuellen Kraftwerkes bzw. einer Gruppe ist identisch mit dem zeitlichen Gruppenbetriebsplan, während die zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem virtuellen Kraftwerk zur Verfügung zu stellende elektrische Sollleistung durch die Anzahl der in der Gruppe enthaltenen Kraftwärmekoppler dividiert und auf diese anteilsmäßig aufgeteilt wird. Dadurch ergibt sich für jede Kraftwärmekoppleranlage der Gruppe ein für alle Kraftwärmekoppler dieser Gruppe identischer Betriebsplan.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung können die strukturellen Eigenschaften einer Kraft-Wärmekoppleranlage der Anlagetyp und/oder der netztopologische Standort und/oder ein Betreibermodell und/oder ein Typ eines Gebäudes, welches mittels der Kraft-Wärmekoppleranlage beheizt wird, und/oder ein Tarifmodell, welches der Strom/Wärme/-Primärenergieverrechnung für eine Kraft-Wärmekoppleranlage zugrunde liegt, und/oder eine Kommunikationsart, mittels welcher ein für eine Kraft-Wärmekoppleranlage bestimmter Einsatzplan an diese Anlage zugestellt wird, sein. Durch die Zusammenfassung von Kraftwärmekoppleranlagen mit identischen strukturellen Eigenschaften zu einem virtuellen Kraftwerk kann man die Eigenschaften einer großen Anzahl von Kraftwärmekoppleranlagen abbilden und gleichzeitig, wie bereits oben erwähnt, eine wesentliche Datenreduktion erreichen.
Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, dass die resultierenden Kenngrößen einer Gruppe bzw. eines virtuellen Kraftwerkes eine Kraftwärmkopplungskurve ist. Unter Kraft-Wärmekopplungskurve wird in diesem Dokument der Primärenergieverbrauch einer Kraftwärmekopplungsanlage als Funktion der thermischen und elektrischen Leistung verstanden.
Weiters kann die resultierende Kenngröße ein Leistungsänderungsgradient einer Gruppe bzw. eines virtuellen Kraftwerkes sein. Der Leistungsänderungsgradient der Gruppe wird in erster Linie durch den Leistungsänderungsgradienten der einzelnen KWK Anlagen, sowie der Lade/Entladeleistung von deren Speichern bestimmt.
Darüber hinaus kann die resultierende Kenngröße einer Gruppe das Speichervermögen eines resultierenden thermischen Speichers der Gruppe und/oder die maximale/minimale Lade/Entladeleistung des resultierenden thermischen Speichers und/oder der thermische Bedarf der Gruppe sein.
Um einen von unterschiedlichen Benutzerverhalten herrührenden Fehler – die thermische Last hängt üblicherweise von der Uhrzeit, der Außentemperatur, dem Wochentag also dem Heizverhalten der Benutzer ab – in der Ermittlung der resultierenden Kenngrößen einer Gruppe zu bestimmen, kann ein Vergleich aufgezeichneter Istwerte für die tatsächlich erzeugte elektrische Leistung einer Gruppe mit aufgezeichneten sich aus dem Gruppenbetriebsplan ergebenden Sollwerten für die elektrische Leistung verglichen werden. Anhand des ermittelten Fehlers, können. die Kenngrößen korrigiert und die durch das Energiemanagementsystem berechneten Solleinsatzpläne durchführbarer werden.
Die Berechnung der Solleinsatzpläne lässt sich dadurch weiter verbessern, dass eine weitere resultierende Kenngröße eine Sollwertrealisierungsunsicherheit ist. Mit Hilfe dieser Größe lässt sich eine Wahrscheinlichkeit angeben, mit welcher der Solleinsatzplan in einem virtuellen Kraftwerk eingehalten werden kann. Diese Information kann in die Reservebetrachtung einer Kraftwerkseinsatzplanung einfließen.
