DE112014003202T5

DE112014003202T5 - Energie-Steuerungssystem

Info

Publication number: DE112014003202T5
Application number: DE112014003202.6T
Authority: DE
Inventors: Kikuo Izumi; Tsutomu Shimazaki; Naohide Tsuchimoto; Tatsuya Okuda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2016-04-07
Also published as: JPWO2015004999A1; US9912150B2; US20160072281A1; JP6033438B2; CN105229887A; CN105229887B; WO2015004999A1

Abstract

In einem Energie-Steuerungssystem, welches eine Energieverbindung von der Energiespeichereinrichtung (10) zu einem Stromnetz (1) vornimmt und Energie einer Last (3) zuführt, besteht einen Energieverbindung von der Energiespeichereinrichtung (10) zu der Last (3) und dem Stromnetz (1) über einen DC/DC-Umsetzer (12), einen Glättungskondensator (14) und einen DC/AC-Umsetzer (13). Mittels einer ersten Leistungs-Steuerungseinheit (35) zum Steuern des Energieflusses des Stromnetzes (1) derart, dass er ein Leistungs-Befehlswert (33) ist, und mittels einer zweiten Leistungs-Steuerungseinheit (36) zum Unterbinden eines umgekehrten Energieflusses, wird ein Ausgangsenergiebefehl (31) für den DC/AC-Umsetzer (13) erzeugt, ein Ausgangsenergiebefehl (32) für den DC/DC-Umsetzer (12) wird erzeugt, so dass die Spannung des Glättungskondensators (14) die Sollspannung annimmt, und er Ausgangsenergiebefehl (31) wird korrigiert, um Spannungsvariationen im Glättungskondensator (14) zu unterbinden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energie-Steuerungssystem, das mit einem Stromnetz verbunden ist und den Energiefluss des Stromnetzes steuert.
Stand der Technik
Ein herkömmliches Energie-Steuerungssystem verbindet ein Energieerzeugungssystem, eine Batterie und ein Stromnetz, und es steuert ein Energiespeichersystem, das einer Last Energie zuführt. Das Steuern des Energiespeichersystems beinhaltet einen Schritt, in welchem bestimmt wird, ob oder ob nicht das Stromnetz mit der Last verbunden ist, und einen Schritt, in welchem bestimmt wird, ob oder ob nicht Energie von dem Energieerzeugungssystem erzeugt wird.
Der Betrieb erfolgt in einem von einer Mehrzahl von Betriebsmodi des Energiespeichersystems, und zwar auf der Basis eines Bestimmungsergebnisses von zumindest einer der folgenden Größen: dem Wert der erzeugten Energie des Energieerzeugungssystems, dem Ladungszustand der Batterie, dem Energie-Ladungswert der Batterie, dem Energie-Verbrauchswert der Last sowie der Zeit (siehe z. B. Patentdokument 1).
Literaturverzeichnis
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2011-254 696 A

Zusammenfassung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei einem solchen Energie-Steuerungssystem wird der Energiezustand eines jeden Bereichs überwacht, der mit dem Stromnetz verbunden ist, und der Betriebsmodus wird in Abhängigkeit von der Überwachungsinformation geändert. Daher ist im Umschaltzeitpunkt des Betriebsmodus ein Anhalten des Systembetriebs notwendig, oder es tritt eine Zeitverzögerung auf. Im Umschaltzeitpunkt des Betriebsmodus kann daher eine unmittelbare Veränderung des Energiezustands auftreten. In diesem Fall kann der Systembetrieb der unmittelbaren Veränderung des Energiezustands nicht folgen, und der Betriebszustand der Last oder die Stabilität des Stromnetzes können beeinflusst werden.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das obige Problem zu lösen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System anzugeben, das in der Lage ist, eine Energiespeichereinrichtung, die mit einem Stromnetz verbunden ist, dazu zu veranlassen, geladen oder entladen zu werden, und den Energiefluss des Stromnetzes zu steuern, ohne den Betriebszustand der Last oder die Stabilität des Stromnetzes zu beeinflussen.
Lösung der Probleme
Ein Energie-Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
einen DC/DC-Umsetzer mit einer ersten Eingangs-/Ausgangsseite, die mit einer Energiespeichereinrichtung verbunden ist und veranlasst, dass die Energiespeichereinrichtung geladen oder entladen wird, und zwar durch einen bidirektionalen DC/DC-Energie-Umsetzungsvorgang;
einen DC/AC-Umsetzer mit einer DC-Seite, die mit einer zweiten Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers verbunden ist, und einer AC-Seite, die mit einem Stromnetz verbunden ist, der einen bidirektionalen Energie-Umsetzungsvorgang zwischen DC und AC durchführt;
ein Energie-Glättungselement, das zwischen die zweite Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers und die DC-Seite des DC/AC-Umsetzers geschaltet ist;
eine Energiefluss-Detektionseinheit zum Detektieren des Energieflusses des Stromnetzes;
eine Detektionseinheit für umgekehrten Energiefluss zum Detektieren eines umgekehrten Energieflusses, der zum Stromnetz hin fließt, und zwar auf der Seite des Stromnetzes in Bezug auf eine Last, die zwischen dem DC/AC-Umsetzer und dem Stromnetz angeschlossen ist; und
eine Steuerungseinrichtung zum Durchführen einer Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers und des DC/AC-Umsetzers auf der Basis eines Befehlswerts für den Energiefluss von dem Stromnetz, der ein gegebener Leistungs-Befehlswert ist, und auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Energiefluss-Detektionseinheit und die Detektionseinheit für umgekehrten Energiefluss.
Die Steuerungseinrichtung weist Folgendes auf: eine Leistungs-Steuerungseinheit zum Erzeugen eines ersten Ausgangsenergiebefehls für den DC/AC-Umsetzer, wobei die Leistungs-Steuerungseinheit eine erste Leistungs-Steuerungseinheit zum Steuern des Energieflusses von dem Stromnetz aufweist, derart, dass er dem Leistungs-Befehlswert folgt, und eine zweite Leistungs-Steuerungseinheit zum Steuern des umgekehrten Energieflusses aufweist, derart, dass er unterbunden wird; eine erste Spannungs-Steuerungseinheit zum Erzeugen eines zweiten Ausgangsenergiebefehls für den DC/DC-Umsetzer, so dass die Spannung des Energie-Glättungselements die Sollspannung annimmt; und eine zweite Spannungs-Steuerungseinheit zum Korrigieren des ersten Ausgangsenergiebefehls derart, dass die Spannungsvariation in dem Energie-Glättungselement unterbunden wird.
Wirkung der Erfindung
Das Energie-Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung kann veranlassen, dass die Energiespeichereinrichtung geladen oder entladen wird, und es kann den Energiefluss des Stromnetzes zuverlässig steuern, und zwar ohne den Betriebszustand der Last oder die Stabilität des Stromnetzes zu beeinflussen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das die schematische Konfiguration eines Energie-Steuerungssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Steuerungseinrichtung des Energie-Steuerungssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Diagramm, das den Energiefluss-Zustand in einem Aufladungs-Prioritätsmodus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das eine Wellenform in jedem Bereich des Aufladungs-Prioritätsmodus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das den Energiefluss-Zustand in einem Kauf-Unterdrückungsmodus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das den Energiefluss-Zustand in einem Kauf-Minimalmodus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das den Energiefluss-Zustand in einem Verkauf-Maximalmodus gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Stromtarif, der bei einem Energie-Steuerungssystem gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsform 1
1 ist ein Diagramm, das die schematische Konfiguration eines Energie-Steuerungssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Energie-Steuerungssystem 100 weist Folgendes auf: eine Eingangsschaltung 11 zum Verbinden eines nachstehend beschriebenen DC/DC-Umsetzers 12 mit einer Energiespeichereinrichtung 10; einen DC/DC-Umsetzer 12 mit einer ersten Eingangs-/Ausgangsseite, die mit der Energiespeichereinrichtung 10 über die Eingangsschaltung 11 verbunden ist; einen DC/AC-Umsetzer 13 mit einer DC-Seite, die mit einer zweiten Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers 12 verbunden ist; einen Glättungskondensator 14 als ein Energie-Glättungselement, der zwischen die zweite Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers 12 und die DC-Seite des DC/AC-Umsetzers 13 geschaltet ist; und eine Ausgangsschaltung 15 zum Verbinden einer AC-Seite des DC/AC-Umsetzers 13 mit einem Stromnetz 1.
