EP3987623A1 - Method for operating a local supply network based on a characteristic curve, network control system, computer program and electronically readable data storage medium - Google Patents

Method for operating a local supply network based on a characteristic curve, network control system, computer program and electronically readable data storage medium

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Publication number
EP3987623A1
EP3987623A1 EP20764009.5A EP20764009A EP3987623A1 EP 3987623 A1 EP3987623 A1 EP 3987623A1 EP 20764009 A EP20764009 A EP 20764009A EP 3987623 A1 EP3987623 A1 EP 3987623A1
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EP
European Patent Office
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electrical
network
energy storage
storage device
power
Prior art date
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Pending
Application number
EP20764009.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Jungnickel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3987623A1 publication Critical patent/EP3987623A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48Controlling the sharing of the in-phase component
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a decentralized supply network by means of a network control system, in which the decentralized supply network has at least one decentralized energy generation device, an electrical consumer, an electrical energy storage device and an electrical energy distribution device on which the decentralized energy generation device and the electrical energy storage device and the electrical consumer are electrically coupled, is provided, wherein at least one first network converter device of the electrical energy storage device is characteristic-controlled depending on a voltage within the energy distribution device, so that depending on a characteristic, electrical power from the electrical energy storage - Cher is provided for the energy distribution device or the electrical energy storage device with electrical output of the energy distribution device is loaded.
  • the invention also relates to a network control system, a computer program and an electronically readable data carrier.
  • industrial systems with a central DC bus usually consist of one or more network converters for supply from the higher-level AC or DC network, e.g. a public network, e.g. Active Front End / AFE or DC-DC converter, regenerative Sources, for example photovoltaics or wind power, electrical energy storage devices (storage devices), for example batteries, flywheel storage devices and consumers, for example motors, robots or welding devices.
  • Sources, storage and consumers from different manufacturers are connected via inverters, for example for asynchronous motors or DC-DC converters, for example for batteries, connected to the DC bus, which can also be referred to as an electrical energy distribution device.
  • the aim of an energy-efficient power flow control is to operate the network in such a way that the system parts that are predominantly or completely consumers are not fed directly from the higher-level network, but directly from the available power from the regenerative sources or the storage in the local network .
  • the largely local use of energy generation from decentralized sources avoids unnecessary costs arising from the procurement of energy from higher-level networks and additional transmission losses due to multiple feed-in or feed-back from / to the higher-level network.
  • the concept of the Local Grid Controller in which a second PLC (Local Grid Controller / LGC) is installed in addition to the PLC (Programmable Logic Controller) for the production processes of the industrial plant, which deals exclusively with the real-time recording of the power flows of the component - and are concerned with their external management.
  • the PLC is connected to the upstream inverters, from which it reads the current performance data and to which it returns reference signals for power control.
  • the LGC assigns priorities for each component, according to which the power flow is controlled.
  • the reference value for the power output of components with the lowest priority is adjusted even in the event of slight temporary deviations from the balanced power balance of the system, while the specifications for components with higher priority only in the case of larger deviations, such as welding processes, short circuits or failure of the higher-level network , to be changed.
  • the second known method is decentralized network management using component-specific I (U) or P (U) control characteristics, which can also be referred to as droop curve control.
  • the voltage regulators of the network converters are supplemented or replaced by component-specific I set (V dc ) or P set (V dc ) control characteristics.
  • V dc component-specific I set
  • V dc P set
  • the object of the present invention is to create a method, a network control system, a computer program and an electronically readable data carrier by means of which an improved operation of a decentralized supply network can be implemented.
  • One aspect of the invention relates to a method for operating a decentralized supply network by means of a network control system, in which the decentralized supply network has at least one decentralized energy generation device, an electrical consumer, an electrical energy storage device and an electrical energy distribution device on which the decentralized energy generating device and the electrical energy storage device and the electrical consumer are electrically coupled, is provided, at least one first network converter device of the electrical energy storage device is controlled depending on a voltage within the energy distribution device, so that depending a characteristic curve electrical power is provided by the electrical energy store for the energy distribution device or the electrical energy storage device with electrical power ng of the energy distribution device is charged.