Zur Minimierung eines Fehlers der zumindest einen Kenngröße kann die tatsächlich produzierte elektrische Leistung und die dazugehörige thermische Last der Gruppe über einen vorgebbaren Zeitraum aufgezeichnet werden und der Zusammenhang zwischen diesen Größen in Abhängigkeit von einem Anlagennutzungsverhalten als mehrdimensionale Kennlinie parametrisiert werden, wobei die zumindest eine Kenngröße so variiert wird, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der durch die Kennlinie bestimmten tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal wird.
Weiters kann zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße eine das Anlagennutzungsverhalten und die mittlere thermischen Last der Gruppe in Form von Modellparametern berücksichtigende Modellgleichung für die tatsächlich erzeugte mittlere elektrische Leistung aufgestellt sowie den Modellparametern zugeordnete Modellkoeffizienten mittels linearer Regression ermittelt werden, wobei die zumindest eine Kenngröße so variiert wird, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der durch die Modellgleichung bestimmten tatsächlichen elektrischen Leistung minimal wird.
Eine andere Möglichkeit zur Minimierung eines Fehlers der zumindest einen Kenngröße besteht darin, dass Werte der dem Sollbetriebsplan entsprechenden elektrischen Sollleistung und Werte der tatsächlich produzierten elektrischen Leistung einer Gruppe einem neuronalen Netz zugeführt werden, welches die Kenngrößen so bestimmt, dass die Abweichung des Sollbetriebsplanes und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal wird.
Eine günstige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass bei Hinzufügen einer weiteren Kraftwärmekoppelanlage deren strukturellen Eigenschaften in der physikalischen und strukturellen Modellbildung der verteilten Kraftwärmekoppelanlagen automatisch berücksichtigt werden. D. h. die in einer Gruppe enthaltenen dezentralen Kraftwärmekoppleranlagen werden dynamisch verwaltet.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere ein Energieversorgungssystem, welches dazu eingerichtet ist, physikalische und strukturelle Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen zu bilden und diese Modelle einem übergeordneten Energiemanagementsystem zuzuführen sowie die verteilten Kraft-Wärmekopplungsanlagen entsprechend ihren jeweiligen strukturellen Eigenschaften zu Gruppen zusammenzufassen, zu jeder Gruppe aus den strukturellen Eigenschaften und der Anzahl der enthaltenen Kraft-Wärmekopplungsanlagen zumindest eine resultierende Kenngröße der Gruppe zu ermitteln und die resultierenden Kenngrößen aller Gruppen dem Energiemanagementsystem zuzuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Energiemanagementsystem dazu eingerichtet, anhand der resultierenden Kenngrößen für jede Gruppe je einen Solleinsatzplan für die Erzeugung elektrischer Energie zu ermitteln, wobei das Energieversorgungssystem dazu eingerichtet ist, diesen Solleinsatzplan auf die einzelnen Kraft-Wärmekoppleranlagen einer Gruppe aufzuteilen.
Die strukturellen Eigenschaften einer Kraft-Wärmekoppleranlage können der Anlagetyp und/oder der netztopologische Standort und/oder ein Betreibermodell und/oder ein Typ eines Gebäudes, welches mittels der Kraft-Wärmekoppleranlage beheizt wird, und/oder ein Tarifmodell, welches der Strom/Wärme/Primärenergieverrechnung für eine Kraft-Wärmekoppleranlage zugrunde liegt, und/oder eine Kommunikationsart sein, auf welche die Zustellung eines für eine Kraft-Wärmekoppleranlage bestimmten Einsatzplanes an diese Anlage erfolgt.
Weiters kann die resultierende Kenngröße einer Gruppe eine Kraft-Wärmekopplungskurve und/oder ein Leistungsänderungsgradient dieser Gruppe und/oder das Speichervermögen eines resultierenden thermischen Speichers dieser Gruppe und/oder der thermische Bedarf der Gruppe sein.
Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, dass das Energieversorgungssystem dazu eingerichtet ist, bei der Ermittlung der zumindest einen resultierenden Kenngröße einer Gruppe entstehende Fehler durch den Vergleich aufgezeichneter Istwerte für die erzeugte elektrische Energie dieser Gruppe mit aufgezeichneten Sollwerten für die Erzeugung elektrischer Energie zu ermitteln.