Die Ausgangsschaltung 15 ist mit einem Stromverteiler 16 verbunden, um eine Verbindung zu dem Stromnetz herzustellen. Eine Last 3 ist mit dem Stromnetz 1 verbunden, und eine Energieerzeugungseinrichtung 2, wie z. B. eine Solarbatterie ist mit dem Stromnetz 1 verbunden. Der AC-Ausgang des DC/AC-Umsetzers 13 über die Ausgangsschaltung 15, das Stromnetz 1, die Last 3 und die Energieerzeugungseinrichtung 2 sind mittels des Stromverteilers 16 verbunden.
Außerdem besitzt das Energie-Steuerungssystem 100 eine Steuerungseinrichtung 30 zum Steuern des DC/DC-Umsetzers 12 und des DC/AC-Umsetzers 13. Ferner weist das Energie-Steuerungssystem 100 Folgendes auf: eine Energiefluss-Detektionseinheit 21 und eine Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss zum Detektieren von Energiefluss-Informationen 20; und einen Spannungssensor 23 zum Detektieren der Spannung Vc des Glättungskondensators 14.
Der DC/DC-Umsetzer 12 veranlasst, dass die Energiespeichereinrichtung 10 geladen oder entladen wird, und zwar durch einen bidirektionalen DC/DC-Energie-Umsetzungsvorgang. Der DC/AC-Umsetzer 13, dessen DC-Seite mit dem DC/DC-Umsetzer 12 verbunden ist, und dessen AC-Seite mit dem Stromnetz 1 verbunden ist, führt einen bidirektionalen Energie-Umsetzungsvorgang zwischen DC und AC durch.
In dem Stromverteiler 16 sind die Energiefluss-Detektionseinheit 21 und die Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss vorgesehen, und Schalter 18a und 18b sind zum Umschalten des Verbindungszustands vorgesehen, und zwar von dem AC-Ausgang des DC/AC-Umsetzers 13, dem Stromnetz 1, der Last 3 und der Energieerzeugungseinrichtung 2.
Die Energiefluss-Detektionseinheit 21 detektiert den Energiefluss Pf des Stromnetzes 1. Die Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss ist auf Seiten des Stromnetzes 1 in Bezug auf die Last 3 vorgesehen, die zwischen der Ausgangsschaltung 15 und dem Stromnetz 1 angeschlossen ist, und sie detektiert einen umgekehrten Energiefluss Pfa, der zum Stromnetz 1 hin fließt. Die erzeugte Energie der Energieerzeugungseinrichtung 2 ist mit dem Stromnetz 1 zusammengeschaltet, und zwar auf Seiten des Stromnetzes 1 in Bezug auf die Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss.
Daher ist der umgekehrte Energiefluss Pfa, der von der Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss detektiert wird, eine Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10, die zum Stromnetz 1 hin fließt. Wenn die erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 zugeführt wird, d. h. in Richtung des Stromnetzes 1 verkauft wird, dann detektiert die Energiefluss-Detektionseinheit 21 eine Verkaufsleistung.
Die Steuerungseinrichtung 30 empfängt einen Leistungs-Befehlswert 33 von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 als Befehlswert-Erzeugungseinheit, und sie erzeugt einen Ausgangsenergiebefehl 31 (nach einer Korrektur) und gibt diesen aus, und zwar als einen ersten Ausgangsenergiebefehl für den DC/AC-Umsetzer 13, und einen Ausgangsenergiebefehl 32 als einen zweiten Ausgangsenergiebefehl für den DC/DC-Umsetzer 12, und zwar auf der Basis der Energiefluss-Informationen 20, die den Energiefluss Pf von der Energiefluss-Detektionseinheit 21 und den umgekehrten Energiefluss Pfa von der Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss beinhalten, der Spannung Vc des Glättungskondensators 14 von dem Spannungssensor 23, und von Informationen 34 von der Energiespeichereinrichtung 10.
Da die Spannungsvariation im Glättungskondensator 14 das Durchbruchsspannungs-Design eines Elements beeinflusst, das jeden Bereich bildet, wird vorzugsweise die Spannung des Glättungskondensators 14 so gesteuert, dass sie konstant ist. Daher steuert die Steuerungseinrichtung 30 den Energiefluss Pf des Stromnetzes 1, und sie steuert die Spannung Vc des Glättungskondensators 14.
Anstatt den Leistungs-Befehlswert 33 von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 zu empfangen, kann auch ein Leistungs-Befehlswert 33 verwendet werden, der in der Steuerungseinrichtung 30 enthalten ist.
Nachstehend werden die Konfiguration und der Betrieb der Steuerungseinrichtung 30 auf der Basis von 2 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, weist die Steuerungseinrichtung 30 Folgendes auf: eine erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 zum Steuern des Energieflusses Pf des Stromnetzes 1 derart, dass er dem Leistungs-Befehlswert 33 folgt; eine zweite Leistungs-Steuerungseinheit 36 zum Durchführen einer Steuerung zum Unterbinden des umgekehrten Energieflusses Pfa; eine erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 zum Durchführen einer Steuerung derart, dass die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 eine eingestellte Sollspannung VA annimmt; und eine zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 zum Unterbinden einer Spannungsvariation im Glättungskondensator 14.
In diesem Fall ist werden die Energierichtung, in welcher die Energiespeichereinrichtung 10 entladen wird, und die Energierichtung, in welcher Energie an das Stromnetz 1 ausgegeben (verkauft) wird, als positiv angenommen.
Die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 besitzt eine Leistungs-Steuerungseinrichtung 35a, und sie gibt einen Steuerungsbefehl durch Berechnung, wie z. B. PI-Regelung aus, so dass der Energiefluss Pf, der von der Energiefluss-Detektionseinheit 21 detektiert wird, dem Leistungs-Befehlswert 33 folgt. Die zweite Leistungs-Steuerungseinheit 36 besitzt eine Leistungs-Steuerungseinrichtung 36a, und sie gibt einen Steuerungsbefehl durch Berechnung, wie z. B. PI-Regelung aus, um den umgekehrten Energiefluss Pfa zu unterbinden, der von der Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss detektiert wird.
Auf der Basis des Steuerungsbefehls von der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35 und des Steuerungsbefehls von der zweiten Leistungs-Steuerungseinheit 36 wird ein Ausgangsenergiebefehl 31a (vor der Korrektur) erzeugt, und zwar als der erste Ausgangsenergiebefehl für den DC/AC-Umsetzer 13.
Für den Fall, dass der umgekehrte Energiefluss Pfa gleich groß wie oder kleiner als Null ist, wird der Steuerungsbefehl von der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35 als der Ausgangsenergiebefehl 31a verwendet.
Die Spannung Vc (die Kondensatorspannung Vc) des Glättungskondensators 14, die von dem Spannungssensor 23 detektiert wird, wird der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 und der zweiten Spannungs-Steuerungseinheit 38 zugeführt. In der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 sind ein Spannungsregler 37a und ein Begrenzer 37b vorgesehen, und der Spannungsregler 37a gibt einen Steuerungsbefehl durch Berechnung, wie z. B. PI-Regelung aus, so dass die Kondensatorspannung Vc der Sollspannung VA folgt.
Der Steuerungsbefehl von dem Spannungsregler 37a wird von dem Begrenzer 37b begrenzt und dann als der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 ausgegeben. Der Begrenzer 37b begrenzt den Steuerungsbefehl von dem Spannungsregler 37a auf einen Grenzwert Lim, welcher die Information 34 von der Energiespeichereinrichtung 10 oder dergleichen ist.
Die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 besitzt einen Spannungsregler 38a, und sie gibt einen Korrekturwert 39 zum Korrigieren des Ausgangsenergiebefehls 31a für den DC/AC-Umsetzer 13 aus, indem sie zwei Arten von Bezugsspannungen verwendet, nämlich von einer Spannungsobergrenze (VA + α), die um eine vorbestimmte Spannung α höher ist als die Sollspannung VA, und einer Spannungsuntergrenze (VA – α), die um die vorbestimmte Spannung α niedriger ist als die Sollspannung VA, und zwar in Bezug auf die Kondensatorspannung Vc.