  • the first network converter device is additionally characteristic-controlled as a function of a current state of charge of the electrical energy storage device, so that electrical power is additionally provided by the electrical energy store for the energy distribution device depending on the state of charge or the electrical energy storage device with electrical power of the Energy distribution device is charged.
  • this enables the decentralized supply network to be operated, compared with the prior art, without having to draw power from a higher-level network.
  • the difference between the power generated and the consumption during normal operation of the decentralized supply network is always supplied by the electrical energy storage device or used to recharge it.
  • all locally generated power remains in the decentralized supply network.
  • an increase in efficiency and a reduction in consumption costs can be achieved.
  • the electrical energy storage device is automatically recharged in normal operation so that there is always enough power available for extraordinary loads.
  • the operation of the network with at least one consumer for example a robot
  • the operation of the network with an additional consumer eg a spot welder, which requires a very high output of eg 550 kW over a comparatively short period of time, eg of 150 milliseconds, can be seen as an extraordinary temporary load.
  • the characteristic curve according to the method shown describes the dependence of the power reference value at the network converter device of the store on the voltage at the energy distribution device, whereby it depends on a power measurement of the consumers in normal operation, the measurement of the current power input of the regenerative sources and the state of charge of the store changed.
  • the network control system can be implemented with simple circuits, in particular with a simple electronic computing device, without having to use an additional PLC or contact the PLC for production control.
  • this is due to the fact that the control of an optimal power flow in the method according to the invention only involves the implementation of the characteristic curve, the acquisition of the performance data on the consumer in normal operation and on the regenerative sources as well as the implementation of the algorithm in network management, especially within an electronic computing device of the network control system.
  • the decentralized supply network has a large number of electrical energy storage devices, a large number of decentralized generating devices and a large number of electrical consumers.
  • the respective elements can then be provided with respective network converter devices, with the network converter devices of the electrical energy storage devices in particular each being characteristic curve-controlled.
  • the method according to the invention serves to use all regeneratively generated energy or power in the decentralized supply network, this being carried out with the corresponding characteristic curve control.
  • An exemplary embodiment is given below in which a direct voltage is provided by the energy distribution device.
  • the corresponding network converter devices are then designed for direct voltage at least on the power distribution device side.
  • an alternating voltage can also be provided by the energy distribution device, the corresponding network converter devices then being designed at least on the energy distribution device side for alternating voltage.
  • the energy distribution device is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network and is designed to receive electrical energy from the higher-level network.
  • a public network or a plant network can be provided as the higher-level network.
  • the higher-level network can provide both AC voltage and DC voltage.
  • the energy distribution device can be provided with a network converter for the higher-level network.
  • electrical power can thus be received from the higher-level network. If, for example, too little electrical energy or power is available within the decentralized supply network, the electrical power can be correspondingly received from the higher-level network without a power drop within the decentralized supply network.
  • the network converter can be designed both as an inverter and as a DC voltage controller. This enables the decentralized supply network to be operated reliably both on a higher-level DC network and from a higher-level AC network.
  • the installed capacity of the regenerative sources for example, is sufficient to generate more energy on average under the corresponding climatic conditions than for the operation of the system and the replenishment of the storage, i.e. the electrical ones Energy storage device, is required, then you can do without the energy supply from the higher-level network even during spot welding.
  • the fourth grid converter would then only be used to feed excess energy back into the grid. If necessary, the output of the memory would have to be increased or the bus capacity increased in order to prevent the AFE from going into the unregulated state during welding.
  • the energy distribution device is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network and is designed to transmit electrical power from the energy distribution device to the higher-level network.
  • the energy distribution device can be provided that if an excess of electrical power can be found within the energy distribution device, which in particular cannot be absorbed by charging the electrical energy storage device, it can be provided that this excess electrical power is fed into the higher-level network is fed.