Darüber hinaus kann die resultierende Kenngröße eine Sollwertrealisierungsunsicherheit ist.
Zur Minimierung eines Fehlers der zumindest einen Kenngröße kann das Energieversorgungssystem dazu eingerichtet sein, die tatsächlich produzierte elektrische Leistung und die dazugehörige thermische Last der Gruppe über einen vorgebbaren Zeitraum aufzuzeichnen und den Zusammenhang zwischen diesen Größen in Abhängigkeit von einem Anlagennutzungsverhalten als mehrdimensionale Kennlinie zu parametrisieren, und die zumindest eine Kenngröße so zu variieren, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass das Energieversorgungssystem dazu eingerichtet ist, zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße eine das Anlagennutzungsverhalten und die mittlere thermischen Last der Gruppe in Form von Modellparametern berücksichtigende Modellgleichung für die tatsächliche mittlere elektrische Leistung aufzustellen sowie den Modellparametern zugeordnete Modellkoeffizienten mittels linearer Regression zu ermitteln, und die zumindest eine Kenngröße so zu variieren, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann das Energieversorgungssystem dazu eingerichtete sein, zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße Werte der dem Sollbetriebsplan entsprechenden elektrischen Sollleistung und Werte der tatsächlich produzierten elektrische Leistung einer Gruppe einem neuronalen Netz zuzuführen, welches dazu eingerichtet ist, die Kenngrößen so zu bestimmen, dass die Abweichung des Sollbetriebsplanes und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Günstigerweise ist das Energieversorgungssystem dazu eingerichtet, bei Hinzufügen einer weiteren Kraftwärmekoppelanlage deren strukturellen Eigenschaften in der physikalischen und strukturellen Modellbildung der verteilten Kraftwärmekoppelanlagen automatisch zu berücksichtigen.
Die Erfindung samt weiteren Vorteile wird im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele naher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen schematisch
1 eine Kraftwärmekoppleranlage;
2 einen Vergleich zwischen der elektrischen Leistung einer Kraftwärmekoppleranlage mit Pufferspeicher und einer theoretischen elektrischen Leistung dieser Kraftwärmekoppleranlage ohne Pufferspeicher bzw. ohne zweiten Freiheitsgrad in der Energiewandlung;
3 einen Datenkonzentrator zur Bildung von Modellen virtueller Kraftwerke aus den verteilten Kraftwärmekoppleranlagen;
3a ein von dem Energiemanagementsystem erstellter Sollbetriebsplan für die Produktion elektrischer Leistung für ein virtuelles Kraftwerk;
4 eine elektrische/thermische Kraftwärmekoppler-Kennlinie eines virtuellen Kraftwerkes und
5 die Spiegelung einer thermischen Leistungsverteilung eines virtuellen Kraftwerks an der Kraftwärmekoppler-Kennlinie aus 4 zur Ermittlung der elektrischen Leistungsverteilung des virtuellen Kraftwerkes.
Die Erfindung soll dafür Sorge tragen, dass ein Energiemanagementsystem EMS einen optimalen Solleinsatzplan SOL unter Berücksichtigung von einem Energieversorgungsunternehmer EVU vorgegebenen Randbedingungen für eine große Anzahl von verteilten Kraftwärmekoppleranlagen KWK erstellen kann.
Hierzu werden gemäß 3 Kraftwärmekoppleranlagen KWK anhand ihrer strukturellen Eigenschaften, wie beispielsweise Anlagentyp, netztopologischer Standort, Betreibermodell der Anlage, Tarifmodell der Anlage, sowie der Gebäudetyp, welcher mit der Kraftwärmekoppleranlage KWK beheizt wird, etc. zu Gruppen zugeordnet. Kraftwärmekoppleranlagen KWK, die in ihren strukturellen Eigenschaften übereinstimmen werden einer Gruppe GRU zugeordnet bzw. zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengefasst.