Das heißt, wenn die Kondensatorspannung Vc die Spannungsobergrenze (VA + α) überschreitet, dann berechnet der Spannungsregler 38a den Korrekturwert 39 durch PI-Regelung oder dergleichen, so dass die Kondensatorspannung Vc gleich groß wie oder kleiner als die Spannungsobergrenze (VA + α) wird. Wenn die Kondensatorspannung VC kleiner als die Spannungsuntergrenze (VA – α) wird, dann berechnet der Spannungsregler 38a den Korrekturwert 39 durch PI-Regelung oder dergleichen, so dass die Kondensatorspannung Vc gleich groß wie oder größer als die Spannungsuntergrenze (VA – α) wird.
Dann wird der Ausgangsenergiebefehl 31a um den Korrekturwert 39 korrigiert, und der korrigierte Ausgangsenergiebefehl 31 steuert den DC/AC-Umsetzer 13.
Als nächstes werden nachstehend Randbedingungen für den Betrieb des Energie-Steuerungssystems 100 beschrieben.
Eine erste Randbedingung ist, dass die Entladungsenergie von der Energiespeichereinrichtung 10 nicht zum Stromnetz 1 fließen darf.
Eine zweite Randbedingung ist, dass dann, wenn die Energiespeichereinrichtung 10 geladen wird, die Kaufleistung von dem Stromnetz 1 einen vorbestimmten Wert nicht überschreiten darf.
Eine dritte Randbedingung ist, dass in Abhängigkeit vom Zustand einer jeden Einrichtung (der Energiespeichereinrichtung 10, dem DC/DC-Umsetzer 12, dem DC/AC-Umsetzer 13) deren Ausgangsenergie zu entsprechenden Zeitpunkten unterdrückt wird.
Die erste Randbedingung ist eine Bedingung, welche von allen Energie-Steuerungssystemen erfüllt sein sollte, mit welchen die Energiespeichereinrichtung verbunden ist, und welche mit dem Stromnetz 1 verbunden ist. Die zweite Randbedingung hängt z. B. von einer Strombelastungskapazität eines Vertragsschalters in einem üblichen Haushalt ab, welcher am Stromverteiler 16 oder auf Seiten des Stromnetzes 1 in Bezug auf den Stromverteiler 16 angeordnet ist.
Das Energie-Steuerungssystem 100 hat eine dahingehende Randbedingung, dass ein Betrieb, bei welchem die Kaufleistung die Strombelastungskapazität des Vertragsschalters überschreitet, nicht durchgeführt werden darf. Die dritte Randbedingung ist eine Randbedingung, die von dem Zustand jeder Einrichtung von Energiespeichereinrichtung 10, DC/DC-Umsetzer 12 und DC/AC-Umsetzer 13 bestimmt wird, z. B. der verbleibende Wert von akkumulierter Energie oder die Betriebstemperatur.
Während die erste bis dritte Randbedingung erfüllt ist, führt die Steuerungseinrichtung 30 eine Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers 12 und des DC/AC-Umsetzers 13 derart durch, dass veranlasst wird, dass der Energiefluss Pf dem Leistungs-Befehlswert 33 folgt, der umgekehrte Energiefluss Pfa unterbunden wird und die Kondensatorspannung Vc so gesteuert wird, dass sie die Sollspannung VA annimmt. Wenn die Kondensatorspannung Vc die Spannungsobergrenze (VA + α) überschreitet oder kleiner als die Spannungsuntergrenze (VA – α) wird, dann korrigiert die Steuerungseinrichtung 30 den Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13, um die Spannungsvariation der Kondensatorspannung Vc zu unterbinden.
Selbst wenn sich der Leistungs-Befehlswert 33 ändert, dann führt die Steuerungseinrichtung 30 den gleichen Steuerungsvorgang wie oben beschrieben durch. Folglich werden in Abhängigkeit von dem Leistungs-Befehlswert 33 der Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 und der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 verändert, und das Energie-Steuerungssystem 100 arbeitet so, dass es automatisch zwischen einer Mehrzahl der unten beschriebenen Betriebsmodi umschaltet.
Für den Fall, dass sich die jeweiligen Bereiche des Energie-Steuerungssystems 100 in einem stabilen Zustand befinden, wird der Energiefluss Pf des Stromnetzes 1 so gesteuert, dass er der Leistungs-Befehlswert 33 ist, dass die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 und die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zueinander gleich groß sind, und dass die Kondensatorspannung Vc konstant wird.
Zunächst wird ein Aufladungs-Prioritätsmodus, der einen ersten Betriebsmodus darstellt, nachstehend beschrieben.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Energiefluss-Zustand im Aufladungs-Prioritätsmodus zeigt. In 3 wird angenommen, dass die Energieerzeugungseinrichtung 2 keine Energie erzeugt. 4 ist ein Wellenform-Diagramm in jedem Bereich, das ein Beispiel für den Energiezustand im Aufladungs-Prioritätsmodus zeigt.
Im Aufladungs-Prioritätsmodus wird ein Kaufleistungs-Maximalwert Pmax als Leistungs-Befehlswert 33 eingestellt. Der Kaufleistungs-Maximalwert Pmax wird auf der Basis der oben beschriebenen zweiten Randbedingung bestimmt, und folglich wird er auf der Basis der Strombelastungskapazität des Vertragsschalters oder dergleichen bestimmt. Der Kaufleistungs-Maximalwert Pmax kann jedoch auch von einem Benutzer so eingestellt werden, dass er die Strombelastungskapazität des Vertragsschalters nicht überschreitet.
Da die Energierichtung, in welcher Energie verkauft wird, positiv ist, nimmt in diesem Fall der Kaufleistungs-Maximalwert Pmax einen negativen Wert an.
Wie in 3 gezeigt, wird der Energiefluss Pf des Stromnetzes 1 als Lastleistung der Last 3 zugeführt, und mit dem Rest der Energie wird die Energiespeichereinrichtung 10 geladen.
Zunächst gibt die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 einen Steuerungsbefehl aus, der eine Basisinformation des Ausgangsenergiebefehls 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 ist, so dass (Kaufleistungs-Maximalwert – tatsächliche Kaufleistung), d. h. (Pmax – Pf), der ein Wert ist, welcher erhalten wird, indem die tatsächliche Kaufleistung, welche der Energiefluss Pf ist, der von der Energiefluss-Detektionseinheit 21 detektiert wird, von dem Kaufleistungs-Maximalwert Pmax abgezogen wird, welcher der Leistungs-Befehlswert 33 ist, Null wird.
Beispielsweise wird für den Fall, dass (|Pmax| > |Pf|) gilt, die Amplitude des Steuerungsbefehls vergrößert, um die Ladeleistung zu der Energiespeichereinrichtung 10 zu erhöhen. Andererseits wird für den Fall, dass (|Pmax| < |Pf|) gilt, die Amplitude des Steuerungsbefehls verringert, um die Ladeleistung zu der Energiespeichereinrichtung 10 zu verringern.
Im Ergebnis gibt die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 den Steuerungsbefehl aus, der durch –(|Pmax| – Lastleistung) dargestellt wird.
Für den Fall, dass der umgekehrte Energiefluss Pfa gleich groß wie oder kleiner ist als Null und die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 sich innerhalb eines Bereichs von der Spannungsuntergrenze zur Spannungsobergrenze befindet, wird der Steuerungsbefehl von der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35 direkt zum Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13. Dann gibt der DC/AC-Umsetzer 13 (|Pmax| – Lastleistung) auf die DC-Seite aus. Da die Energierichtung, in welcher die Energiespeichereinrichtung 10 entladen wird, positiv ist, korrespondiert der Ausgangsenergiebefehl 31 mit der Ausgabe des DC/AC-Umsetzers 13 zur AC-Seite, und der Ausgangsenergiebefehl 32 korrespondiert mit der Ausgabe des DC/DC-Umsetzers 12 zu der Seite des Glättungskondensators 14.
Die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 erzeugt den Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12, so dass die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 die Sollspannung VA annimmt. Im Ergebnis wird der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 gleich dem Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13, und er wird folglich zu –(|Pmax| – Lastleistung). Zu diesem Zeitpunkt sind die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 und die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zueinander gleich groß, und die Kondensatorspannung Vc wird so gesteuert, dass sie konstant auf der Sollspannung VA ist.
