DE112021002341T5 - Verfahren und systeme zur netzunabhängigen laststabilisierung von energieverteilungssystemen - Google Patents

Verfahren und systeme zur netzunabhängigen laststabilisierung von energieverteilungssystemen Download PDF

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Dachuan Yu
Gregory J. Speckhart
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung offenbart Verfahren, Systeme und ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium zur netzunabhängigen Laststabilisierung. Das Verfahren kann beispielsweise umfassen: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und von Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; und Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators. Das Verfahren kann ferner umfassen: Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf die netzunabhängige Laststabilisierung.
  • Stand der Technik
  • Bei netzunabhängigen Leistungserzeugungssystemen kann es zu Laständerungen kommen, z. B. durch Hinzufügen, Entfernen oder Verwenden einzelner elektrischer Lasten. Die Laständerungen können die Leistungsqualität des netzunabhängigen Leistungserzeugungssystems beeinträchtigen, da die Busfrequenz des Leistungssystems nur mit Verzögerung auf einen Nennwert zurückkehrt. Die US-Patentanmeldung Nr. 2015/0021998 A1 („die '998-Anmeldung“) an Trescases et al., die am 17. Juli 2014 eingereicht wurde, offenbart eine stabilisierte Leistungserzeugungsvorrichtung, z. B. für Photovoltaik- oder Windturbinen-Leistungsgeneratoren. Der stabilisierte Leistungsgenerator der '998-Anwendung beinhaltet eine leistungserzeugende Komponente, einen Energiespeicher, einen bidirektionalen Gleichstrom(DC)/DC-Wandler und einen bidirektionalen Gleichstrom/Wechselstrom(AC)-Wandler, wobei der bidirektionale DC/DC-Wandler elektrisch zwischen der leistungserzeugenden Komponente und dem Energiespeicher gekoppelt ist. Währenddessen ist der bidirektionale DC/AC-Wandler auf einer DC-Seite des bidirektionalen DC/AC-Wandlers elektrisch mit einem Pfad zwischen der leistungserzeugenden Komponente und dem bidirektionalen DC/DC-Wandler gekoppelt und ist auf einer AC-Seite des bidirektionalen DC/AC-Wandlers elektrisch mit einem elektrischen Netz zu koppeln. Daher stellt die '998-Anwendung dezentrale Speicher an jedem Leistungsgenerator bereit, und die Wandler sind steuerbar, um Maximum-Power-Point-Tracking in Photovoltaiksystemen, Leistungsglättung und/oder Aufrechterhaltung des Ladezustands (State of Charge, SOC) des Energiespeichers bereitzustellen. Das System der '998-Anmeldung stellt jedoch keine Möglichkeit zur sofortigen Einspeisung/Absorption von Leistung bereit, um die Last und die daraus resultierende Busfrequenz zu stabilisieren.
  • Die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung können eines oder mehrere der vorstehend aufgeführten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik lösen. Der Umfang der aktuellen Offenbarung wird jedoch durch die beigefügten Ansprüche definiert, und nicht durch die Fähigkeit, irgendein spezifisches Problem zu lösen.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Gemäß einem Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zur netzunabhängigen Laststabilisierung. Das Verfahren umfasst: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators; Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (Electronic Storage Dispatch, ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein System zur netzunabhängigen Laststabilisierung. Das System beinhaltet: zumindest einen Speicher, der Anweisungen speichert; und zumindest einen Prozessor, der die Anweisungen ausführt, um Vorgänge auszuführen. Die Vorgänge umfassen: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators; Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (Electronic Storage Dispatch, ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein nicht transitorisches computerlesbares Medium, das Anweisungen speichert, die, bei Ausführung durch den Prozessor, den Prozessor veranlassen, Vorgänge zur netzunabhängigen Laststabilisierung auszuführen. Die Vorgänge umfassen: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators; Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (Electronic Storage Dispatch, ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation einbezogen sind und einen Teil dieser Spezifikation darstellen, veranschaulichen verschiedene exemplarische Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien der Offenbarung.
    • 1 stellt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Systems zur netzunabhängigen Laststabilisierung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar.
    • 2 stellt ein Ablaufdiagramm zur netzunabhängigen Laststabilisierung unter Verwendung einer Laststabilisierungsfunktion und einer SOC-Funktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar.
    • 3 stellt ein Ablaufdiagramm für eine Generatorsatz-Grenzwertfunktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar.
    • 4 stellt ein Ablaufdiagramm für eine Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar.
    • 5 stellt ein beispielhaftes System dar, das hierin dargestellte Techniken ausführen kann.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind nur exemplarisch und erläuternd und schränken die Merkmale, wie beansprucht, nicht ein. Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“, „beinhaltend“ oder andere Varianten davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, aufweist oder beinhaltet nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt oder für einen solchen Prozess, ein solches Verfahren, einen solchen Artikel oder eine solche Vorrichtung inhärent ist.
  • In dieser Offenbarung werden relative Begriffe, wie z. B. „ungefähr“, „im Wesentlichen“, „allgemein“ oder „etwa“ verwendet, um eine mögliche Abweichung von ±10 % des angegebenen Wertes anzugeben. Der Begriff „beispielhaft“ wird im Sinne von „Beispiel“ statt „ideal“ verwendet. Wie hierin verwendet, beinhalten die Singularformen „ein“, „eine“, „eines“ sowie „der/die/das“ die Pluralreferenz, sofern der Kontext nichts anderes vorschreibt. 1 stellt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines Systems 100 zur netzunabhängigen Laststabilisierung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar. Das System 100 kann ein Leistungssystem 105 und zumindest eine Last 110 beinhalten. Das Leistungssystem 105 kann zumindest einen Generator 105A, zumindest einen Energiespeicher 105B, eine Steuerung 105C und/oder Schnittstellen 105D und 105E beinhalten.
  • Das Leistungssystem 105 kann ein netzunabhängiges elektrisches Leistungsverteilungssystem sein, das der zumindest einen Last 110 Leistung bereitstellen kann. Insbesondere kann das Leistungssystem 105 elektrische Leistung für die zumindest eine Last 110 bereitstellen, wie nachstehend näher erläutert wird. Im Allgemeinen kann das Leistungssystem 105 Leistung in Form von Wechselstromleistung (AC-Leistung) mit einer bestimmten Spannung und einem bestimmten Strom bereitstellen. Darüber hinaus kann das Leistungssystem 105 die Schnittstellen 105D und 105E, die Steuerung 105C, zumindest einen der Generatoren 105A und zumindest einen der Energiespeicher 105B beinhalten. Der zumindest eine der Energiespeicher 105B kann von der Steuerung 105C zur sofortigen Einspeisung von Leistung gesteuert werden, wenn das Leistungssystem 105 Leistung benötigt, oder zur sofortigen Aufnahme von überschüssiger, von dem Leistungssystem 105 erzeugter Leistung. Dementsprechend kann der zumindest eine der Energiespeicher 105B (gesteuert durch die Steuerung 105) als Leistungsverbraucher des zumindest einen Generators 105A oder als Leistungsquelle mit dem zumindest einen Generator 105A wirken, um dadurch sicherzustellen, dass die Systembusfrequenzen des zumindest einen Generators 105A auf einem Nennwert gehalten werden. Die Steuerung 105C kann in die Schnittstellen 105D und 105E, den zumindest einen der Generatoren 105A und den zumindest einen der Energiespeicher 105B oder in Kombinationen davon integriert oder von diesen getrennt (aber mit ihnen verbunden) sein. Auf diese Weise kann ein Benutzer je nach Wunsch Generatoren 105A hinzufügen oder entfernen, um die Systemleistungserzeugung zu erhöhen/verringern, und/oder Energiespeicher 105B hinzufügen oder entfernen, um die Energiespeicherkapazität des Systems zu erhöhen/verringern. Zum Beispiel kann ein Benutzer vorziehen, zusätzliche Generatoren 105A hinzuzufügen und/oder zusätzliche Energiespeicher 105B hinzuzufügen, um die Lastkapazität zu erhöhen, wenn erwartet wird, dass zusätzliche Lasten 110 an das Leistungssystem 105 angeschlossen werden, oder die Generatoren 105A zu entfernen und/oder die Energiespeicher 105B zu entfernen, um die Lastkapazität zu verringern, wenn erwartet wird, dass die Lasten 110 von dem Leistungssystem 105 getrennt werden.
  • Im Allgemeinen bedeutet „netzunabhängig“ in dieser Offenbarung, dass das elektrische Leistungsverteilungssystem nicht an ein größeres elektrisches Leistungssystem angeschlossen ist, das beispielsweise von einem Stromversorger oder einer anderen großen Stromerzeugungsanlage betrieben wird, die ein geografisches Gebiet, einen Campus, eine Anlage usw. mit Strom versorgt. Die hierin offenbarten Techniken können jedoch auch auf elektrische Leistungsverteilungssysteme angewendet werden, die mit größeren elektrischen Leistungsverteilungssystemen verbunden sind. Beispielsweise können die größeren elektrischen Leistungsverteilungssysteme als Leistungsquelle in einer primären oder sekundären Anbieterrolle betrieben werden, während das Leistungssystem 105 als Leistungsquelle in der anderen der primären oder sekundären Anbieterrolle betrieben werden kann.