  • this makes it possible that, even if there is an excess of electrical power, it is not lost, but can be fed back into the higher-level network accordingly. This enables improved operation of the decentralized supply network.
  • the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that a maximum possible electrical power of the electrical energy storage device is provided for the energy distribution device at a first predetermined voltage threshold value within the energy distribution device.
  • a first predetermined voltage threshold value within the energy distribution device.
  • the electrical energy storage device feeds the maximum possible electrical power into the energy distribution device. The reason for this, in particular, is that if, for example, high electrical powers are required briefly within the energy distribution device, then these can be provided by the electrical energy storage device.
  • the electrical energy is provided locally, even if high short-term powers are called up within the decentralized supply network, which place an extraordinary load on the decentralized supply network, as is the case, for example, with spot welding.
  • the high currents lead to a clear transient drop in the voltage within the energy distribution device, for example by 100 V.
  • the fourth network converter device is designed in such a way that the decentralized supply network briefly draws 600 kW from the higher-level network can. If the average consumer load in normal operation is, for example, 10kW, then a corresponding network converter on the higher-level network side almost always works in the area of low-loss loads.
  • the electrical energy store provides the maximum possible electrical power regardless of the state of charge of the electrical energy store in order to counteract a voltage drop within the energy distribution device.
  • the large number of electrical energy storage devices provide the maximum possible electrical power for the energy distribution device, regardless of their state of charge, in order to cause a voltage drop within the energy distribution device prevent.
  • the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is charged with a maximum possible electrical power from the energy distribution device at a second predetermined voltage threshold value within the energy distribution device.
  • the locally generated energy or power of the electrical energy generating device is thus used to charge the electrical energy storage device.
  • excess power from the decentralized supply network is used to charge the electrical energy storage device. This makes it possible for the locally generated energy or power to remain in the local network and, in particular, for a corresponding amount of electrical power to be made available for the energy distribution device when required.
  • the first power converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that no electrical power is exchanged between the electrical energy storage device and the energy distribution device within a specified voltage range within the energy distribution device, in particular if the average consumer power is the same in normal operation the power input of the regenerative sources.
  • this can be, for example, at an average value of 650 V, so that the range between 640 V and 660 V, for example, is drawn.
  • This voltage range thus characterizes normal operation at the same time, in contrast to the extraordinary load that the voltage of the energy distribution device leads out of this range. It can then be provided within this area that no electrical power is exchanged between the energy distribution device and the electrical energy storage device.
  • the reason for this in particular is that the electrical energy storage device is otherwise in the Normal operation permanently involved in covering the consumer load and thus unnecessarily discharged.
  • the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is charged with a maximum possible electrical power P max from the energy distribution device below a first predetermined charge status of the electrical energy storage device. If, for example, a charge level of the electrical energy storage device is below 20%, there is a risk of a corresponding undercharging and this can lead to impairment of the electrical energy storage device. As a result, it is provided in particular that, should the state of charge be below this predetermined state of charge, the electrical energy storage device is recharged as quickly and efficiently as possible. In this way, undercharging of the electrical energy storage device can be prevented.
  • the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that a maximum possible electrical power P max 'is provided by the electrical energy storage device for the energy distribution device above a second predetermined charge state of the electrical energy storage device. In particular, this can prevent overcharging. If, for example, the state of charge is above 95%, the electrical power is provided for the energy distribution device. If this excess power is not required within the energy distribution device, it can be provided, for example, that this excess electrical power is then fed back into the higher-level network. This prevents overcharging and the excess power cannot be used locally but in the higher-level network.
  • the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is switched between a third predetermined state of charge of the electrical energy storage device and a fourth predetermined state of charge of the electrical energy storage device as a function of an electrical energy storage device.
  • Position of the decentralized energy generating device provides the electrical power or is charged with the electrical power.
  • This state of charge range can be defined, for example, by 25% to 90% of the state of charge, which can also be referred to as SOC (state of charge).