Die Zusammenfassung der verteilten Kraftwärmekoppleranlagen KWK kann mittels eines Datenkonzentrators DAT erfolgen. Unter einem Datenkonzentrator DAT wird hierbei ein Programm verstanden, welches eine großen Anzahl von Kraftwärmekopplern zu einer wesentlich geringeren Anzahl von virtuellen Kraftwerken zusammenfasst. In einem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem SYS kann vorgebbaren Kraftwärmekoppleranlagen KWK in Abhängigkeit von dem netztopologischen Standort der Anlagen je ein Datenkonzentrator DAT zugeordnet sein, so dass die Kraftwärmekoppler KWK einer Region von einem Datenkonzentrator DAT verwaltet werden.
Die maximale, theoretische Produktion elektrischer Leistung einer Gruppe GRU bzw. eines virtuellen Kraftwerkes KWK ergibt sich aus der Summe der maximalen, theoretischen Produktion elektrischer Leistung der an der Gruppe beteiligten Kraftwärmekoppleranlagen KWK.
Um ein virtuelles Kraftwerk in das übergeordnete Energiemanagementsystem EMS einbeziehen zu können, müssen die das virtuelle Kraftwerk charakterisierende Kenngrößen KEN, wie z. B eine Kraft-Wärmekopplungskurve KOK (4) und/oder der Leistungsänderungsgradient, und/oder das thermische Speichervermögen und oder die minimale Lade und Entladeleistung des thermischen Speichers und/oder die versorgte thermische Last, ermittelt und dem Energiemanagementsystem EMS zugeführt werden.
Das Energiemanagementsystem EMS kann basierend auf den Kenngrößen KEN der Gruppen GRU bzw. virtuellen Kraftwerke sowie dem prognostizierten Wärmebedarf unter Beachtung sämtlicher relevanter Größen und Randbedingungen wie z. B. Brennstoffkosten, Betriebskosten, Kosten des Instandhaltungs-Controlling, ggf. Kosten für Emissionen, Eigenbedarf etc, Sollbetriebspläne SOL für die zu produzierende elektrische Leistung in Abhängigkeit von der Zeit für die einzelnen virtuellen Kraftwerke erstellen. Zur Erstellung der Sollbetriebspläne SOL kann beispielsweise die gemischt ganzzahlige Lineare Programmierung zum Einsatz kommen.
Die ermittelten Sollbetriebspläne SOL (3a), d. h. die Fahrpläne für die Produktion elektrischer Energie P_el in den einzelnen virtuellen Kraftwerken, können von dem Energiemanagementsystem EMS an den Datenkonzentrator DAT zugestellt und von diesem auf die einzelnen Kraftwärmekoppleranlagen KWK anteilsmäßig aufgeteilt, werden. Hierzu kann der Sollbetriebsplan SOL für die Produktion elektrischer Energie durch die Anzahl der Kraftwärmekoppleranlagen KWK des virtuellen Kraftwerkes dividiert werden.
Vorteilhafterweise ermittelt der Datenkonzentrator DAT für jede Gruppe GRU eine Sollwertrealisierungsunsicherheit, die vor allem von der Anzahl der zu dem virtuellen Kraftwerk zusammengefassten Kraftwärmekoppleranlagen KWK abhängt. Mit zunehmender Anzahl von Kraftwärmekopplern KWK sinkt die Sollwertrealisierungsunsicherheit, da der prozentuelle Beitrag einer Anlage zu der Gesamtleistung abnimmt. Die Sollwertrealisierungsunsicherheit lässt sich mit dem Fachmann für derartige Zwecke bekannten Verfahren der bewertenden Statistik berechnen.
Die auf die Kraftwärmekoppleranlagen KWK aufgeteilten Sollbetriebspläne SOL' werden von den einzelnen Kraftwärmekoppleranlagen KWK nur insofern umgesetzt, soweit die Umsetzung der Sollbetriebspläne SOL' nicht zu einem Über/Unterschreiten einer aufgrund lokaler Regelgrößen, wie beispielsweise der Raumtemperatur, vorgegebenen thermischen Erzeugung führt.