Wenn der DC/AC-Umsetzer 13 (|Pmax| – Lastleistung) auf die DC-Seite ausgibt, dann ist die Amplitude der Kaufleistung wie folgt: |Kaufleistung| = Lastleistung + (Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 auf die DC-Seite) = Lastleistung + (|Pmax| – Lastleistung) = |Pmax|.
Selbst wenn die Lastleistung variiert, kann folglich die tatsächliche Kaufleistung (der detektierte Energiefluss Pf) so gesteuert werden, dass sie gleich groß wie der Kaufleistungs-Maximalwert Pmax ist, welcher der Leistungs-Befehlswert 33 ist, und die zweite Randbedingung kann ebenfalls erfüllt werden.
Der Fall, in welchem die Lastleistung variiert, wie z. B. in 4 gezeigt, wird nachstehend beschrieben. In diesem Fall sind der detektierte Energiefluss Pf, der Kaufleistungs-Maximalwert Pmax und die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 negative Werte, aber in 4 ist die Amplitude der Leistung gezeigt, unter Verwendung eines Absolutwerts.
In einem stabilen Zustand, in welchem die Lastleistung Null ist und die tatsächliche Kaufleistung (der Energiefluss Pf) so gesteuert wird, dass sie den Kaufleistungs-Maximalwert Pmax annimmt, welcher der Leistungs-Befehlswert 33 ist, sind die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 beide gleich dem Kaufleistungs-Maximalwert Pmax. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 ebenfalls so gesteuert, dass sie konstant auf der Sollspannung VA ist. Die Energie von |Pmax| wird in der Energiespeichereinrichtung 10 gespeichert.
Zum Zeitpunkt t1, wenn eine vorbestimmte Lastleistung auftritt, dann nimmt die Amplitude der tatsächlichen Kaufleistung, welche der Energiefluss Pf des Stromnetzes 1 ist, d. h. |Pf|, zu. Die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 verringert den Ausgangsenergiebefehl 31 (Absolutwert) für den DC/AC-Umsetzer 13, so dass |Pf| nicht |Pmax| überschreitet. Im Ergebnis verringert sich die Spannung Vc des Glättungskondensators 14, der an den Ausgang des DC/AC-Umsetzers 13 angeschlossen ist, infolge einer Ausgangsleistungs-Differenz zwischen dem DC/AC-Umsetzer 13 und dem DC/DC-Umsetzer 12. Die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 verringert den Ausgangsenergiebefehl 32 (Absolutwert) für den DC/DC-Umsetzer 12, so dass die verringerte Kondensatorspannung Vc die Sollspannung VA annimmt.
Folglich verringern sich die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 (Absolutwerte) für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 beide so, dass sie gleich (|Pmax| – Lastleistung) sind, die tatsächliche Kaufleistung (Energiefluss Pf) kehrt auf den Kaufleistungs-Maximalwert Pmax zurück, welches der Leistungs-Befehlswert 33 ist, und die Kondensatorspannung Vc kehrt ebenfalls auf die Sollspannung VA zurück (Zeitpunkt t2).
Aus Gründen der Einfachheit sind in 4 die tatsächliche Kaufleistung (Energiefluss Pf), die Kondensatorspannung Vc, der Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 und der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 so gezeigt, dass sie sich synchron zum Zeitpunkt t1 ändern, wenn sich die Lastleistung ändert, aber wie oben beschrieben, variieren sie jeweils zu verschiedenen Zeiten.
Durch eine solche Steuerung kann verhindert werden, dass die Kondensatorspannung Vc aus einem normalen Bereich heraus abweicht, und eine Energiesteuerung kann auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 sanft verändert werden, ohne die Durchbruchsspannung eines Elements zu beeinflussen, das jeden Bereich einer Hauptschaltung in dem Energie-Steuerungssystem 100 bildet.
Im Aufladungs-Prioritätsmodus wird im Allgemeinen die Ladeleistung zu der Energiespeichereinrichtung 10 so eingestellt, dass sie groß ist, um die Energiespeichereinrichtung 10 schnell zu laden. Wenn die Energiespeichereinrichtung 10 jedoch mit übermäßiger Leistung geladen wird, kann dies eine Verschlechterung der Energiespeichereinrichtung 10 verursachen, und als eine Anforderung in der Energiespeichereinrichtung 10 ist es bevorzugt, dass in der Nähe einer vollständigen Ladung eine Ladesteuerung mit vergleichsweise niedrigem Strom durchgeführt werden sollte. Daher wird als dritte Randbedingung der Grenzwert Lim für die Lade-/Entladeleistung der Energiespeichereinrichtung 10 gesetzt.
Nachstehend wird der Fall beschrieben, in welchem die Ladeleistung zu der Energiespeichereinrichtung 10 auf den Grenzwert Lim im Aufladungs-Prioritätsmodus begrenzt ist.
Der Grenzwert Lim, der für die Energiespeichereinrichtung 10 eingestellt ist, wird der Steuerungseinrichtung 30 als Informationen 34 von der Energiespeichereinrichtung 10 zugeführt. Wenn die Amplitude des Steuerungsbefehls, der von dem Spannungsregler 37a der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 ausgegeben wird, gleich groß wie oder kleiner ist als der Grenzwert Lim, dann wird der Steuerungsbefehl direkt zum Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12. Wenn die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zu der DC-Seite hin zunimmt, dann nimmt die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 ebenfalls zu, und wenn die Amplitude des Steuerungsbefehls, der von dem Spannungsregler 37a ausgegeben wird, den Grenzwert Lim überschreitet, wird die Amplitude des Ausgangsenergiebefehls 32 auf den Grenzwert Lim durch den Begrenzer 37b begrenzt.
Im Ergebnis wird die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 auf die DC-Seite größer als die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 auf die DC-Seite, und die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 nimmt zu, aber dies kann nicht durch Steuerung der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 unterbunden werden.
Wenn die Kondensatorspannung Vc die Spannungsobergrenze (VA + α) überschreitet, dann berechnet die Spannungs-Steuerungseinheit 38 den Korrekturwert 39, so dass die Kondensatorspannung Vc gleich groß wie oder kleiner als die Spannungsobergrenze (VA + α) wird. Dadurch korrigiert sie die Amplitude des Ausgangsenergiebefehls 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 derart, dass sie verringert wird. Folglich können die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 und die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 gleich groß zueinander gemacht werden, und die Kondensatorspannung Vc wird so gesteuert, dass sie gleich groß wie oder kleiner ist als die Spannungsobergrenze (VA + α).
Da die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 nicht arbeitet, wenn sich die Kondensatorspannung Vc innerhalb eines Bereichs von der Spannungsuntergrenze (VA – α) bis zu Spannungsobergrenze (VA + α) befindet, beeinflusst die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 die Steuerung in der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 nicht.
Durch eine solche Steuerung kann die dritte Randbedingung ebenfalls erfüllt werden, und der Betrieb kann zuverlässig fortgesetzt werden.
Nachfolgend wird unten ein Kauf-Unterdrückungsmodus beschrieben, der ein zweiter Betriebsmodus ist.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Energiefluss-Zustand im Kauf-Unterdrückungsmodus zeigt. In diesem Fall erzeugt die Energieerzeugungseinrichtung 2 Energie, wie in 5 gezeigt, Kaufleistung, welche den Energiefluss Pf des Stromnetzes 1 darstellt, und erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 werden als Lastleistung der Last 3 zugeführt, und Lastleistung, die einem Fehlbetrag entspricht, wird aus der Energiespeichereinrichtung 10 entladen. Die Energieerzeugungseinrichtung 2 kann möglicherweise auch keine Energie erzeugen.
Im Kauf-Unterdrückungsmodus wird ein Kaufleistungs-Befehlswert P* als Leistungs-Befehlswert 33 von der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 eingestellt. Der Kaufleistungs-Befehlswert P* kann von einem Benutzer des Energie-Steuerungssystems 100 eingestellt werden.
Die grundsätzliche Steuerung der Steuerungseinrichtung 30 ist die gleiche wie im Aufladungs-Prioritätsmodus, d. h. die Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers 12 und des DC/AC-Umsetzers 13 wird so durchgeführt, dass sie es veranlasst, dass der Energiefluss Pf dem Leistungs-Befehlswert 33 folgt, der umgekehrte Energiefluss Pfa unterbunden wird, und die Kondensatorspannung Vc so gesteuert wird, dass sie die Sollspannung VA ist.