  • Bei der zumindest einen Last 110 kann es sich um eine beliebige Vorrichtung handeln, die an ein Leistungsverteilungssystem, wie das Leistungssystem 105, angeschlossen werden kann, um elektrische Leistung zu erhalten. Beispielhafte Lasten können schwere Maschinen, persönliche Vorrichtungen, Geräte, HLK-Systeme, ein elektrisches Hausverteilungssystem usw. beinhalten. Im Allgemeinen kann die zumindest eine Last 110 die Leistung aus dem Leistungssystem 105 beziehen und die Leistung entsprechend den Betrieben der zumindest einen Last 110 nutzen. Benutzer des Leistungssystems 105 und der zumindest einen Last 110 können die zumindest eine Last 110 durch elektrische Verbindung der zumindest einen Last 110 mit den Schnittstellen 105D und 105E des Leistungssystems 105 verbinden/trennen. So können die Schnittstellen 105D und 105E beispielsweise über Wechselstromstecker/-buchsen verfügen, um die zumindest eine Last 110 parallel mit dem zumindest einen Generator 105A und dem zumindest einen Energiespeicher 105B des Leistungssystems 105 zu verbinden.
  • Die Schnittstellen 105D und 105E können auch eine Vielzahl von Generatoranschlüssen und eine Vielzahl von Energiespeicheranschlüssen aufweisen. Die Vielzahl der Generatoranschlüsse können festverdrahtete elektrische Verbindungen und/oder Wechselstromstecker/-buchsen sein, um den zumindest einen Generator 105A parallel mit der zumindest einen Last 110 und dem zumindest einen Energiespeicher 105B zu verbinden. Die Vielzahl der Energiespeicheranschlüsse können festverdrahtete elektrische Verbindungen und/oder Wechselstromstecker/-buchsen sein, um den zumindest einen Energiespeicher 105B parallel mit der zumindest einen Last 110 und dem zumindest einen Generator 105A zu verbinden. Wie vorstehend erläutert, kann das Leistungssystem 105 beispielsweise das Hinzufügen/Entfernen von Generatoren 105A und/oder das Hinzufügen/Entfernen von Energiespeichern 105B erlauben oder nicht. Daher können die Schnittstellen 105D und 105E je nach Konfiguration Folgendes beinhalten: (1) festverdrahtete elektrische Anschlüsse, die den zumindest einen Generator 105A verbinden; (2) Wechselstromstecker/-buchsen zum Verbinden/Trennen des zumindest einen Generators 105A; (3) festverdrahtete elektrische Anschlüsse, die den zumindest einen Energiespeicher 105B verbinden; und/oder (4) Wechselstromstecker/-buchsen zum Verbinden/Trennen des zumindest einen Energiespeichers 105B.
  • Der zumindest eine Generator 105A kann Wechselstromleistung an das Leistungssystem 105 bereitstellen, das die Wechselstromleistung an die zumindest eine Last 110 bereitstellen kann. Im Allgemeinen kann der zumindest eine Generator 105A jede Vorrichtung sein, die Antriebsleistung (mechanische Energie) in elektrische Leistung umwandelt, um die Wechselstromleistung auszugeben. In einem Aspekt der Offenbarung kann es sich bei dem zumindest einen Generator 105A um einen elektrischen Gasturbinengenerator handeln. Bei solchen Gasturbinengeneratoren können schnelle Laständerungen der zumindest einen Last 110 dazu führen, dass die Systembusfrequenz von einem Nennwert abweicht. Die Systembusfrequenz kann die Frequenz von elektrischen Komponenten des zumindest einen Generators 105A sein. Zum Beispiel können solche elektrischen Gasturbinengeneratoren über isochrone Frequenzregler verfügen, die versuchen können, die Systembusfrequenz in Reaktion auf Änderungen der Last der zumindest einen Last 110 auf dem Nennwert zu halten. Daher ändert sich die Frequenz des Systembusses während einer transienten Lastladung (z. B. einer Lasttransiente), wenn sich die Last des zumindest einen Generators 105A ändert. Die Geschwindigkeit, mit der die Systembusfrequenz auf den Nennwert zurückkehrt, ist jedoch aufgrund der Trägheit der Bewegung der physikalischen Komponenten (z. B. des Rotors eines Stator-Rotors) des zumindest einen Generators 105A langsamer als die gewünschte Geschwindigkeit. Die langsame Rückkehrgeschwindigkeit kann die Qualität der Leistung des Leistungssystems 105 beeinträchtigen. Die Leistungsqualität des Leistungssystems 105 kann basierend auf der Spannung, Frequenz und Wellenform der Leistungsausgabe an die zumindest eine Last 110 ermittelt werden. Eine hohe Leistungsqualität kann die Kontinuität des Betriebs für die zumindest eine Last 110 sicherstellen, sodass die zumindest eine Last 110 wie vorgesehen funktionieren kann. Eine niedrige Leistungsqualität kann dazu führen, dass die zumindest eine Last 110 eine Fehlfunktion aufweist, vorzeitig ausfällt oder überhaupt nicht arbeitet.
  • Daher kann die Vermeidung von Lasttransienten für das Bereitstellen einer besseren Leistungsqualität von Vorteil sein. Eine Steuerung der Last der zumindest einen Last ist jedoch im Allgemeinen nicht möglich oder wünschenswert. Stattdessen kann die Steuerung 105C, wie nachstehend erläutert, den zumindest einen Energiespeicher 105B dahingehend steuern, dass er als Leistungsverbraucher oder Leistungsquelle wirkt, sodass der zumindest eine Generator 105A die Systembusfrequenz auf dem Nennwert halten kann, wodurch eine bessere Leistungsqualität gewährleistet wird.
  • Der zumindest eine Generator 105A kann auch Kommunikationsschnittstellen beinhalten. Die Kommunikationsschnittstellen des zumindest einen Generators 105A können dem zumindest einen Generator 105A die Kommunikation mit der Steuerung 105C ermöglichen. Beispielsweise kann der zumindest eine Generator 105A über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit der Steuerung 105C verbunden sein. Der zumindest eine Generator 105A kann der Steuerung 105C Generatordaten bereitstellen. Die Generatordaten können für jeden der zumindest einen Generatoren 105A Lastdaten und/oder Generatorparameter beinhalten. Die Lastdaten können eine aktuelle (z. B. Momentan-)Last, die von dem zumindest einen Generator 105A wahrgenommen wird, und/oder zurückliegende Lastdaten (sofern zumindest ein Generator 105A solche Daten lokal speichert) beinhalten. Die aktuellen Lastdaten/zurückliegenden Lastdaten können Spannung (z. B. in Volt) und/oder Strom (z. B. in Ampere) beinhalten, die von einem im Generator enthaltenen Volt- und/oder Amperemeter gemessen werden. Die Generatorparameter können einen Generatorsatz-Maximalschwellenwert und einen Generatorsatz-Minimalschwellenwert beinhalten. Um die Bandbreite der Übertragung zu verringern, können die Generatordaten alternativ die Generatorparameter auslassen und der zumindest eine Generator 105A kann die Generatorparameter während eines anfänglichen Konfigurationsprozesses zwischen dem zumindest einen Generator 105A und der Steuerung 105C übertragen (z. B. wenn ein Generator 105A das erste Mal mit der Steuerung 105 verbunden wird). Der Generatorsatz-Maximalschwellenwert und der Generatorsatz-Minimalschwellenwert können eine maximale Leistungslast bzw. eine minimale Leistungslast angeben, die ein Generator unterstützen kann.
  • Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann eine beliebige Energiespeichervorrichtung sein, die Wechselstromleistung ausgeben kann. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann beispielsweise zumindest einer sein von: einem elektrochemischen Energiespeicher (wie einer Batterie), einem elektrischen Energiespeicher (wie einem Kondensator, einem Superkondensator oder einem supraleitenden magnetischen Energiespeicher), einem mechanischen Energiespeicher (wie einem Schwungrad, einem Pumpensystem usw.) und/oder einer beliebigen Kombination davon. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann Wechselrichter beinhalten (einzeln oder gemeinsam), sodass der zumindest eine Energiespeicher 105B als Leistungsverbraucher oder Leistungsquelle betrieben werden kann. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann auch elektronische Steuerungsmechanismen beinhalten, um zu steuern (1) wie viel Last der zumindest eine Energiespeicher 105B aufnimmt oder (2) wie viel Wechselstromleistung der zumindest eine Energiespeicher 105B ausgibt.
  • Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann auch Kommunikationsschnittstellen beinhalten. Die Kommunikationsschnittstellen des zumindest einen Generators 105A können dem zumindest einen Energiespeicher 105B die Kommunikation mit der Steuerung 105C ermöglichen. Beispielsweise kann der zumindest eine Energiespeicher 105B über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit der Steuerung 105C verbunden sein. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann der Steuerung 105C Energiespeicherdaten bereitstellen und Anweisungen von der Steuerung 105C empfangen.