Die Datenübertragung zwischen dem Datenkonzentrator DAT und dem Energiemanagementsystem EMS bzw. dem Datenkonzentrator DAT und den einzelnen Kraftwärmkoppleranlagen KWK kann auf beliebige Weise erfolgen. So kann die Datenübertragung beispielsweise über Internet, Telefonnetz, Power Line Carrier, über ein eignes Datennetz etc. erfolgen.
Bei Hinzufügen einer weiteren Kraftwärmekoppeleinheit KWK zu dem Energieversorgungssystem SYS können ihre strukturellen Eigenschaften STE von der Kraftwärmekoppeleinheit KWK an den Datenkonzentrator DAT übermittelt werden. Anhand der übermittelten strukturellen Eigenschaften STE kann der Datenkonzentrator DAT die neu hinzugefügte Kraftwärmekopplereinheit KWK einer bereits bestehenden GRU bzw. virtuellem Kraftwerk zuordnen, oder falls noch keine Gruppe GRU mit diesen strukturellen Eigenschaften STE existiert, die neu hinzugefügte Anlage als Startmenge für eine neue Gruppe GRU nehmen. Auf diese Weise ist es möglich die Kraftwärmekoppleranlagen KWK des Energieversorgungssystems SYS dynamisch zu verwalten, wodurch sich die Wartungskosten wesentlich reduzieren lassen.
Im einfachsten Fall kann von dem Datenkonzentrator DAT die Kraft-Wärmekopplungskurve KOK eines virtuellen Kraftwerkes die Summe der bekannten Kraft-Wärmekopplungskurven aller Kraftwärmekoppleranlagen KWK des jeweiligen virtuellen Kraftwerkes ermittelt werden. Gleiches gilt für die Ermittlung des thermischen Speichervermögens und die minimale Lade und Entladeleistung des Speichers eines virtuellen Kraftwerkes. Die auf diese Weise gewonnenen Kenngrößen KEN des virtuellen Kraftwerkes, d. h. das Modell dieses Kraftwerkes wird, dann an dem Energiemanagementsystem EMS zugeführt.
Aufgrund unterschiedlicher Anlagennutzungscharakteristiken bei den Kraftwärmekopplereinheiten KWK eines virtuellen Kraftwerkes – die Erzeugung elektrischer Energie hängt von dem Heizverhalten der einzelnen Betreiber der Kraftwärmekopplereinheiten KWK ab – kann es zu Streuungen der anfallenden thermischen Last, in einer Gruppe GRU bzw. einem virtuellen Kraftwerk kommen, die von Einflussgrößen, wie Datum, Uhrzeit, Wochentag, Außentemperatur, etc, abhängen.
Gemäß 5 kann die anfallende thermische Last in einem virtuellen Kraftwerk aus den soeben genannten Gründen normal verteilt sein. Die dazugehörige Verteilung der dabei produzierten elektrischen Leistung P_el des virtuellen Kraftwerkes erhält man durch Spiegelung der Dichtefunktion der Verteilung der thermischen Last an der nichtlinearen Strom/Wärme Kennlinie KOK des virtuellen Kraftwerkes. Aufgrund der Nichtlinearität dieser Kennlinie KOK kommt es zu einer asymmetrischen Verzerrung der zu einer thermischen Lastverteilung gehörigen Verteilung der produzierten elektrischen Leistung. Aufgrund der durch die nichtlineare Kennlinie KOK bedingten Verzerrung ist die resultierende elektrische Leistungsverteilung nicht mittelwertstreu. Der auf diese Weise durch unterschiedliches Nutzungsverhalten der Betreiber der Kraftwärmekoppleranlagen entstehende Fehler für die mittlere elektrische Leistung P_{el MW} eines virtuellen Kraftwerkes geht in die von dem Datenkonzentrator DAT ermittelten Kenngrößen KEN für das virtuelle Kraftwerk und somit in die Berechnung des Solleinsatzplanes SOL ein. D. h. durch unterschiedliche Nutzung der Kraftwärmekoppleranlagen KWK einer Gruppe GRU kann es zu Fehlern in den resultierenden Kenngrößen KEN dieser Gruppen GRU kommen, was wiederum zu Fehlern in der Berechnung des elektrischen Fahrplans für die einzelnen Gruppen GRU führen kann.