  • the generation conditions for generating the electrical power cannot be reliably foreseen, so that the development of the state of charge of the electrical energy storage device is based on the current possibilities of the regenerative sources.
  • electrical power should only be exchanged with the higher-level network, in particular with a public network, if temporarily exceptionally high power is required, for example welding, or if the state of charge is electrical energy storage device assumes one of the critical values. Otherwise everything will be regenerative generated energy or power used in the decentralized supply network.
  • the method according to the invention thus serves to show how this can be achieved with the corresponding characteristic curve control.
  • first specified state of charge and the third specified state of charge this being for example in particular between 20% and 25% of the state of charge
  • the second state of charge and the fourth state of charge this being in particular for example between 90% and 95% of the state of charge
  • This can be done, for example, by SOC-dependent linear interpolation between a maximum output and DP.
  • the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that an electrical power provided by the decentralized energy generation device is taken into account when the electrical power is provided by the electrical energy storage device.
  • the current generation of electrical power by the electrical energy generation device is taken into account.
  • the network control system is provided with at least one detection device for detecting at least one required electrical power of the electrical consumer and / or for detecting provided electrical power of the decentralized energy generating device.
  • the network control system can have an electronic computing device which evaluates the recorded values and, as a function thereof, controls the decentralized supply network accordingly.
  • the characteristic curve is thus during ongoing plant operation shifted continuously so that the corresponding values for P max / P max 'and DP are passed on to the electrical energy storage device as manipulated variables.
  • the required electrical power and the provided electrical power are a slowly changing variable in normal operation, so that no particularly high demands are placed on this resolution of the measurement. The same also applies to the reaction time of the electrical energy storage device.
  • a regenerative energy source is provided as the decentralized energy generation device.
  • a photovoltaic system or a wind turbine, for example, can be viewed as a regenerative energy source.
  • the method according to the invention enables improved operation.
  • Another aspect of the invention relates to a network control system for a decentralized supply network, with at least one electronic computing device, the network control system being designed to carry out a method according to the preceding aspect.
  • the method is carried out by means of the network control system.
  • Yet another aspect of the invention relates to a computer program which can be loaded directly into a memory of an electronic computing device of a magnetic resonance system, with program means to carry out the steps of the method according to one of the preceding aspects when the program is in the electronic Computing device of the magnetic resonance system is executed.
  • Yet another aspect of the invention relates to an electronically readable data carrier with electronically readable control information stored thereon, which comprises at least one computer program according to the preceding aspects and is designed in such a way that when the data carrier is used in an electronic computing device, a Magnetic resonance system carry out a method according to one of the previous aspects.
  • Advantageous embodiments of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the network control system, the computer program and the electronically readable data carrier.
  • the network control system has objective features which enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an embodiment of a decentralized supply network
  • FIG. 2 shows an example characteristic curve of a regenerative, decentralized energy generation device
  • 4 shows a basic circuit diagram of a charging behavior of an electrical energy storage device
  • 5 shows a characteristic curve of a first network converter device in a first situation
  • the decentralized supply network 10 is operated with a network control system 12.
  • the network control system 12 has in particular an electronic computing device 14.
  • the decentralized supply network 10 has a decentralized energy generation device 16, this being designed in particular as a regenerative energy source.
  • the regenerative energy source can be a photovoltaic system or a wind power system.
  • the decentralized supply network 10 also has an electrical consumer 18.
  • the electrical consumer 18 can be a motor, for example.
  • the decentralized supply network 10 has an electrical energy storage device 20.
  • the decentralized supply network 10 has an electrical energy distribution device 22, which can in particular be designed as a DC voltage bus. Alternatively, this can also be designed as an alternating voltage bus.
  • the decentralized energy generation device 16, the electrical energy storage device 20 and the electrical consumer 18 are electrically coupled to the electrical energy distribution device 22.
  • a first network converter device 24 is arranged at least between the electrical energy storage device 20 and the electrical energy distribution device 22.
  • the first grid converter device 24 is designed as a DC / DC converter.