  • Die Energiespeicherdaten können für jeden der zumindest einen Energiespeicher ein aktuelles Energieniveau (z. B. aktuell gespeicherte Kilowattstunden), die Gesamtenergiespeicherkapazität (z. B. Kilowattstunden Kapazität) und/oder Entlade-/Ladeparameter beinhalten. Das aktuelle Energieniveau kann von einem Batteriemesser eines Energiespeichers gemessen werden. Der Batteriemesser kann ein oder eine Kombination aus einem Voltmeter, einem Amperestundenmesser und/oder einem impedanzbasierten Messgerät sein. Die Entlade-/Ladeparameter können eine Entladeleistungsmenge und eine Ladeleistungsmenge für den/die Energiespeicher(n) 105B angeben. Alternativ können die Energiespeicherdaten zur Reduzierung der Übertragungsbandbreite die Entlade-/Ladeparameter auslassen, und der zumindest eine Energiespeicher 105B kann die Entlade-/Ladeparameter übertragen, wenn der zumindest eine Energiespeicher 105B erstmals mit der Steuerung 105C verbunden wird. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann Anfragen nach den Energiespeicherdaten zur Bereitstellung der Energiespeicherdaten empfangen und/oder die Energiespeicherdaten kontinuierlich an die Steuerung 105C bereitstellen. Die Anweisungen können eine Anweisung zum Energiespeicherversand (ESD) beinhalten. Ein ESD kann eine Anweisung zur Einspeisung von Leistung in den Systembus des Leistungssystems 105 oder zur Aufnahme von Leistung aus dem Systembus des Leistungssystems 105 umfassen. Bei den hierin vorgestellten Techniken kann zumindest ein ESD zur schnellen Stabilisierung der Last eingesetzt werden, wodurch die Busfrequenz des Leistungssystems 105 auf zeitsparende Weise stabilisiert wird, anstatt zu versuchen, die Last allein mit dem/den Generator(en) 105A zu stabilisieren. Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann die Wechselrichter und die elektronischen Steuermechanismen steuern, um (1) die Menge der von dem zumindest einen Energiespeicher 105B aufgenommenen Last oder (2) die Menge der von dem zumindest einen Energiespeicher 105B erzeugten AC-Leistungsausgabe in Übereinstimmung mit dem ESD zu steuern.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann die Steuerung 105C den zumindest einen Energiespeicher 105B dahingehend steuern, dass er als nahezu Momentanlast oder Energiequelle wirkt, sodass der zumindest eine Generator 105A die Frequenz des Systembusses auf dem Nennwert halten kann, wodurch eine bessere Leistungsqualität gewährleistet wird. In einem Aspekt der Offenbarung kann die Steuerung 105C den zumindest einen Energiespeicher 105B dahingehend steuern, dass er unverzüglich Leistung einspeist, wenn die zumindest eine Last 110 Leistung benötigt, oder unverzüglich überschüssige Leistung aufnimmt, die von dem zumindest einen Generator 105A erzeugt wurde. Dementsprechend regelt die Steuerung 105 die Leistung, sodass zu jedem Zeitpunkt eine exakte Menge der gewünschten Leistungsversorgung in das oder aus dem Leistungssystem 105 fließt. Die unverzügliche Einspeisung/Aufnahme von Leistung kann durchgeführt werden, um die Menge der vom Leistungssystem 105 wahrgenommenen transienten Last zu steuern und somit die Last und die daraus resultierende Systembusfrequenz des zumindest einen Generators 105A zu stabilisieren. Die gewünschte Leistung kann durch Ermittlung eines gleitenden Durchschnitts der Systemlast und der Differenz zwischen dem gleitenden Durchschnitt und einem Momentanlastwert berechnet werden. Diese Differenz kann die gewünschte Leistungsausgabe/-aufnahme des Energiespeichers sein. Das Veranlassen des/der Energiespeicher(s) 105B zur Ausgabe/Aufnahme der gewünschten Leistung (z. B. durch Übertragen der Anweisungen für den Energiespeicherversand) kann die von dem zumindest einen Generator 105A wahrgenommene transiente Last begrenzen.
  • Die Steuerung 105C kann zumindest eine Speichervorrichtung beinhalten, die Anweisungen speichert; zumindest einen Prozessor, der die Anweisungen aus der Speichervorrichtung ausführt, um eine Reihe von gewünschten Vorgängen durchzuführen; und eine Kommunikationsschnittstelle, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemkomponenten ermöglicht. Die Anweisungen können nicht-transitorische, computerlesbare Anweisungen zur Ausführung einer Steueranwendung sein. Die Kommunikationsschnittstelle der Steuerung 105C kann der Steuerung 105C die Kommunikation mit dem zumindest einen Generator 105A und dem zumindest einen Energiespeicher 105B ermöglichen, wie vorstehend erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann während der Ausführung der Steueranwendung die Generatordaten und die Energiespeicherdaten empfangen, die Generatordaten und die Energiespeicherdaten zur Erzeugung eines ESD verarbeiten und den ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B ausgeben, sodass der zumindest eine Generator 105A vor transienten Laständerungen geschützt wird. Zur Verarbeitung der Generatordaten und der Energiespeicherdaten zur Erzeugung des ESD, kann die Steueranwendung eine Laststabilisierungsfunktion und/oder eine Ladezustandsfunktion (SOC-Funktion) beinhalten. Die Steueranwendung kann auch eine Generatorsatz-Grenzwertfunktion und/oder eine Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion beinhalten, um den ESD zu erzeugen. Die Laststabilisierungsfunktion, die SOC-Funktion, die Generatorsatz-Grenzwertfunktion und/oder die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion können manuell oder automatisch konfiguriert werden. Bei der manuellen Konfiguration können die vorgenannten Systemfunktionen über eine Benutzereingabe aktiviert oder deaktiviert werden. Alternativ kann die Steuerung 105C die vorgenannten Systemfunktionen basierend auf dem Vorhandensein oder der Abwesenheit von Systemparametern (z. B. kein Generatorsatz-Minimalschwellenwert vorhanden usw.) automatisch aktivieren oder deaktivieren. In der Regel können in der Steueranwendung alle Funktionen standardmäßig aktiviert sein. Die Laststabilisierungsfunktion kann im Allgemeinen sicherstellen, dass die Systembusfrequenzen des zumindest einen Generators 105A auf einem Nennwert gehalten werden, indem sie eine Leistungsmenge zur Aufnahme/Einspeisung durch den zumindest einen Energiespeicher 105B veranlasst. Die Leistungsmenge kann basierend auf einer Differenz aus einer Momentanlast und einem gleitenden Mittelwert der Last ermittelt werden. Währenddessen kann die SOC-Funktion sicherstellen, dass der zumindest eine Energiespeicher 105B bis auf einen Soll-SOC aufgeladen wird. Der Soll-SOC kann dem zumindest einen Energiespeicher 105B die Bereitstellung eines langfristigen Nutzens für das System 100, wie etwa einen vom Leistungssystem 105 nutzbaren Betriebsbereich und/oder die Vermeidung von Degradationsbereichen des zumindest einen Energiespeichers 105B ermöglichen.
  • Die Steueranwendung kann fortfahren, iterativ einen ESD für eine bestimmte Zeitspanne (z. B. jede Millisekunde) zu ermitteln und den ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B zu übertragen. Konkret kann die Steueranwendung die Generatordaten und die Energiespeicherdaten durch die Laststabilisierungsfunktion parallel zur SOC-Funktion verarbeiten, um einen ersten ESD zu ermitteln, danach durch die Generatorsatz-Grenzwertfunktion einen zweiten ESD ermitteln und anschließend durch die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion einen dritten ESD ermitteln. Die Steueranwendung kann je nach Konfiguration der Funktionen den ersten, zweiten oder dritten ESD übertragen, der angibt, welche Funktionen aktiviert und welche Funktionen nicht aktiviert sind.
  • Ist die Laststabilisierungsfunktion aktiviert, kann die Steuerung 105C eine aktuelle Last des zumindest einen Generators 105A abrufen, einen Fenstersollwert ermitteln, einen gleitenden Durchschnitt für die Last basierend auf dem Fenstersollwert ermitteln, und eine Lastglättungsleistung basierend auf einer Differenz zwischen dem gleitenden Durchschnitt für die Last und der aktuellen Last ermitteln. Wenn keine andere Funktion aktiviert ist, kann die Steuerung 105C danach einen ESD basierend auf der Lastglättungsleistung erzeugen und den ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B übertragen.
  • Zur Ermittlung der aktuellen Last des Leistungssystems 105 kann die Steuerung 105C Generatordaten von dem zumindest einen Generator 105A empfangen und die Lastdaten extrahieren. Die Lastdaten können die Momentanlast des zumindest einen Generators 105A und/oder zurückliegende Lastdaten beinhalten, und die Steuerung 105C kann die Momentanlast als die aktuelle Last festlegen.
  • Die Steuerung 105C kann den Fenstersollwert basierend auf einer aktuellen Zeit einer Systemuhr ermitteln. Zum Beispiel kann die Steuerung 105C den Fenstersollwert als einen Zeitrahmen von der aktuellen Zeit (von der Systemuhr) rückwärts zu einer bestimmten Zeitspanne (z. B. vorherige Sekunde, Minute, Stunde usw.) ermitteln.