Um einen derartigen Fehler zu bestimmen, kann ein Vergleich aufgezeichneter Istwerte für die tatsächlich erzeugte elektrische Energie einer Gruppe GRU mit aufgezeichneten Sollwerten für die Erzeugung elektrischer Energie erfolgen.
Zur Minimierung des Fehlers FEL der zumindest einen Kenngröße KEN kann die tatsächlich produzierte elektrische Leistung und die dazugehörige thermische Last der Gruppe GRU über einen vorgebbaren Zeitraum aufgezeichnet werden und der Zusammenhang zwischen diesen Größen in Abhängigkeit von einem Anlagennutzungsverhalten als mehrdimensionale Kennlinie KEL parametrisiert werden. Kennt man den Zusammenhang zwischen tatsächlich abgegebener elektrischer Leistung und den Einflussgrößen wie Tag, Uhrzeit, Außentemperatur und mittlerer thermischer Last, so kennt man auch die Abweichung der Sollleistungskurve von der tatsächlichen Leistungskurve in Abhängigkeit von diesen Einflussgrößen. Die Kenngrößen KEN können dann so variiert werden, dass die Abweichung der Sollleistungskurve von der tatsächlichen Leistungskurve minimal wird.
Die zumindest eine Kenngröße KEN kann dann so variiert werden, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan SOL vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der durch die Kennlinie KEL bestimmten tatsächlich produzierten mittleren elektrischen Leistung minimal wird.
Eine andere Möglichkeit zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße KEN besteht darin, eine das Anlagennutzungsverhalten und die mittlere thermischen Last der Gruppe in Form von Modellparametern berücksichtigende Modellgleichung für die tatsächlich produzierte mittlere elektrische Leistung eines virtuellen Kraftwerkes aufzustellen, beispielsweise der Form:
Den Modellparametern Außentemperatur T, Tag D, Uhrzeit U, sowie der mittleren thermischen Last P_{th MW} zugeordnete Modellkoeffizienten c₀–c₆ können mittels linearer Regression ermittelt werden, wobei die zumindest eine Kenngröße KEN so variiert wird, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan SOL vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der durch die Modellgleichung bestimmten tatsächlich produzierten mittleren elektrischen Leistung minimal wird.
Eine weitere Variante zur Minimierung des Fehlers der Kenngrößen KEN besteht darin, dass die Abweichung des Sollbetriebsplans SOL, die dazugehörigen Einflussfaktoren Außentemperatur T, Tag, Uhrzeit und mittlere thermische Last einer Gruppe GRU einem neuronalen Netz zugeführt werden, welches die Kenngrößen KEN so bestimmt, dass die Abweichung des Sollbetriebsplanes SOL und der tatsächlichen elektrischen Leistung minimal wird. Zur Durchführung der Fehlerminimierung eignet sich insbesondere ein Multi Layer Perceptron mit einem Backpropagation Learning Algorithmus.
Zu dem Begriff des Multilayer Perceptrons bzw. des Backpropagation Learning siehe beispielsweise „Neuronale Netze: Optimierung durch Lernen und Evolution; Braun Heinrich; Springer Verlag 1997”.