Die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 gibt einen Steuerungsbefehl aus, welcher eine Basisinformation des Ausgangsenergiebefehls 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 ist, so dass (Kaufleistungs-Befehlswert – tatsächliche Kaufleistung), d. h. (P* – Pf) Null wird.
Für den Fall, dass der umgekehrte Energiefluss Pfa gleich groß wie oder kleiner ist als Null und die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 sich innerhalb eines Bereichs von der Spannungsuntergrenze zur Spannungsobergrenze befindet, wird der Steuerungsbefehl von der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35 direkt zum Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13. Im Ergebnis gibt die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 den Steuerungsbefehl (den Ausgangsenergiebefehl 31) aus, der durch –(|P*| + erzeugte Leistung – Lastleistung) dargestellt wird.
Die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 erzeugt den Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12, so dass die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 die Sollspannung VA annimmt. Im Ergebnis wird der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 gleich dem Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13, und er wird folglich zu –(|P*| + erzeugte Leistung – Lastleistung). Zu diesem Zeitpunkt sind die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 und die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zueinander gleich groß, und die Kondensatorspannung Vc wird so gesteuert, dass sie konstant auf der Sollspannung VA ist.
Wenn die Werte der Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 negativ sind, dann wird die Energiespeichereinrichtung 10 geladen, und wenn die Werte der Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 positiv sind, dann wird die Energiespeichereinrichtung 10 entladen.
Das heißt, in Abhängigkeit davon, ob die Polarität von –(|P*| + erzeugte Leistung – Lastleistung) positiv oder negativ ist, wird automatisch zwischen Laden und Entladen umgeschaltet. In 5 ist –(|P*| + erzeugte Leistung – Lastleistung) positiv, die Energiespeichereinrichtung 10 wird entladen, und es fließt Energie für den Fall, dass Kaufleistung, erzeugte Leistung und Entladungsenergie von der Energiespeichereinrichtung 10 der Last 3 zugeführt werden und mit Pfeilen bezeichnet sind.
Durch eine solche Steuerung kann verhindert werden, dass die Kondensatorspannung Vc aus einem normalen Bereich heraus abweicht, und eine Energiesteuerung kann auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 sanft verändert werden, ohne die Durchbruchsspannung eines Elements zu beeinflussen, das jeden Bereich einer Hauptschaltung in dem Energie-Steuerungssystem 100 bildet.
Es wird nun nachstehend beispielhaft der Fall beschrieben, in welchem die Lastleistung drastisch abnimmt.
Wenn die Lastleistung drastisch abnimmt, fließt ein umgekehrter Energiefluss zur Seite des Stromnetzes 1 in Bezug auf die Last 3, und zwar infolge der Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13. Die zweite Leistungs-Steuerungseinheit 36 gibt einen Steuerungsbefehl aus, um den umgekehrten Energiefluss Pfa zu unterbunden, der von der Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss detektiert wird. Durch diesen Steuerungsbefehl nimmt der Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 ab, und Entladungsenergie von der Energiespeichereinrichtung 10 wird unterbunden.
Folglich kann der umgekehrte Energiefluss Pfa durch die zweite Leistungs-Steuerungseinheit 36 unterbunden werden, und die erste Randbedingung kann erfüllt werden.
Falls das Steuerungs-Ansprechverhalten der zweiten Leistungs-Steuerungseinheit 36 so eingestellt ist, dass es schneller ist als das Steuerungs-Ansprechverhalten der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35, dann wird es möglich, den umgekehrten Energiefluss Pfa augenblicklich zu unterbinden und folglich die erste Randbedingung zu erfüllen.
Nachfolgend wird der Fall beschrieben, in welchem Entladungsenergie von der Energiespeichereinrichtung 10 auf den Grenzwert Lim im Kauf-Unterdrückungsmodus begrenzt ist.
In diesem Fall sind die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 positiv. Wenn die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zunimmt, die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 ebenfalls abnimmt, und der Steuerungsbefehl, der von dem Spannungsregler 37a der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 ausgegeben wird, so zunimmt, dass er den Grenzwert Lim überschreitet, dann wird der Ausgangsenergiebefehl 32 auf den Grenzwert Lim durch den Begrenzer 37b begrenzt.
Im Ergebnis wird die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 größer als die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12, und die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 nimmt ab, aber dies kann nicht durch eine Steuerung der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 begrenzt werden.
Wenn die Kondensatorspannung Vc kleiner als die Spannungsuntergrenze (VA – α) wird, dann berechnet die Spannungs-Steuerungseinheit 38 den Korrekturwert 39, so dass die Kondensatorspannung Vc gleich groß wie oder größer als die Spannungsuntergrenze (VA – α) wird. Dadurch korrigiert sie den Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 derart, dass er verringert wird. Folglich können die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 und die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 gleich groß zueinander gemacht werden, und die Kondensatorspannung Vc wird so gesteuert, dass sie gleich groß wie oder größer ist als die Spannungsuntergrenze (VA – α).
Durch eine solche Steuerung kann eine Begrenzungsbedingung der Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10, welche ein Teil der dritten Randbedingung ist, ebenfalls erfüllt werden, und der Betrieb kann zuverlässig fortgesetzt werden.
Nachstehend wird für den oben beschriebenen Kauf-Unterdrückungsmodus insbesondere ein Kauf-Minimalmodus beschrieben, in welchem der Kaufleistungs-Befehlswert P* als der Leistungs-Befehlswert 33 Null ist. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Energiefluss-Zustand im Kauf-Minimalmodus zeigt. Wie in 6 gezeigt, wird die erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 als Lastleistung der Last 3 zugeführt, und die Lastleistung, die eine Fehlbetrag entspricht, wird aus der Energiespeichereinrichtung 10 entladen. Die Steuerung entspricht in diesem Fall einer Steuerung im Kauf-Unterdrückungsmodus, in welchem der Kaufleistungs-Befehlswert P* auf Null gesetzt ist.
Im Kauf-Minimalmodus gilt Folgendes: Falls die erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 größer ist als die Lastleistung, kann überschüssige Energie auf die Seite des Stromnetzes 1 verkauft werden. In diesem Fall verbietet es die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37, dass die Energiespeichereinrichtung 10 geladen wird. Die erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 wird als Lastleistung der Last 3 zugeführt, und überschüssige Energie wird auf die Seite des Stromnetzes 1 verkauft. Falls die Lastleistung einen Fehlbetrag hat, wird Energie aus der Energiespeichereinrichtung 10 entladen.
In der weiteren Beschreibung wird nachstehend ein Verkauf-Maximalmodus beschrieben, welcher ein dritter Betriebsmodus ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Energiefluss-Zustand im Verkauf-Maximalmodus zeigt. In diesem Fall wird der Betrieb derart durchgeführt, dass so viel erzeugte Energie wie möglich, die von der Energieerzeugungseinrichtung 2 ausgegeben wird, in umgekehrter Richtung zu dem Stromnetz 1 fließt, um verkauft zu werden. Wie in 7 gezeigt, wird erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 dem Stromnetz 1 zugeführt, und Entladungsenergie aus der Energiespeichereinrichtung 10 wird der Last 3 zugeführt.
Im Verkauf-Maximalmodus wird ein Verkaufsleistungs-Maximalwert PAmax als der Leistungs-Befehlswert 33 eingestellt. Der Verkaufsleistungs-Maximalwert PAmax wird, wie im Fall des Aufladungs-Prioritätsmodus, auf der Basis der zweiten Randbedingung bestimmt, und er wird folglich auf der Basis der Strombelastungskapazität des Vertragsschalters oder dergleichen bestimmt, aber er kann auch von einem Benutzer eingestellt werden. Da die Energierichtung, in welcher Energie verkauft wird, positiv ist, ist in diesem Fall der Verkaufsleistungs-Maximalwert PAmax ein positiver Wert.
Die grundsätzliche Steuerung der Steuerungseinrichtung 30 ist die gleiche wie im Aufladungs-Prioritätsmodus und im Kauf-Unterdrückungsmodus, d. h. die Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers 12 und des DC/AC-Umsetzers 13 wird so durchgeführt, dass sie es veranlasst, dass der Energiefluss Pf dem Leistungs-Befehlswert 33 folgt, der umgekehrte Energiefluss Pfa unterbunden wird und die Kondensatorspannung Vc so gesteuert wird, dass sie die Sollspannung VA ist.