  • Zur Ermittlung des gleitenden Durchschnitts für die Last kann die Steuerung 105C basierend auf dem Fenstersollwert zurückliegende Lastdaten aus dem Speicher abrufen und eine Formel für den gleitenden Durchschnitt (aus zumindest einer Formel für den gleitenden Durchschnitt) für die abgerufenen zurückliegenden Lastdaten und die aktuelle Last verwenden. Die Steuerung 105C kann dann die zurückliegenden Lastdaten aktualisieren, um die aktuelle Last der Generatordaten einzubeziehen. Beispielsweise kann die Steuerung 105C die zurückliegenden Lastdaten in einem Puffer, in einer Stack-Datenstruktur, in einer linearen First-in-First-out-Datenstruktur, wie einer Warteschlange, speichern. Ein Fachmann wird erkennen, dass es viele Möglichkeiten zur Speicherung solcher Zeitreihendaten gibt. Daher sind die vorgenannten Arten nicht als einschränkend, sondern lediglich als beispielhaft zu betrachten. Die Formeln für den gleitenden Durchschnitt können entweder eine einfache Formel für den gleitenden Durchschnitt, eine Formel für den kumulativen gleitenden Durchschnitt, eine Formel für den gewichteten gleitenden Durchschnitt, eine Formel für den exponentiellen gleitenden Durchschnitt und/oder eine Kombination davon sein.
  • Zur Ermittlung der Lastglättungsleistung kann die Steuerung 105C die aktuelle Last von dem gleitenden Durchschnitt für die Last subtrahieren. Die Lastglättungsleistung kann zum Beispiel eine positive oder negative Lastmenge sein, die in Kilowatt ausgedrückt wird. Beispielsweise sollte der ESD den zumindest einen Energiespeicher 105B zur Aufnahme eines Absolutwertes der Menge (wenn die Lastglättungsleistung positiv ist, wirkt/wirken der/die Energiespeicher 105B als Leistungsverbraucher) oder zur Ausgabe des Absolutwertes der Menge (wenn die Lastglättungsleistung negativ ist, wirkt/wirken der/die Energiespeicher 105B als Leistungsquelle) anweisen, sodass eine aktuelle Last, wie sie von dem zumindest einen Generator 105A wahrgenommen wird, der gleitende Durchschnitt für die Last ist.
  • Wenn die SOC-Funktion aktiviert ist, kann die Steuerung 105C eine aktuelle Energiesumme ermitteln; eine Energie bei einem Soll-SOC ermitteln; eine Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme ermitteln; eine SOC-Steuerverstärkung erhalten; eine SOC-Korrekturleistung basierend auf (beispielsweise durch Ermitteln eines Produkts) der SOC-Steuerverstärkung und der Differenz zwischen der Energie am Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme ermitteln; Ermitteln, ob die Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Grenzwertfunktion aktiviert ist, die SOC-Korrekturleistung auf eine maximale SOC-Vorspannleistung begrenzen; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Grenzwertfunktion deaktiviert ist, ohne Begrenzung der SOC-Korrekturleistung fortfahren; und einen ersten ESD basierend auf der Lastglättungsleistung und/oder der SOC-Korrekturleistung ermitteln. Ist keine andere Funktion aktiviert, kann die Steuerung 105C danach den ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B übertragen.
  • Zum Erhalt der aktuellen Energiesumme kann die Steuerung 105C ein aktuelles Energieniveau jedes des/der Energiespeicher(s) 105B extrahieren und die aktuellen Energieniveaus jedes des/der Energiespeicher(s) 105B aggregieren (z. B. addieren). Das aktuelle Energieniveau kann beispielsweise die in dem zumindest einen Energiespeicher 105B gespeicherte Energie (z. B. Kilowattstunden) sein, die jederzeit für die Ausgabe zur Verfügung steht. Das aktuelle Energieniveau des zumindest einen Energiespeichers 105A kann entweder aus dem Speicher oder aus den an anderer Stelle gespeicherten Energiespeicherdaten extrahiert werden.
  • Zum Erhalt der Energie bei dem Soll-SOC kann die Steuerung 105C die Daten aus dem Speicher abrufen (falls zuvor erhalten und/oder nicht geändert) oder sie aus den empfangenen Energiespeicherdaten extrahieren. So kann die Steueranwendung beispielsweise einen Soll-Prozentsatz (z. B. 40 %, 50 %, 60 % usw.) der Gesamtenergiespeicherkapazität des zumindest einen Energiespeichers 105B haben und die Energie bei dem Soll-SOC durch Multiplikation des Soll-Prozentsatzes mit der gesamten Energiespeicherkapazität des zumindest einen Energiespeichers 105B ermitteln. Die Gesamtenergiespeicherkapazität des zumindest einen Energiespeichers 105B kann aus den Energiespeicherdaten extrahiert werden.
  • Um die Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme zu ermitteln, kann die Steuerung 105C die aktuelle Energiesumme von der Energie bei dem Soll-SOC subtrahieren. Die Differenz kann beispielsweise angeben, ob der zumindest eine Energiespeicher 105B gegenwärtig mehr Energie als der Soll-SOC speichert (Differenz ist positiv) oder gegenwärtig weniger Energie als der Soll-SOC speichert (Differenz ist negativ). Zum Erhalt der SOC-Steuerverstärkung kann die Steuerung 105C aus dem Speicher eine SOC-Steuerverstärkungsvariable oder eine SOC-Verstärkungsfunktion abrufen, die die SOC-Verstärkungsvariable basierend auf Eingaben ausgibt, wie beispielsweise eine Größe der Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme oder ob die Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme positiv oder negativ ist (z. B. das Vorzeichen der Differenz). Die SOC-Steuerverstärkungsvariable kann eine Konvergenzzeit von der aktuellen Energiesumme zur Energie bei dem Soll-SOC angeben. Die Konvergenzzeit kann beispielsweise einstellbar sein (z. B. durch Verwendung der SOC-Verstärkungsfunktion), um eine Lade-/Entladegeschwindigkeit des zumindest einen Energiespeichers 105B zu ändern. Wird beispielsweise die Konvergenzzeit auf eine kürzere Zeit eingestellt, kann/können sich der/die Energiespeicher 105B schneller aufladen, oder wenn die Konvergenzzeit auf eine längere Zeit eingestellt wird, kann/können sich der/die Energiespeicher 105B langsamer aufladen.
  • Zur Ermittlung der SOC-Korrekturleistung kann die Steuerung 105C die Differenz durch die SOC-Steuerverstärkung dividieren. So kann die Steuerung 105C beispielsweise die SOC-Korrekturleistung (z. B. Kilowatt) durch Dividieren der Differenz (z. B. Kilowattstunden) durch die Konvergenzzeit (z. B. Stunden) ermitteln, um eine in den/aus dem zumindest einen Energiespeicher 105B einzugebende/auszugebende Leistungsmenge (z. B. Kilowatt) zu ermitteln. Zur Ermittlung, ob die Grenzwertfunktion aktiviert ist, kann die Steuerung 105C ermitteln, ob der SOC des zumindest einen Energiespeichers 105B kleiner als ein niedriger kritischer Schwellenwert (entweder einzeln oder gemeinsam) und/oder größer als ein hoher kritischer Schwellenwert ist. So kann die Steuerung 105C beispielsweise das aktuelle Energieniveau des zumindest einen Energiespeichers 105B und/oder die aktuelle Energiesumme erhalten und ermitteln, ob eines der aktuellen Energieniveaus der einzelnen Energiespeicher des zumindest einen Energiespeichers 105B und/oder die aktuelle Energiesumme kleiner als der niedrige kritische Schwellenwert und/oder größer als der hohe kritische Schwellenwert ist. Der niedrige kritische Schwellenwert kann ein Energiewert (z. B. Kilowattstunden) sein, der auf einem Schwellenwertprozentsatz (z. B. 5 %,10 % usw.) der Gesamtenergiespeicherkapazität des zumindest einen Energiespeichers 105B (z. B. Kilowattstunden) basiert. Der hohe kritische Schwellenwert kann ein Energiewert (z. B. Kilowattstunden) sein, der auf einem Schwellenwertprozentsatz (z. B. 90 %, 95 % usw.) der Gesamtenergiespeicherkapazität des zumindest einen Energiespeichers 105B (z. B. Kilowattstunden) basiert. In Reaktion auf die Ermittlung, dass die Grenzwertfunktion nicht aktiviert ist, kann die Steuerung 105C fortfahren, den ersten ESD ohne Begrenzung der SOC-Korrekturleistung zu ermitteln.
  • In Reaktion auf die Ermittlung, dass die Grenzwertfunktion aktiviert ist, kann die Steuerung 105C ermitteln, ob die SOC-Korrekturleistung größer als eine maximale SOC-Vorspannungsleistung ist. Die maximale SOC-Vorspannungsleistung kann eine bestimmte Leistung (z. B. Kilowatt) sein, die die SOC-Korrekturleistung drosseln kann, sodass die Lastglättungsleistung Lasttransienten im Wesentlichen entfernen kann. In Reaktion auf die Ermittlung, dass die SOC-Korrekturleistung größer ist als die maximale SOC-Vorspannungsleistung, kann die Steuerung 105C die SOC-Korrekturleistung auf die maximale SOC-Vorspannungsleistung einstellen. In Reaktion auf die Ermittlung, dass die SOC-Korrekturleistung nicht größer (z. B. gleich oder kleiner) als die maximale SOC-Vorspannungsleistung ist, stellt die Steuerung 105C die SOC-Korrekturleistung möglicherweise nicht ein. Auf diese Weise kann die Steuerung 105C auf die SOC-Vorspannungsleistung beschränkt werden und die Lastglättungsfunktion nicht außer Kraft setzen.