Claims

Verfahren zur Bildung physikalischer und struktureller Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK), welche einem übergeordneten Energiemanagementsystem (EMS) zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die verteilten Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zur Modellbildung entsprechend ihren jeweiligen strukturellen Eigenschaften (STE) zu Gruppen (GRU) zusammengefasst werden, zu jeder Gruppe (GRU) aus den strukturellen Eigenschaften (STE) und der Anzahl der enthaltenen Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zumindest eine resultierende Kenngröße (KEN) der Gruppe (GRU) ermittelt und die resultierenden Kenngrößen (KEN) aller Gruppen (GRU) dem Energiemanagementsystem (EMS) zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Energiemanagementsystem (EMS) anhand der resultierenden Kenngrößen (KEN) für jede Gruppe (GRU) je ein Solleinsatzplan (SOL) für die Erzeugung elektrischer Energie ermittelt wird, wobei dieser Solleinsatzplan (SOL) auf die einzelnen Kraft-Wärmekoppleranlagen (KWK) einer Gruppe (GRU) aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturellen Eigenschaften (STE) einer Kraft-Wärmekoppleranlage (KWK) der Anlagetyp und/oder der netztopologische Standort und/oder ein Betreibermodell und/oder ein Typ eines Gebäudes, welches mittels der Kraft-Wärmekoppleranlage beheizt wird, und/oder ein Tarifmodell, welches der Strom/Wärme/Primärenergieverrechnnung für eine Kraft-Wärmekoppleranlage zugrunde liegt, und/oder eine Kommunikationsart ist, auf welche die Zustellung eines für eine Kraft-Wärmekoppleranlage (KWK) bestimmten Einsatzplanes an diese Anlage erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) eine Kraft-Wärmekopplungskurve (KOK) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) ein Leistungsänderungsgradient dieser Gruppe (GRU) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) das Speichervermögen eines resultierenden thermischen Speichers dieser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) die maximale/minimale Lade/Entladeleistung eines resultierenden thermischen Speichers dieser Gruppe (GRU) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) der thermische Bedarf der Gruppe (GRU) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei der Ermittlung der zumindest einen resultierenden Kenngröße (KEN) einer Gruppe entstehender Fehler durch den Vergleich aufgezeichneter Istwerte für die erzeugte elektrische Energie einer Gruppe mit aufgezeichneten Sollwerten für die Erzeugung elektrischer Energie ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) eine Sollwertrealisierungsunsicherheit ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung eines Fehlers (FEL) der zumindest einen Kenngröße (KEN) die tatsächlich produzierte elektrische Leistung und die dazugehörige thermische Last der Gruppe (GRU) über einen vorgebbaren Zeitraum aufgezeichnet werden und der Zusammenhang zwischen diesen Größen in Abhängigkeit von einem Anlagennutzungsverhalten als mehrdimensionale Kennlinie (KEL) parametrisiert wird, wobei die zumindest eine Kenngröße (KEN) so variiert wird, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan (SOL) vorgegebenen elektrischen Sollleistung und tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße (KEN) eine das Anlagennutzungsverhalten und die mittlere thermischen Last der Gruppe in Form von Modellparametern berücksichtigende Modellgleichung für die tatsächliche mittlere elektrische Leistung aufgestellt sowie den Modellparametern zugeordnete Modellkoeffizienten (c, ..., c) mittels linearer Regression ermittelt werden, wobei die zumindest eine Kenngröße so variiert wird, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße (KEN) Werte der dem Sollbetriebsplan (SOL) entsprechenden elektrischen Sollleistung und Werte der tatsächlich produzierten elektrischen Leistung einer Gruppe (GRU) einem neuronalen Netz zugeführt werden, welches die Kenngrößen (KEN) so bestimmt, dass die Abweichung des Sollbetriebsplanes (SOL) und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Hinzufügen einer weiteren Kraftwärmekoppelanlage (KWK) deren strukturellen Eigenschaften (STE) in der physikalischen und strukturellen Modellbildung der verteilten Kraftwärmekoppelanlagen (KWK) automatisch berücksichtigt werden.