Die erste Leistungs-Steuerungseinheit 35 gibt einen Steuerungsbefehl aus, der eine Basisinformation des Ausgangsenergiebefehls 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 ist, so dass (Verkaufsleistungs-Maximalwert – tatsächliche Verkaufsleistung), d. h. (PAmax – Pf), der ein Wert ist, welcher erhalten wird, indem die tatsächliche Verkaufsleistung, welche der Energiefluss Pf ist, der von der Energiefluss-Detektionseinheit 21 detektiert wird, von dem Verkaufsleistungs-Maximalwert PAmax abgezogen wird, welcher der Leistungs-Befehlswert 33 ist, Null wird.
Beispielsweise wird für den Fall, dass (PAmax > Pf) gilt, der Steuerungsbefehl vergrößert, um die Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10 zu erhöhen. Andererseits wird für den Fall von (PAmax < Pf) der Steuerungsbefehl verringert, um die Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10 zu verringern.
In diesem Fall wird der Steuerungsbefehl in der ersten Leistungs-Steuerungseinheit 35 erzeugt, um die Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10 zu maximieren. Dieser Steuerungsbefehl wird bestimmt, ohne vom Zustand der Last 3 abzuhängen. Wenn die Entladungsenergie, die auf dem Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 basiert, die Lastleistung überschreitet, dann fließt ein umgekehrter Energiefluss zu der Seite Stromnetzes 1 in Bezug auf die Last 3.
Die zweite Leistungs-Steuerungseinheit 36 gibt einen Steuerungsbefehl aus, um den umgekehrten Energiefluss Pfa zu unterbinden, der von der Detektionseinheit 22 für umgekehrten Energiefluss detektiert wird. Durch diesen Steuerungsbefehl nimmt der Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13 ab, um die Entladungsenergie der Energiespeichereinrichtung 10 zu verringern. Dann wird der Ausgangsenergiebefehl 31 ein Wert der Lastleistung, und der DC/AC-Umsetzer 13 führt der AC-Seite lediglich Lastleistung zu.
Die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 erzeugt den Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12, so dass die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 die Sollspannung VA annimmt. Im Ergebnis wird der Ausgangsenergiebefehl 32 für den DC/DC-Umsetzer 12 gleich dem Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/AC-Umsetzer 13. Zu diesem Zeitpunkt sind die Ausgangsleistung des DC/DC-Umsetzers 12 und die Ausgangsleistung des DC/AC-Umsetzers 13 zueinander gleich groß, und die Kondensatorspannung Vc wird so gesteuert, dass sie konstant auf der Sollspannung VA ist.
Durch eine solche Steuerung kann ein umgekehrter Energiefluss unterbunden werden, und der Betrieb kann zuverlässig fortgesetzt werden, ohne von der ersten Randbedingung abzuweichen.
Außerdem kann verhindert werden, dass die Kondensatorspannung Vc von einem normalen Bereich abweicht, und eine Energiesteuerung kann auf eine solche Weise vorgenommen werden, dass die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 sanft verändert werden, ohne die Durchbruchsspannung eines Elements zu beeinflussen, welches jeden Bereich einer Hauptschaltung im Energie-Steuerungssystem 100 bildet.
Es wurden eine Mehrzahl von Betriebsmodi beschrieben. Ein Wechsel zwischen diesen Betriebsmodi wird durchgeführt, indem lediglich der Leistungs-Befehlswert 33 durch die gleiche Steuerung mittels der gleichen Steuerungseinrichtung 30 verändert wird. Wenn die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 in Abhängigkeit von dem Leistungs-Befehlswert 33 verändert werden, kann die Steuerungseinrichtung 30 einen Wechsel zwischen den Betriebsmodi durchführen, ohne jede Einrichtung anzuhalten oder ohne die Ausgabe zu unterbrechen.
Das Energie-Steuerungssystem 100 weist die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 separat von der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 auf, welche die Spannung Vc des Glättungskondensators 14 so steuert, dass sie die Sollspannung VA annimmt. Diese zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 verwendet zwei Arten von Bezugsspannungen der Spannungsobergrenze (VA + α), welche um die vorbestimmte Spannung α höher ist als die Sollspannung VA, und der Spannungsuntergrenze (VA – α), welche um die vorbestimmte Spannung α niedriger ist als die Sollspannung VA, und zwar in Bezug auf die Spannung Vc des Glättungskondensators 14.
Für den Fall, dass die Kondensatorspannung Vc zunimmt, gilt zu dem Zeitpunkt, wenn die Kondensatorspannung Vc die Spannungsobergrenze (VA + α) überschreitet, Folgendes: Die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 beginnt mit einem Betrieb, um die Kondensatorspannung Vc so zu steuern, dass sie gleich groß wie oder kleiner ist als die Spannungsobergrenze (VA + α).
Für den Fall, dass die Kondensatorspannung Vc abnimmt, gilt zu dem Zeitpunkt, wenn die Kondensatorspannung Vc kleiner wird als die Spannungsuntergrenze (VA – α), Folgendes: Die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 beginnt mit einem Betrieb, um die Kondensatorspannung Vc so zu steuern, dass sie gleich groß wie oder größer ist als die Spannungsuntergrenze (VA – α).
Daher können Steuerungsschwingungen oder dergleichen infolge einer Beeinflussung zwischen dem Betrieb der ersten Spannungs-Steuerungseinheit 37 und dem Betrieb der zweiten Spannungs-Steuerungseinheit 38 verhindert werden, Spannungsvariationen des Glättungskondensators 14 können zuverlässig unterbunden werden, und das Energie-Steuerungssystem 100 kann zuverlässig betrieben werden.
Die erste Spannungs-Steuerungseinheit 37 weist den Begrenzer 37b auf, um den Ausgangsenergiebefehl 31 für den DC/DC-Umsetzer 12 zu begrenzen. Dadurch arbeitet das Energie-Steuerungssystem 100 derart, dass es die Erfordernisse der Energiespeichereinrichtung 10 erfüllt. Während der Ausgangsenergiebefehl 31 begrenzt wird, arbeitet die zweite Spannungs-Steuerungseinheit 38 so, dass sie Spannungsvariationen im Glättungskondensator 14 unterbindet, so dass das Energie-Steuerungssystem 100 seinen Betrieb zuverlässig fortsetzen kann.
Die Lastleistung der Last 3, die erzeugte Energie der Energieerzeugungseinrichtung 2 und der Grenzwert Lim für die Ladeleistung/Entladeleistung der Energiespeichereinrichtung 10 variieren zu jedem Zeitpunkt asynchron, und folglich variiert der Energiezustand häufig.
Bei dem Energie-Steuerungssystem 100 gemäß der obigen Ausführungsform 1 gilt Folgendes: Selbst wenn der Energiezustand häufig variiert, erzeugt die Steuerungseinrichtung 30 die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 ordnungsgemäß, um die Steuerung durchzuführen. Daher tritt eine unnötige Betriebsunterbrechung oder eine Zeitverzögerung nicht auf, und es ist möglich, den Betrieb fortzusetzen, ohne dass die Last 3 oder das Stromnetz 1 durch Leistungsschwankungen infolge eines Einrichtungszustands beeinflusst werden.
Wenn das Energie-Steuerungssystem 100 verwendet wird, gilt Folgendes: Selbst wenn es nötig ist, den Betriebsmodus als Ergebnis der Steuerung der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 häufig zu verändern, erzeugt die Steuerungseinrichtung 30 die Ausgangsenergiebefehle 31 und 32 für den DC/AC-Umsetzer 13 und den DC/DC-Umsetzer 12 ordnungsgemäß, um die Steuerung durchzuführen. Daher tritt eine unnötige Betriebsunterbrechung oder eine Zeitverzögerung nicht auf, und es ist möglich, den Betrieb fortzusetzen, ohne dass die Last 3 oder das Stromnetz 1 durch Leistungsschwankungen infolge eines Einrichtungszustands beeinflusst werden.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform 1 die Energieerzeugungseinrichtung 2, wie z. B. eine Solarbatterie an das Energie-Steuerungssystem 100 angeschlossen ist, kann die Energieerzeugungseinrichtung 2 auch nicht angeschlossen sein. In diesem Fall wird kein Energieverkauf durchgeführt, so dass der Betriebsmodus nicht in den Verkauf-Maximalmodus wechselt.