  • Zur Ermittlung des ersten ESD basierend auf der Lastglättungsleistung und der SOC-Korrekturleistung kann die Steuerung 105C die Lastglättungsleistung und die SOC-Korrekturleistung aggregieren (z. B. addieren). Zum Beispiel kann der ESD basierend auf den Größen und Vorzeichen der Lastglättungsleistung und der SOC-Korrekturleistung den zumindest einen Energiespeicher 105B zur Aufnahme einer Leistungsmenge (wenn der ESD positiv ist, wirkt/wirken der/die Energiespeicher 105B als Leistungsverbraucher) oder zur Ausgabe der Leistungsmenge (wenn der ESD negativ ist, wirkt/wirken der/die Energiespeicher 105B als Leistungsquelle) anweisen, so dass eine aktuelle Last, wie sie von dem zumindest einen Generator 105A wahrgenommen wird, zum gleitenden Durchschnitt für die Last wird.
  • Auf diese Weise kann die Steuerung 105C den zumindest einen Energiespeicher 105B über einen bestimmten Zeitraum mit/ohne Berücksichtigung der Lasttransienten des zumindest einen Generators 105A laden/entladen, sodass der zumindest eine Energiespeicher 105B langfristig eine vorteilhafte Nutzung ermöglicht (z. B. einen für das Leistungssystem 105 nutzbaren Betriebsbereich hat) und/oder Degradationsbereiche vermeidet. Beispielsweise kann die Verwendung der Laststabilisierungsfunktion und die Übertragung eines ESD basierend auf der Lastglättungsleistung (z. B. basierend auf einem gleitenden Durchschnitt) natürlich ein energieneutraler Vorgang sein, d. h., der SOC des zumindest einen Energiespeichers 105B würde sich im Laufe der Zeit, im Durchschnitt, nicht verändern.
  • Wird der SOC jedoch zu hoch oder zu niedrig, kann der SOC der Aufladung zu hoch oder zu niedrig bleiben (z. B. in einem stabilen Zustand), es sei denn, der SOC wurde auf einen gewünschten Bereich oder Wert getrieben. Daher kann die SOC-Funktion den SOC auf den Soll-SOC treiben (jedoch nur entsprechend der Konvergenzzeit und der maximalen SOC-Vorspannungsleistung) und kann gelegentlich die Laststabilisierungsfunktion außer Kraft setzen, wenn der SOC des zumindest einen Energiespeichers 105B kleiner als der niedrige kritische Schwellenwert und/oder größer als der hohe kritische Schwellenwert ist.
  • Ist die Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert, kann die Steuerung 105C: eine aktuelle Nettolast ermitteln; eine Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem ersten ESD (der ersten Differenz) ermitteln; ermitteln, ob die erste Differenz größer als ein Generatorsatz-Maximalschwellenwert oder kleiner als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist; in Reaktion auf die Ermittlung, dass die erste Differenz größer als ein Generatorsatz-Maximalschwellenwert ist, einen zweiten ESD durch Berechnen einer zweiten Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem Generatorsatz-Maximalschwellenwert ermitteln; in Reaktion auf die Ermittlung, dass die erste Differenz kleiner als der Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist, den zweiten ESD durch Berechnen einer dritten Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem Generatorsatz-Minimalschwellenwert ermitteln; und in Reaktion auf die Ermittlung, dass die erste Differenz nicht kleiner als der Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist, und/oder in Reaktion auf die Ermittlung, dass die erste Differenz nicht größer als der Generatorsatz-Maximalschwellenwert ist, den ersten ESD als den zweiten ESD festlegen. Daher kann die Generatorsatz-Grenzwertfunktion sicherstellen, dass der übertragene ESD nicht dazu führt, dass die aktuellen Lasten des zumindest einen Generators 105A die maximalen oder minimalen Lasten überschreiten.
  • Zur Ermittlung der aktuellen Nettolast kann die Steuerung 105C, wie vorstehend erläutert, die aktuelle Last des zumindest einen Generators 105A ermitteln; eine aktuelle Last des/der Energiespeicher(s) 105B (wenn der/die Energiespeicher 105B als Leistungsquellen wirkt/wirken) durch Extraktion einer aktuellen Last des/der Energiespeicher(s) 105B aus den Energiespeicherdaten ermitteln; und die Energiespeicherleistung zu der Generatorsatzleistung addieren. Die aktuelle Nettolast kann beispielsweise einen Gesamtleistungsverbrauch der zumindest einen Last 110 angeben.
  • Zur Ermittlung einer Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem ersten ESD kann die Steuerung 105C den ersten ESD von der aktuellen Nettolast subtrahieren. Das Subtrahieren des ersten ESD von der aktuellen Nettolast kann beispielsweise bestimmen, was eine aktuelle Nettolast sein würde, wenn die von der zumindest einen Last 110 verbrauchte Gesamtleistung durch den ersten ESD erhöht oder verringert würde. Auf diese Weise kann die Differenz eine erwartete aktuelle Nettolast angeben, die mit den maximalen oder minimalen Lasten des zumindest einen Generators 105A verglichen werden kann.
  • Zur Ermittlung, ob die erste Differenz größer als ein Generatorsatz-Maximalschwellenwert ist, kann die Steuerung 105C einen Generatorsatz-Maximalschwellenwert (GEN MAX) aus dem Speicher (oder aus den Generatordaten) abrufen und ermitteln, ob die erste Differenz größer als der GEN MAX ist. Bei mehreren Generatoren kann die Steuerung 105C beispielsweise einen Generatorsatz-Maximalschwellenwert des zumindest einen Generators 105A abrufen, den niedrigsten Wert des Generatorsatz-Maximalschwellenwertes als GEN MAX auswählen und ermitteln, ob die erste Differenz größer als der GEN MAX ist. Die Auswahl des niedrigsten Wertes kann beispielsweise sicherstellen, dass der Generator mit dem niedrigsten Wert nicht durch eine Last überlastet wird, für deren Unterstützung der Generator nicht ausgelegt ist, wodurch eine Beschädigung oder ineffiziente Nutzung des Generators vermieden wird.
  • Zur Ermittlung, ob die erste Differenz niedriger als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist, kann die Steuerung 105C einen Generatorsatz-Minimalschwellenwert (GEN MIN) aus dem Speicher (oder aus den Generatordaten) abrufen und ermitteln, ob die erste Differenz niedriger als der GEN MIN ist. Bei mehreren Generatoren kann die Steuerung 105C beispielsweise einen Generatorsatz-Minimalschwellenwert des zumindest einen Generators 105A abrufen, den niedrigsten Wert des Generatorsatz-Minimalschwellenwertes als GEN MIN auswählen und ermitteln, ob die erste Differenz niedriger als der GEN MIN ist. Die Auswahl des höchsten Wertes kann beispielsweise sicherstellen, dass der Generator mit dem höchsten Wert mit einer Last verwendet wird, für deren Unterstützung der Generator nicht ausgelegt ist, wodurch eine Beschädigung oder ineffiziente Nutzung des Generators vermieden wird.
  • Zur Ermittlung einer Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem GEN MAX als zweiten ESD kann die Steuerung 105C den GEN MAX von der aktuellen Nettolast subtrahieren. Zur Ermittlung einer Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem GEN MIN als zweiten ESD kann die Steuerung 105C den GEN MIN von der aktuellen Nettolast subtrahieren.
  • Wenn die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert ist, kann die Steuerung 105C eine Entladegrenze und eine Ladegrenze ermitteln; ermitteln, ob der zweite ESD größer als die Entladegrenze oder kleiner als die Ladegrenze ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD größer als die Entladegrenze ist, den zweiten ESD auf die Entladegrenze als einen dritten ESD begrenzen; in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD kleiner als die Ladegrenze ist, den zweiten ESD auf die Ladegrenze als dritten ESD begrenzen; und in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht größer als die Entladegrenze ist, und/oder in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht kleiner als die Ladegrenze ist, den zweiten ESD als den dritten ESD festlegen. Daher kann die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion sicherstellen, dass der übertragene ESD keine Ladelast des/der Energiespeicher(s) 105B anfordert, die eine Ladegrenze überschreitet, und/oder eine Entladelast anfordert, die eine Entladegrenze eines des zumindest einen Energiespeichers 105B überschreitet. Zum Erhalt der Entladegrenze und der Ladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B kann die Steuerung 105C eine Entladegrenze und eine Ladegrenze für jeden der zumindest einen Energiespeicher 105B aus dem Speicher abrufen. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuerung 105C die Entladegrenze und die Ladegrenze aus den Energiespeicherdaten extrahieren. Zur Ermittlung, ob der zweite ESD größer ist als die Entladegrenze, kann die Steuerung 105C ermitteln, ob der zweite ESD größer ist als die Entladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B. Bei mehreren Energiespeichern kann die Steuerung 105C beispielsweise Entladegrenzen für die Energiespeicher erhalten, eine niedrigste Entladegrenze auswählen und ermitteln, ob der zweite ESD größer als die niedrigste Entladegrenze ist. Beispielsweise kann die Auswahl der niedrigsten Entladegrenze sicherstellen, dass der Energiespeicher mit dem niedrigsten Wert nicht angewiesen wird, mehr als die Menge zu entladen, für die der Energiespeicher ausgelegt ist, um so eine Beschädigung des Energiespeichers zu vermeiden.