Energieversorgungssystem (SYS), welches dazu eingerichtet ist, physikalische und strukturelle Modelle verteilter Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zu bilden und diese Modelle einem übergeordneten Energiemanagementsystem (EMS) zuzuführen dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin dazu eingerichtet ist, die verteilten Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) entsprechend ihren jeweiligen strukturellen Eigenschaften (STE) zu Gruppen (GRU) zusammenzufassen, zu jeder Gruppe (GRU) aus den strukturellen Eigenschaften (STE) und der Anzahl der enthaltenen Kraft-Wärmekopplungsanlagen (KWK) zumindest eine resultierende Kenngröße der Gruppe (GRU) zu ermitteln und die resultierenden Kenngrößen (KEN) aller Gruppen (GRU) dem Energiemanagementsystem (EMS) zuzuführen.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiemanagementsystem (EMS) dazu eingerichtet ist, anhand der resultierenden Kenngrößen (KEN) für jede Gruppe (GRU) je einen Solleinsatzplan (SOL) für die Erzeugung elektrischer Energie zu ermitteln, wobei das Energieversorgungssystem (SYS) dazu eingerichtet ist, diesen Solleinsatzplan (SOL) auf die einzelnen Kraft-Wärmekoppleranlagen (KWK) einer Gruppe (GRU) aufzuteilen.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturellen Eigenschaften (STE) einer Kraft-Wärmekoppleranlage (KWK) der Anlagetyp und/oder der netztopologische Standort und/oder ein Betreibermodell und/oder ein Typ eines Gebäudes, welches mittels der Kraft-Wärmekoppleranlage beheizt wird, und/oder ein Tarifmodell, welches der Strom/Wärme/Primärenergieverrechnung für eine Kraft-Wärmekoppleranlage zugrunde liegt, und/oder eine Kommunikationsart ist, auf welche die Zustellung eines für eine Kraft-Wärmekoppleranlage (KWK) bestimmten Einsatzplanes an diese Anlage erfolgt.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe eine Kraft-Wärmekopplungskurve (KOK) ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) ein Leistungsänderungsgradient dieser Gruppe (GRU) ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) das Speichervermögen eines resultierenden thermischen Speichers dieser Gruppe (GRU) ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) die maximale/minimale Lade/Entladeleistung eines resultierenden thermischen Speichers dieser Gruppe (GRU) ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) der thermische Bedarf der Gruppe (GRU) ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, bei der Ermittlung der zumindest einen resultierenden Kenngröße (KEN) einer Gruppe (GRU) entstehende Fehler durch den Vergleich aufgezeichneter Istwerte für die erzeugte elektrische Energie dieser Gruppe (GRU) mit aufgezeichneten Sollwerten für die Erzeugung elektrischer Energie zu ermitteln.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende Kenngröße (KEN) eine Sollwertrealisierungsunsicherheit ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, zur Minimierung eines Fehlers (FEL) der zumindest einen Kenngröße (KEN) die tatsächlich produzierte elektrische Leistung und die dazugehörige thermische Last der Gruppe (GRU) über einen vorgebbaren Zeitraum aufzuzeichnen und den Zusammenhang zwischen diesen Größen in Abhängigkeit von einem Anlagennutzungsverhalten als mehrdimensionale Kennlinie (KEL) zu parametrisieren, und die zumindest eine Kenngröße (KEN) so zu variieren, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan (SOL) vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße (KEN) eine das Anlagennutzungsverhalten und die mittlere thermischen Last der Gruppe in Form von Modellparametern berücksichtigende Modellgleichung für die tatsächliche mittlere elektrische Leistung aufzustellen sowie den Modellparametern zugeordnete Modellkoeffizienten (c, ..., c) mittels linearer Regression zu ermitteln, und die zumindest eine Kenngröße so zu variieren, dass die Abweichung zwischen der durch den Sollbetriebsplan vorgegebenen elektrischen Sollleistung und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtete ist, zur Minimierung des Fehlers der zumindest einen Kenngröße (KEN) Werte der dem Sollbetriebsplan (SOL) entsprechenden elektrischen Sollleistung und Werte der tatsächlich produzierten elektrische Leistung einer Gruppe (GRU) einem neuronalen Netz zuzuführen, welches dazu eingerichtet ist, die Kenngrößen (KEN) so zu bestimmen, dass die Abweichung des Sollbetriebsplanes (SOL) und der tatsächlich erzeugten elektrischen Leistung minimal ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, bei Hinzufügen einer weiteren Kraftwärmekoppelanlage (KWK) deren strukturellen Eigenschaften (STE) in der physikalischen und strukturellen Modellbildung der verteilten Kraftwärmekoppelanlagen (KWK) automatisch zu berücksichtigen.