Ausführungsform 2
Nachstehend wird in Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung die Anwendung der Mehrzahl von Betriebsmodi des Energie-Steuerungssystems 100 beschrieben, das bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben ist.
Der Betriebsmodus wird durch Steuerung der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 sowie durch Auswahl gemäß einer Anforderung von einem Benutzer des Energie-Steuerungssystems 100 umgeschaltet. Bei der Steuerung der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 wird der Betriebsmodus so gesteuert, dass er derart umgeschaltet wird, dass ein Beitrag zur Umwelt geleistet wird.
Um eine Steuerung zum Umschalten des Betriebsmodus derart durchzuführen, dass ein Beitrag zur Umwelt geleistet wird, wird der Wert der Kaufleistung gemäß der Zeitzone oder der Jahreszeit gesteuert. Beispielsweise wird zur Nachtzeit oder dergleichen, wenn der Energiebedarf abnimmt, die Energiespeichereinrichtung 10 im Aufladungs-Prioritätsmodus geladen, und zur Tagzeit oder dergleichen, wenn der Energiebedarf steigt, wird die Energiespeichereinrichtung 10 im Kauf-Unterdrückungsmodus entladen, um die Lastleistung abzudecken.
Wenn also die Energie in einer Zeitzone, wie z. B. zur Nachtzeit, wenn der Energiebedarf sinkt, als Lastleistung in einer Zeitzone wie zur Tagzeit verwendet wird, wenn der Energiebedarf steigt, ist es möglich, den Energiebedarf zwischen den Zeitzonen auszugleichen. Folglich kann das Stromnetz 1 die Menge der Energieerzeugung in einem thermischen Kraftwerk verringern, um einer Schwankung des Energiebedarfs gewachsen zu sein. Im Ergebnis kann es die Menge an Kohlendioxid-Emissionen verringern, so dass es einen Beitrag zur Umwelt leistet.
Für ein solches Steuerungsverfahren zum Ausgleichen des Energiebedarfs werden zwei Verfahren angegeben. Ein Verfahren, bei welchem die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 einen Zeitplan, wie z. B. Zeitzonen und Jahreszeiten verwaltet, und ein Verfahren, bei welchem die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 eine Energiebedarfs-Information bezieht.
Bei dem Verfahren, bei welchem der Zeitplan verwaltet wird, verwaltet die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 einen Zeitplan, und sie bestimmt den Leistungs-Befehlswert 33 auf der Basis eines eingestellten Zeitplans. Folglich wird der Betriebsmodus des Energie-Steuerungssystems 100 so gesteuert, dass er umgeschaltet wird.
Für den Fall, dass das Energie-Steuerungssystem 100 die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 aufweist, die eine Funktion zum Bestimmen des Leistungs-Befehlswerts 33 hat, kann das Energie-Steuerungssystem 100 allein arbeiten, ohne von außen abhängig zu sein.
Bei dem Verfahren, bei welchem eine Energiebedarfs-Information bezogen wird, bezieht die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 eine Energiebedarfs-Information von einem weiteren übergeordneten Steuerungssystem. Beispielsweise wird für den Fall, dass das Energie-Steuerungssystem 100 in einem Haushalt vorgesehen ist, der Energiebedarf einer Kommune, wie z. B. einer Stadt oder einem Dorf, zu welchem der Haushalt gehört, als die Energiebedarfs-Information bezogen, und zwar von dem übergeordneten Steuerungssystem, welches den Energiebedarf in der Kommune verwaltet.
Dann bestimmt die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 den Leistungs-Befehlswert 33 gemäß dem bezogenen Energiebedarf. Folglich wird der Betriebsmodus des Energie-Steuerungssystems 100 so gesteuert, dass er umgeschaltet wird.
Wie bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben, gilt bei dem Energie-Steuerungssystem 100 Folgendes: Selbst wenn der Energiezustand häufig variiert oder selbst wenn es notwendig ist, den Betriebsmodus häufig infolge der Steuerung durch die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 zu verändern, treten eine unnötige Betriebsunterbrechung oder eine Zeitverzögerung nicht auf, und es ist möglich, den Betrieb fortzusetzen, ohne dass die Last 3 oder das Stromnetz 1 durch die Leistungsschwankungen infolge eines Einrichtungszustands beeinflusst wird.
Daher kann bei jedem der zwei Arten von Verfahren der Betrieb fortgesetzt werden, und zwar ohne eine unnötige Betriebsunterbrechung oder Zeitverzögerung. Insbesondere gilt bei dem Verfahren zum Beziehen von Energiebedarfs-Informationen Folgendes: Selbst wenn der Energiebedarf häufig variiert, folgt der Betrieb des Energie-Steuerungssystems 100 auf einfache Weise der Schwankung des Energiebedarfs, und der Einfluss auf die Last 3 oder das Stromnetz 1 kann verringert werden.
Ausführungsform 3
Bei der obigen Ausführungsform 2 wird der Betriebsmodus des Energie-Steuerungssystems 100 so gesteuert, dass er umgeschaltet wird, um einen Beitrag zur Umwelt zu leisten. Bei der Ausführungsform 3 wird durch Steuerung mittels der übergeordneten Steuerungseinrichtung 4 der Betriebsmodus so gesteuert, dass er umgeschaltet wird, um den Nutzen eines Benutzers zu steigern.
8 ist ein Diagramm, das einen Stromtarif zeigt, der bei einem Energie-Steuerungssystem 100 gemäß Ausführungsform 3 verwendet wird.
Die Struktur des Stromtarifs verändert sich zu jedem Zeitpunkt. Wie in 8 gezeigt, werden die folgenden drei Fälle als ein Amplitudenverhältnis unter Stromtarif-Typen angenomen.

Fall 1: Verkaufs-Stromtarif > Kauf-Stromtarif (Tagzeit) > Kauf-Stromtarif (Nachtzeit)
Fall 2: Kauf-Stromtarif (Tagzeit) > Verkaufs-Stromtarif > Kauf-Stromtarif (Nachtzeit)
Fall 3: Kauf-Stromtarif (Tagzeit) > Kauf-Stromtarif (Nachtzeit) > Verkaufs-Stromtarif

Bei der Ausführungsform 3 bezieht die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 eine Stromtarif-Information, und auf der Basis der Tarifinformation bestimmt sie den Leistungs-Befehlswert 33, um den Betriebsmodus umzuschalten, wie unten beschrieben.
Im Fall 1 und im Fall 2 wird zur Nachtzeit, wenn der Tarif niedrig ist, das Energie-Steuerungssystem 100 im Aufladungs-Prioritätsmodus betrieben, um die Energiespeichereinrichtung 10 zu laden. Während der Tagzeit wird das Energie-Steuerungssystem 100 im Verkauf-Maximalmodus betrieben, um die gesamte erzeugte Energie der Energieerzeugungseinrichtung 2 zu verkaufen, während die Lastleistung zur Tagzeit durch Entladeleistung von der Energiespeichereinrichtung 10 vollständig abzudecken, ohne Energie zu kaufen.
Folglich kann ein Benutzer den maximalen Nutzen erhalten. In einem solchen Fall, in welchem die Differenz zwischen dem Verkaufstarif und dem Kauftarif für die Energieerzeugungseinrichtung 2 klein ist, kann Lastleistung zur Tagzeit vollständig durch Entladeleistung von der Energiespeichereinrichtung 10 und erzeugte Leistung der Energieerzeugungseinrichtung 2 abgedeckt werden, ohne Energie zu kaufen, und nur zusätzliche erzeugte Energie kann verkauft werden, woraus ein Benutzer ebenfalls einen Nutzen ziehen kann.
Im Fall 3 wird zur Nachtzeit das Energie-Steuerungssystem 100 im Aufladungs-Prioritätsmodus betrieben, um die Energiespeichereinrichtung 10 zu laden. Zur Tagzeit wird das Energie-Steuerungssystem 100 im Kauf-Minimalmodus betrieben, um die Lastleistung zur Tagzeit vollständig durch Entladeleistung von der Energiespeichereinrichtung 10 und erzeugte Energie von der Energieerzeugungseinrichtung 2 abzudecken, ohne Energie zu kaufen. Folglich kann ein Benutzer den maximalen Nutzen ziehen.