  • Zur Ermittlung, ob der zweite ESD niedriger ist als die Ladegrenze, kann die Steuerung 105C ermitteln, ob der zweite ESD niedriger ist als die Ladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B. Bei mehreren Energiespeichern kann die Steuerung 105C beispielsweise Ladegrenzen für die Energiespeicher erhalten, eine niedrigste Ladegrenze auswählen und ermitteln, ob der zweite ESD niedriger als die niedrigste Ladegrenze ist. Beispielsweise kann die Auswahl der niedrigsten Ladegrenze sicherstellen, dass der Energiespeicher mit dem niedrigsten Wert nicht angewiesen wird, mehr als die Menge zu laden, für die der Energiespeicher ausgelegt ist, um so eine Beschädigung des Energiespeichers zu vermeiden.
  • Die Steuerung 105C kann dann den ersten, zweiten oder dritten ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B übertragen (je nachdem, welche Funktion(en) aktiviert sind). Der zumindest eine Energiespeicher 105B kann die Wechselrichter und die elektronischen Steuermechanismen des zumindest einen Energiespeichers 105B steuern, um (1) die Menge der von dem zumindest einen Energiespeicher 105B aufgenommenen Last oder (2) die Menge von der von dem zumindest einen Energiespeicher 105B ausgehenden Wechselstromleistung entsprechend dem übertragenen ESD zu steuern. Die Steuerung 105C kann den Prozess erneut durchführen, beispielsweise in vorgegebenen Zeitintervallen, wie etwa jede Millisekunde, sodass transiente Laständerungen von dem zumindest einen Energiespeicher 105B absorbiert oder eingespeist werden.
  • Daher können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung den zumindest einen Generator 105A in die Lage versetzen, die Systembusfrequenz auf dem Nennwert zu halten, wodurch eine bessere Leistungsqualität gewährleistet wird. Darüber hinaus können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung den SOC auf den Soll-SOC treiben, sodass der zumindest eine Energiespeicher nicht dauerhaft in einem zu niedrigen oder zu hohen SOC gehalten wird. Darüber hinaus können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung den ESD mit den zulässigen Maximal-/Minimallasten des zumindest einen Generators 105A und den Entlade-/Ladegrenzen des zumindest einen Energiespeichers 105B vergleichen, um das System sicher zu betreiben.
  • 2-4 stellen Ablaufdiagramme zur netzunabhängigen Laststabilisierung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. 2 stellt ein Ablaufdiagramm 200 für eine Laststabilisierungsfunktion und eine SOC-Funktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen dar. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm 300 für eine Generatorsatz-Grenzwertfunktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. 4 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm 400 für eine Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Die Ablaufdiagramme 200, 300 und 400 können von der die Steueranwendung ausführenden Steuerung 105C ausgeführt werden, wie vorstehend erläutert. Im Allgemeinen ist der Prozess der netzunabhängigen Laststabilisierung abhängig von den aktivierten Funktionen in drei Teilprozesse unterteilt, wie in den Ablaufdiagrammen 200, 300 und 400 dargestellt.
  • Mit jetziger Bezugnahme auf 2 kann die Steuerung 105C beispielsweise den Prozess des Ablaufdiagramms 200 bei Punkt A (Block 205) starten. Ist die Laststabilisierungsfunktion aktiviert, kann die Steuerung 105C Vorgänge in den Blöcken 210 bis 225 durchführen. Um die Laststabilisierungsfunktion zu starten, kann die Steuerung 105C eine aktuelle Last erhalten (Block 210). Die Steuerung 105C kann beispielsweise die Last des zumindest einen Generators 105A erhalten, indem sie die Lastdaten von dem zumindest einen Generator 105A empfängt, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann daraufhin einen Fenstersollwert erhalten (Block 215). Die Steuerung 105C kann beispielsweise den Fenstersollwert basierend auf einer aktuellen Zeit einer Systemuhr erhalten, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann daraufhin einen gleitenden Durchschnitt für die Last basierend auf dem Fenstersollwert ermitteln (Block 220). Die Steuerung 105C kann den gleitenden Durchschnitt für die Last beispielsweise durch Abrufen zurückliegender Lastdaten aus dem Speicher basierend auf dem Fenstersollwert ermitteln und eine der Formeln auf den gleitenden Durchschnitt für die abgerufenen zurückliegenden Lastdaten und die aktuelle Last anwenden, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann dann eine Lastglättungsleistung basierend auf einer Differenz zwischen dem gleitenden Durchschnitt für die Last und der aktuellen Last ermitteln (Block 225). Beispielsweise kann die Steuerung 105C die Lastglättungsleistung durch Subtrahieren der aktuellen Last von dem gleitenden Durchschnitt für die Last ermitteln, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Ist die SOC-Funktion aktiviert, kann die Steuerung 105C Vorgänge in den Blöcken 230 bis 260 durchführen. Um die SOC-Funktion zu starten, kann die Steuerung 105C eine aktuelle Energiesumme erhalten (Block 230). Die Steuerung 105C kann zum Beispiel die aktuelle Energiesumme durch Abrufen eines aktuellen Energieniveaus des zumindest einen Energiespeichers 105B und Summieren (z. B. Addieren) der aktuellen Energieniveaus für den zumindest einen Energiespeicher 105B erhalten, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann danach eine Energie bei einem Soll-SOC erhalten (Block 235). Die Steuerung 105C kann die Energie bei dem Soll-SOC beispielsweise durch Abrufen der Daten aus dem Speicher erhalten, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann anschließend eine Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme ermitteln (Block 240). Beispielsweise kann die Steuerung 105C die Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme durch Subtrahieren der aktuellen Energiesumme von der Energie bei dem Soll-SOC ermitteln, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann anschließend eine SOC-Steuerverstärkung erhalten (Block 245). Die Steuerung 105C kann die SOC-Steuerverstärkung beispielsweise durch Abrufen der SOC-Steuerverstärkungsvariablen aus dem Speicher erhalten, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann danach eine SOC-Korrekturleistung basierend auf der SOC-Steuerverstärkung ermitteln (Block 250). Die Steuerung 105C kann die SOC-Korrekturleistung beispielsweise durch Dividieren der Differenz durch die SOC-Steuerverstärkung ermitteln, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. Die Steuerung 105C kann dann ermitteln, ob die Grenzwertfunktion aktiviert ist (Block 255). So kann die Steuerung 105C beispielsweise ermitteln, ob die Grenzwertfunktion aktiviert ist, indem sie ermittelt, ob der SOC des zumindest einen Energiespeichers 105B unter dem niedrigen kritischen Schwellenwert liegt (entweder einzeln oder gemeinsam), wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Grenzwertfunktion aktiviert ist (Block 255: Ja), kann die Steuerung 105C die SOC-Korrekturleistung auf eine maximale SOC-Vorspannungsleistung begrenzen (Block 260). So kann die Steuerung 105C beispielsweise ermitteln, ob die SOC-Korrekturleistung größer als die maximale SOC-Vorspannungsleistung ist. Wenn sie größer als die maximale SOC-Vorspannungsleistung ist, kann die SOC-Korrekturleistung auf die maximale SOC-Vorspannungsleistung eingestellt werden, und wenn sie gleich oder kleiner ist, kann die SOC-Korrekturleistung so belassen werden, wie sie ist, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. In Reaktion auf die Ermittlung, dass die Grenzwertfunktion nicht aktiviert ist (Block 255: Nein), kann die Steuerung 105C zu Block 265 fortfahren, ohne die SOC-Korrekturleistung zu begrenzen. Beispielsweise kann die Steuerung 105C die Lastglättungsfunktion außer Kraft setzen, um den zumindest einen Energiespeicher 105B zu laden, sodass der zumindest eine Energiespeicher 105B langfristig vorteilhaft genutzt werden kann (z. B. einen für das Leistungssystem 105 nutzbaren Betriebsbereich hat) und/oder Degradationsbereiche vermeidet, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann dann einen ersten ESD basierend auf der Lastglättungsleistung und/oder der SOC-Korrekturleistung ermitteln (Block 265). So kann die Steuerung 105C beispielsweise die Lastglättungsleistung und die SOC-Korrekturleistung summieren, wenn beide Funktionalitäten aktiviert sind, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann dann zu Punkt B übergehen (Block 270). Die Steuerung 105C kann den Prozess des Ablaufdiagramms 300 an Punkt B (Block 270/305) beginnen. Ist die Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert, kann die Steuerung 105C Vorgänge in den Blöcken 310 bis 340 durchführen. Ist die Generatorsatz-Grenzwertfunktion nicht aktiviert, können diese Schritte übersprungen werden. Um die Generatorsatz-Grenzwertfunktion zu starten, kann die Steuerung 105C eine aktuelle Nettolast ermitteln (Block 310). So kann die Steuerung 105C beispielsweise die aktuelle Nettolast durch Addition der aktuellen Last des/der Energiespeicher(s) 105B und der aktuellen Last des zumindest einen Generators 105A ermitteln, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann danach eine Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem ersten ESD (die Differenz) ermitteln (Block 315). Beispielsweise kann die Steuerung 105C den ersten ESD von der aktuellen Nettolast subtrahieren, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann daraufhin ermitteln, ob die Differenz größer ist als ein Generatorsatz-Maximalschwellenwert (Block 320). Zum Beispiel kann die Steuerung 105C einen Generatorsatz-Maximalschwellenwert (GEN MAX) aus dem Speicher abrufen und ermitteln, ob die Differenz größer als GEN MAX ist, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. In Reaktion auf das Ermitteln, dass die Differenz größer ist als ein Generatorsatz-Maximum (Block 320: Ja), kann die Steuerung 105C daraufhin eine Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem GEN MAX als zweiten ESD ermitteln (Block 325). Beispielsweise kann die Steuerung 105C den GEN MAX von der aktuellen Nettolast subtrahieren, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass die Differenz nicht größer ist als der Generatorsatz-Maximalschwellenwert (Block 320: Nein), kann die Steuerung 105C daraufhin ermitteln, ob die Differenz kleiner ist als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert (Block 330). Zum Beispiel kann die Steuerung 105C einen Generatorsatz-Minimalschwellenwert (GEN MIN) aus dem Speicher abrufen und ermitteln, ob die Differenz kleiner als GEN MIN ist, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert. In Reaktion auf das Ermitteln, dass die Differenz kleiner ist als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert (Block 330: Ja), kann die Steuerung 105C daraufhin eine Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem GEN MIN als den zweiten ESD ermitteln (Block 335). Beispielsweise kann die Steuerung 105C den GEN MIN von der aktuellen Nettolast subtrahieren, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass die Differenz nicht kleiner ist als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert (Block 330: Nein), kann die Steuerung 105C daraufhin den ersten ESD als den zweiten ESD festlegen (Block 340).
  • Die Steuerung 105C kann dann zu Punkt C übergehen (Block 345). Die Steuerung 105C kann den Prozess des Ablaufdiagramms 400 an Punkt C (Block 345/405) beginnen.
  • Ist die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert, kann die Steuerung 105C Vorgänge in den Blöcken 410 bis 440 durchführen. Bei Deaktivierung können die Blöcke 410 bis 440 übersprungen werden. Zum Starten der Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion kann die Steuerung 105C eine Entladegrenze und eine Ladegrenze erhalten (Block 410). Beispielsweise kann die Steuerung 105C die Entladegrenze und die Ladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B (entweder einzeln oder gemeinsam) erhalten, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • Die Steuerung 105C kann daraufhin ermitteln, ob der zweite ESD größer ist als die Entladegrenze (Block 415). So kann die Steuerung 105C beispielsweise ermitteln, ob der zweite ESD größer ist als die Entladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD größer als die Entladegrenze ist (Block 415: Ja), kann die Steuerung 105C danach den zweiten ESD auf die Entladegrenze als dritten ESD begrenzen (Block 420). Die Steuerung 105C kann zum Beispiel den dritten ESD als Entladegrenze festlegen, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht größer als die Entladegrenze ist (Block 415: Nein), kann die Steuerung 105C danach ermitteln, ob der zweite ESD kleiner als die Ladegrenze ist (Block 425). Beispielsweise kann die Steuerung 105C ermitteln, ob der zweite ESD kleiner ist als die Ladegrenze des zumindest einen Energiespeichers 105B, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD kleiner als die Ladegrenze ist (Block 425: Ja), kann die Steuerung 105C danach den zweiten ESD auf die Ladegrenze als den dritten ESD begrenzen (Block 430). Die Steuerung 105C kann zum Beispiel den dritten ESD als Ladegrenze festlegen, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert.
  • In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht kleiner als die Ladegrenze ist (Block 425: Nein), kann die Steuerung 105C danach den zweiten ESD als den dritten ESD festlegen (Block 435).
  • Die Steuerung 105C kann dann den dritte ESD an den zumindest einen Energiespeicher 105B übertragen (Block 440). Beispielsweise kann die Steuerung 105C einen dritten ESD übertragen, wie vorstehend in Bezug auf 1 erläutert, sodass der zumindest eine Energiespeicher 105B Leistung einspeisen/absorbieren kann, damit der zumindest eine Generator 105A die Lasttransiente nicht wahrnimmt.
  • Die Steuerung 105C kann dann zu Punkt A (Block 445/205) übergehen und somit den Prozess neu starten, der in vorgegebenen Zeitabständen oder Ereignissen ausgeführt werden kann.
  • 5 stellt ein beispielhaftes System dar, das hierin dargestellte Techniken ausführen kann. 5 ist ein vereinfachtes funktionales Blockdiagramm eines Computers, der zum Ausführen der hierin beschriebenen Techniken gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgelegt sein kann. Insbesondere kann der Computer (oder die „Plattform“, da es sich nicht um eine einzelne physische Computerinfrastruktur handeln muss) eine Datenkommunikationsschnittstelle 560 für die Paketdatenkommunikation beinhalten. Die Plattform kann auch eine zentrale Verarbeitungseinheit („CPU“) 520 in Form eines oder mehrerer Prozessoren zur Ausführung von Programmanweisungen umfassen. Die Plattform kann einen internen Kommunikationsbus 510 beinhalten, und die Plattform kann ebenfalls einen Programmspeicher und/oder einen Datenspeicher für verschiedene, von der Plattform zu verarbeitende und/oder zu übermittelnde Dateien beinhalten, wie etwa ROM 530 und RAM 540, obwohl das System 500 auch Programme und Daten über Netzwerkkommunikation empfangen kann. Das System 500 kann zudem Eingabe- und Ausgangsanschlüsse 550 zum Anschluss von Eingabe- und Ausgabevorrichtungen wie Tastaturen, Mäusen, Touchscreens, Monitoren, Anzeigen usw. umfassen. Es versteht sich, dass die verschiedenen Systemfunktionen auf verschiedenen gleichartigen Plattformen implementiert werden können, um die Verarbeitungslast zu verteilen. Alternativ können die Systeme durch entsprechende Programmierung einer Computer-Hardware-Plattform implementiert werden.
  • Die allgemeine Erläuterung dieser Offenbarung stellt eine kurze, allgemeine Beschreibung einer geeigneten Computerumgebung bereit, in der die vorliegende Offenbarung implementiert werden kann. In einer Ausführungsform kann jedes der offenbarten Systeme, Verfahren und/oder grafischen Benutzeroberflächen von einem Computersystem ausgeführt oder implementiert werden, das mit dem in dieser Offenbarung dargestellten und/oder erläuterten System übereinstimmt oder ihm ähnelt. Obwohl nicht erforderlich, werden Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Zusammenhang mit computerausführbaren Anweisungen beschrieben, wie beispielsweise Routinen, die von einer Datenverarbeitungsvorrichtung, z. B. einer programmierten Steuerung oder einem Computer, ausgeführt werden. Fachleute auf dem Gebiet der Technik werden verstehen, dass Aspekte der vorliegenden Offenbarung auch mit anderen Konfigurationen von Kommunikations-, Datenverarbeitungs- oder Computersystemen praktiziert werden können, einschließlich: Internet-Geräte, tragbare Vorrichtungen, usw.
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung können in einem Spezialcomputer und/oder Datenprozessor verkörpert sein, der speziell programmiert, ausgelegt und/oder konstruiert ist, um eine oder mehrere der hierin im Detail erläuterten computerausführbaren Anweisungen auszuführen. Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung, wie etwa bestimmte Funktionen, als ausschließlich auf einer einzigen Vorrichtung ausgeführt beschrieben werden, kann die vorliegende Offenbarung auch in verteilten Umgebungen praktiziert werden, in denen Funktionen oder Module von verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen gemeinsam genutzt werden, die über ein Kommunikationsnetzwerk, wie etwa ein Local Area Network („LAN“), Wide Area Network („WAN“) und/oder das Internet, verbunden sind. Ebenso können die hierin als mehrere Vorrichtungen umfassend dargestellten Techniken in einer einzigen Vorrichtung implementiert werden. In einer verteilten Computerumgebung können sich die Programmmodule sowohl in lokalen als auch in entfernten Speichervorrichtungen befinden.