Wenn im Fall 3 (erzeugte Energie > Lastleistung) infolge einer Variation der erzeugten Energie der Energieerzeugungseinrichtung 2 oder Variation der Lastleistung erfüllt ist, wird die überschüssige Energie in die Energiespeichereinrichtung 10 geladen. Selbst wenn der Energiezustand variiert, tritt in dem Energie-Steuerungssystem 100 eine Unterbrechung des Systembetriebs nicht auf, und zwischen einem Laden und einem Entladen der Energiespeichereinrichtung 10 kann ohne Unterbrechung umgeschaltet werden. Daher ist es möglich, eine Energiefluss-Steuerung durchzuführen, ohne die Stabilität des Stromnetzes 1 oder den Betriebszustand der Last 3 zu beeinflussen, während ein Benutzer den maximalen Nutzen ziehen kann.
Die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 kann selektiv einen der folgenden Modi verwenden: einen ersten Modus, in welchem der Betriebsmodus so gesteuert wird, dass er umgeschaltet wird, um einen Beitrag zur Umwelt leisten, wie oben in Ausführungsform 2 beschrieben; und einen zweiten Modus, in welchem der Betriebsmodus so gesteuert wird, dass er umgeschaltet wird, um den Nutzen eines Benutzers zu erhöhen, wie bei der vorliegenden Ausführungsform 3 beschrieben.
In diesem Fall kann die übergeordnete Steuerungseinrichtung 4 eine dahingehende Funktion haben, dass sie zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus gemäß einer externen Eingabe umschaltet, und es kann einem Benutzer der Energie-Steuerungssystem 100 erlaubt sein, das Umschalten durchzuführen.
Es sei angemerkt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die obigen Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden können, und dass jede der obigen Ausführungsformen angemessen modifiziert werden kann oder dabei Merkmale weggelassen werden können.

Claims

Energie-Steuerungssystem, das Folgendes aufweist: – einen DC/DC-Umsetzer mit einer ersten Eingangs-/Ausgangsseite, die mit einer Energiespeichereinrichtung verbunden ist und veranlasst, dass die Energiespeichereinrichtung geladen oder entladen wird, und zwar durch einen bidirektionalen DC/DC-Energie-Umsetzungsvorgang; – einen DC/AC-Umsetzer mit einer DC-Seite, die mit einer zweiten Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers verbunden ist, und mit einer AC-Seite, die mit einem Stromnetz verbunden ist, der einen bidirektionalen Energie-Umsetzungsvorgang zwischen DC und AC durchführt; – ein Energie-Glättungselement, das zwischen die zweite Eingangs-/Ausgangsseite des DC/DC-Umsetzers und die DC-Seite des DC/AC-Umsetzers geschaltet ist; – eine Energiefluss-Detektionseinheit zum Detektieren des Energieflusses des Stromnetzes; – eine Detektionseinheit für umgekehrten Energiefluss zum Detektieren eines umgekehrten Energieflusses, der zum Stromnetz hin fließt, und zwar auf der Seite des Stromnetzes in bezug auf eine Last, die zwischen dem DC/AC-Umsetzer und dem Stromnetz angeschlossen ist; und – eine Steuerungseinrichtung zum Durchführen einer Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers und des DC/AC-Umsetzers auf der Basis eines Befehlswerts für den Energiefluss von dem Stromnetz, der ein gegebener Leistungs-Befehlswert ist, und auf der Basis des Ergebnisses der Detektion durch die Energiefluss-Detektionseinheit und die Detektionseinheit für umgekehrten Energiefluss, wobei die Steuerungseinrichtung Folgendes aufweist: – eine Leistungs-Steuerungseinheit zum Erzeugen eines ersten Ausgangsenergiebefehls für den DC/AC-Umsetzer, wobei die Leistungs-Steuerungseinheit eine erste Leistungs-Steuerungseinheit zum Steuern des Energieflusses von dem Stromnetz aufweist, derart, dass er dem Leistungs-Befehlswert folgt, und eine zweite Leistungs-Steuerungseinheit zum Steuern des umgekehrten Energieflusses aufweist, derart, dass er unterbunden wird; – eine erste Spannungs-Steuerungseinheit zum Erzeugen eines zweiten Ausgangsenergiebefehls für den DC/DC-Umsetzer, so dass die Spannung des Energie-Glättungselements die Sollspannung annimmt; und – eine zweite Spannungs-Steuerungseinheit zum Korrigieren des ersten Ausgangsenergiebefehls derart, dass die Spannungsvariation in dem Energie-Glättungselement unterbunden wird.
Energie-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei unter Verwendung einer Spannungsobergrenze, die höher ist als die Sollspannung für das Energie-Glättungselement, und einer Spannungsuntergrenze, die niedriger ist als die Sollspannung für das Energie-Glättungselement, die zweite Spannungs-Steuerungseinheit Folgendes durchführt: wenn die Spannung des Energie-Glättungselements die Spannungsobergrenze überschreitet, korrigiert sie den ersten Ausgangsenergiebefehl, so dass die Spannung des Energie-Glättungselements gleich groß wie oder kleiner wird als die Spannungsobergrenze, und wenn die Spannung des Energie-Glättungselements kleiner wird als die Spannungsuntergrenze, korrigiert sie den ersten Ausgangsenergiebefehl, so dass die Spannung des Energie-Glättungselements gleich groß wie oder größer wird als die Spannungsuntergrenze.
Energie-Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Spannungs-Steuerungseinheit einen Begrenzer zum Begrenzen des zweiten Ausgangsenergiebefehls auf einen Grenzwert hat, der zum Laden und Entladen der Energiespeichereinrichtung eingestellt ist, wobei die zweite Spannungs-Steuerungseinheit nur dann arbeitet, wenn die Spannung des Energie-Glättungselements von einem Spannungsbereich abweicht, der nicht niedriger ist als die Spannungsuntergrenze und nicht höher ist als die Spannungsobergrenze, und wobei die zweite Spannungs-Steuerungseinheit in einem Zustand arbeitet, in welchem der zweite Ausgangsenergiebefehl durch den Begrenzer begrenzt wird.
Energie-Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Energieerzeugungseinrichtung mit dem Stromnetz zusammengeschaltet ist, und zwar auf Seiten des Stromnetzes in Bezug auf die Detektionseinheit für umgekehrten Energiefluss, und wobei, indem die Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers und des DC/AC-Umsetzers durchgeführt wird, die Steuerungseinrichtung den Energiefluss von dem Stromnetz steuert und das Laden und Entladen der Energiespeichereinrichtung steuert, um Energie zu der Last zuzuführen und erzeugte Leistung der Energieerzeugungseinrichtung zu verwenden.
Energie-Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei selbst dann, wenn sich der Leistungs-Befehlswert verändert, die Steuerungseinrichtung die Ausgangssteuerung des DC/DC-Umsetzers und des DC/AC-Umsetzers durch den gleichen Steuerungsvorgang durchführt, so dass das Energie-Steuerungssystem arbeitet, während es automatisch zwischen einer Mehrzahl von folgenden Betriebsmodus umschaltet: – einem ersten Betriebsmodus, in welchem gemäß dem Leistungs-Befehlswert der Energiefluss von dem Stromnetz maximiert wird und die Energiespeichereinrichtung geladen wird; – einem zweiten Betriebsmodus, in welchem der Energiefluss unterbunden wird und die Energiespeichereinrichtung geladen oder entladen wird; und – einem dritten Betriebsmodus, in welchem – bei Steuerung des Energieflusses derart, dass er negativ ist – die erzeugte Energie der Energieerzeugungseinrichtung dem Stromnetz zugeführt wird und die Energiespeichereinrichtung entladen wird.
Energie-Steuerungssystem nach Anspruch 4, wobei der Leistungs-Befehlswert so bestimmt wird, dass er den Energiefluss von dem Stromnetz zwischen Nachtzeit und Tagzeit ausgleicht.
Energie-Steuerungssystem nach Anspruch 4, das ferner eine Befehlswert-Erzeugungseinheit zum Bestimmen des Leistungs-Befehlswerts aufweist, wobei die Befehlswert-Erzeugungseinheit selektiv einen von folgenden Modi verwendet: einen ersten Modus, in welchem der Leistungs-Befehlswert auf der Basis eines eingestellten Zeitplans oder einer Energiebedarfs-Information bestimmt wird, und einen zweiten Modus, in welchem der Leistungs-Befehlswert gemäß einem Stromtarif bestimmt wird.