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung können auf nicht-transitorischen, computerlesbaren Medien gespeichert und/oder verteilt werden, einschließlich magnetisch oder optisch lesbarer Computerdatenträger, fest verdrahteter oder vorprogrammierter Chips (z. B. EEPROM-Halbleiterchips), nanotechnologischer Speicher, biologischer Speicher oder anderer Datenspeichermedien. Alternativ können computerimplementierte Anweisungen, Datenstrukturen, Bildschirmanzeigen und andere Daten unter Aspekten der vorliegenden Offenbarung über das Internet und/oder über andere Netzwerke (einschließlich drahtloser Netzwerke), über ein sich über einen bestimmten Zeitraum ausbreitendes Signal auf einem Ausbreitungsmedium (z. B. eine elektromagnetische Welle(n), eine Schallwelle usw.) verteilt werden und/oder sie können über ein beliebiges analoges oder digitales Netzwerk (paketvermittelt, leitungsvermittelt oder ein anderes System) bereitgestellt werden. Programmaspekte der Technologie können als „Produkte“ oder „Fertigungsartikel“ betrachtet werden, die in der Regel in Form von ausführbarem Code und/oder verbundenen Daten vorliegen, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert oder darin verkörpert sind. Medien vom Typ „Speicher“ umfassen jeden oder alle greifbaren Speicher der Computer, Prozessoren oder dergleichen oder damit verbundene Module, wie verschiedene Halbleiterspeicher, Bandlaufwerke, Festplattenlaufwerke und dergleichen, die jederzeit einen nicht-transitorischen Speicher für die Softwareprogrammierung bereitstellen können. Die gesamte Software oder Teile davon können zeitweise über das Internet oder verschiedene andere Telekommunikationsnetze übertragen werden. Eine solche Kommunikation kann beispielsweise das Laden der Software von einem Computer oder Prozessor auf einen anderen ermöglichen, beispielsweise von einem Management-Server oder Host-Computer des mobilen Kommunikationsnetzes auf die Computer-Plattform eines Servers und/oder von einem Server auf die mobile Vorrichtung. Eine andere Art von Medien, die die Softwareelemente tragen können, beinhaltet optische, elektrische und elektromagnetische Wellen, wie sie über physische Schnittstellen zwischen lokalen Vorrichtungen, über drahtgebundene und optische Festnetze und über verschiedene Luftverbindungen verwendet werden. Die physischen Elemente, die solche Wellen tragen, wie verdrahtete oder drahtlose Verbindungsglieder, optische Verbindungen oder dergleichen, können ebenfalls als Träger der Software betrachtet werden. Wie hierin verwendet, beziehen sich Begriffe wie „Computer“ oder „maschinenlesbares Medium“ auf jedes Medium, das einem Prozessor Anweisungen zur Ausführung bereitstellt, es sei denn, sie beschränken sich auf nicht transitorische, greifbare „Speichermedien“.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Offenbarung kann in netzunabhängigen Leistungsverteilungssystemen Anwendung finden.
  • Die vorliegende Offenbarung kann dazu beitragen, die Leistungsqualität von netzunabhängigen Leistungsverteilungssystemen zu schützen, indem Lasttransienten bei Generatoren, insbesondere Gasturbinengeneratoren, begrenzt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorstehenden Offenbarung ist, dass die Energiespeicher der netzunabhängigen Leistungsverteilung gesteuert werden können, um ein Energieniveau der Energiespeicher entsprechend einer Konvergenzzeit und einer maximalen SOC-Vorspannungsleistung auf einen Soll-SOC zu treiben. Gelegentlich kann eine SOC-Funktion die Laststabilisierungsfunktion außer Kraft setzen, wenn der SOC der Energiespeicher kleiner als ein niedriger kritischer Schwellenwert und/oder größer als ein hoher kritischer Schwellenwert ist. Für Fachleute auf dem Gebiet ist offensichtlich, dass am offenbarten System verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen des Systems werden für Fachleute auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der Spezifikation und einem Praktizieren des hierin offenbarten Verfahrens offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als nur beispielhaft angesehen werden, wobei ein tatsächlicher Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20150021998 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur netzunabhängigen Laststabilisierung, umfassend: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators; Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des ersten ESD ferner umfasst: Empfangen einer aktuellen Last des zumindest einen Generators; Empfangen eines Fenstersollwertes; Ermitteln eines gleitenden Durchschnitts für die Last basierend auf dem Fenstersollwert; und Ermitteln einer Lastglättungsleistung basierend auf einer Differenz zwischen dem gleitenden Durchschnitt für die Last und der aktuellen Last.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln des ESD weiter umfasst: Ermitteln, ob eine Funktion für den Ladezustand (SOC-Funktion) aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die SOC-Funktion aktiviert ist, das Aktualisieren des ersten ESD basierend auf den Energiespeicherdaten; Ermitteln, ob eine Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert ist, das Ermitteln eines zweiten ESD basierend auf den Generatordaten und dem ersten ESD; Ermitteln, ob eine Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert ist, das Ermitteln eines dritten ESD basierend auf den Energiespeicherdaten; und Bereitstellen des dritten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die SOC-Funktion ferner umfasst: Ermitteln einer aktuellen Energiesumme; Ermitteln einer Energie bei einem Soll-SOC; Ermitteln einer Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme; Empfangen einer SOC-Steuerverstärkung; Ermitteln einer SOC-Korrekturleistung basierend auf der SOC-Steuerverstärkung und der Differenz zwischen der Energie bei dem Soll-SOC und der aktuellen Energiesumme; Ermitteln, ob eine Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Grenzwertfunktion aktiviert ist, das Begrenzen der SOC-Korrekturleistung auf eine maximale SOC-Vorspannungsleistung; und das Aktualisieren des ersten ESD basierend auf der SOC-Korrekturleistung.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ermitteln, ob die Grenzwertfunktion aktiviert ist, ferner das Ermitteln umfasst, ob ein SOC des zumindest einen Energiespeichers niedriger ist als ein niedriger kritischer Schwellenwert und/oder größer als ein hoher kritischer Schwellenwert ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Generatorsatz-Grenzwertfunktion ferner umfasst: Ermitteln einer aktuellen Nettolast; Ermitteln einer ersten Differenz, die eine Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem ersten ESD umfasst; Ermitteln, ob die erste Differenz größer als ein Generatorsatz-Maximalschwellenwert oder kleiner als ein Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist, der mit dem zumindest einen Generator verbunden ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die erste Differenz größer als der Generatorsatz-Maximalschwellenwert ist, Ermitteln einer Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem Generatorsatz-Maximalschwellenwert als den zweite ESD; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die erste Differenz kleiner als der Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist, Ermitteln einer Differenz zwischen der aktuellen Nettolast und dem Generatorsatz-Minimalschwellenwert als den zweite ESD; und in Reaktion auf das Ermitteln, dass die erste Differenz nicht kleiner als der Generatorsatz-Minimalschwellenwert ist und/oder in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Differenz nicht größer als der Generatorsatz-Maximalschwellenwert ist, Festlegen des ersten ESD als den zweiten EDS.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion ferner umfasst: Empfangen einer mit dem zumindest einen Energiespeicher verbundenen Entladegrenze und Ladegrenze; Ermitteln, ob der zweite ESD größer als die Entladegrenze oder kleiner als die Ladegrenze ist; In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD größer als die Entladegrenze ist, Beschränken des zweiten ESD auf die Entladegrenze als den dritten ESD; In Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD kleiner als die Ladegrenze ist, Beschränken des zweiten ESD auf die Ladegrenze als den dritten ESD; und in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht größer als die Entladegrenze ist und/oder in Reaktion auf das Ermitteln, dass der zweite ESD nicht kleiner als die Ladegrenze ist, Festlegen des zweiten ESD als den dritten ESD.
  8. System zur netzunabhängigen Laststabilisierung, wobei das System umfasst: zumindest einen Speicher, der Anweisungen speichert; und zumindest einen Prozessor, der die Anweisungen zur Ausführung von Vorgängen ausführt, wobei die Vorgänge umfassen: Empfangen von Generatordaten von zumindest einem Generator und Energiespeicherdaten von zumindest einem Energiespeicher; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines gleitenden Durchschnitts einer Systemlast des zumindest einen Generators; Ermitteln, basierend auf den Generatordaten und/oder den Energiespeicherdaten, eines Momentanlastwertes des zumindest einen Generators; Ermitteln eines ersten elektronischen Speicherversands (ESD) basierend auf dem gleitenden Durchschnitt der Systemlast und dem Momentanlastwert des zumindest einen Generators; und Bereitstellen des ersten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
  9. System von Anspruch 8, wobei das Ermitteln des ersten ESD ferner umfasst: Empfangen einer aktuellen Last des zumindest einen Generators; Empfangen eines Fenstersollwertes; Ermitteln eines gleitenden Durchschnitts für die Last basierend auf dem Fenstersollwert; und Ermitteln einer Lastglättungsleistung basierend auf einer Differenz zwischen dem gleitenden Durchschnitt für die Last und der aktuellen Last.
  10. System nach Anspruch 8, wobei das Ermitteln des ESD weiter umfasst: Ermitteln, ob eine Funktion für den Ladezustand (SOC-Funktion) aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die SOC-Funktion aktiviert ist, das Aktualisieren des ersten ESD basierend auf den Energiespeicherdaten; Ermitteln, ob eine Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Generatorsatz-Grenzwertfunktion aktiviert ist, das Ermitteln eines zweiten ESD basierend auf den Generatordaten und dem ersten ESD; Ermitteln, ob eine Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert ist; in Reaktion auf das Ermitteln, dass die Energiespeicher-Entlade/Lade-Grenzwertfunktion aktiviert ist, das Ermitteln eines dritten ESD basierend auf den Energiespeicherdaten; und Bereitstellen des dritten ESD an den zumindest einen Energiespeicher.
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