  • the first grid converter device 24 is characteristic-controlled in particular as a function of an electrical voltage within the energy distribution device 22, so that, depending on a characteristic 26, electrical power is provided by the electrical energy storage device 20 for the energy distribution device 22 or the electrical energy storage device 20 with electrical power from Energy distribution device 22 is charged.
  • the first grid converter device 24 is additionally characteristic-controlled as a function of a current state of charge 28 (FIG. 4) of the electrical energy storage device 20, so that electrical power is additionally provided by the electrical energy storage device 20 for the energy distribution device 22 as a function of the state of charge or the electrical energy storage device 20 is charged with electrical power from the energy distribution device 22.
  • a current state of charge 28 FIG. 4
  • FIG. 1 also shows that a further second network converter device 32 can be formed between the decentralized energy generation device 16.
  • this is also designed, in particular, as a DC / DC controller.
  • this can also be designed as a combination of inverter and DC / DC converter.
  • a third network converter device 34 is also formed in front of the electrical consumer 18. This can be designed both as an inverter and as a DC / DC converter.
  • the energy distribution device 22 is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network 36 and is designed to receive electrical power from the higher-level network 36. In particular, this can be done between A fourth network converter device 38, which can be configured as an inverter or as a DC / DC converter, can be configured in the higher-level network 36 and the energy distribution device 22.
  • the energy distribution device 22 is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network 36 and is designed to transmit electrical power from the energy distribution device 22 to the higher-level network 36.
  • a bidirectional exchange of energy between the superordinate network 36 and the energy distribution device 22 can be carried out.
  • the electronic computing device 14 can carry out a corresponding control according to the electrical voltage present within the energy distribution device 22.
  • the decentralized supply network 10 has a multitude of electrical energy storage devices 20, a multitude of decentralized generating devices 16, a multitude of electrical consumers 18 and a multitude of network converters between the local and the higher-level or several higher-level Has networks 36.
  • a plurality of network converter devices 24, 32, 34, 38 or rectifiers can also be used between the decentralized supply network 10 and the higher-level network 36 in order to create redundancy, for example.
  • the respective elements can then be provided with respective network converter devices 24, 32, 34, 38, in particular the network converter device 24 of the electrical energy storage device 20 being characteristic-controlled in each case.
  • FIG. 1 further shows that the network control system 12 with at least one detection device 40 for detecting at least one required electrical power as consumer power P 1 of the electrical consumer 18 and / or for detecting a provided electrical power as energy generation power P 2 of the decentralized generation direction 16 is provided.
  • storage energy can also be recorded as storage power P 3 and network energy as higher-level network power P 4 .
  • FIG. 1 thus shows a simplified structure of the decentralized supply network 10.
  • Electrical consumers 18 are all system components which, on average, draw more power from the system than they feed back. The consumption resulting therefrom must be made available by the decentralized supply network 10 under all circumstances in order to secure production. Characteristic curves which would restrict the power requirement of the third network converter device 34 would therefore be rather counterproductive, so that no P (U) profiles are specified for the electrical consumer 18.
  • the fourth network converter device 38 provides, in particular, electrical power from the higher-level network 36 if the electrical power present within the energy distribution device 22 is temporarily insufficient to supply the electrical consumer 18.
  • the regenerative energy source which in the present exemplary embodiment corresponds to the decentralized energy generation device 16, is generally not capable of being fed back, that is, it feeds power into the decentralized supply network 10 according to the weather conditions, from 0 to the nominal output.
  • a corresponding characteristic curve is shown in particular in FIG. FIG. 2 thus shows a generator characteristic curve 42.
  • the voltage U is plotted in volts on an abscissa and a power P in watts is plotted on the ordinate.
  • FIG. 2 shows, purely by way of example, that the regenerative energy source can generate 10 kW of power at 400 V and no longer generates power at 700 V.
  • the positive current direction in the following always points from the corresponding component to the energy distribution device 22.
  • the decentralized energy generation device 16 supplies a constant power up to a voltage slightly above the nominal voltage of the energy distribution device 22, which corresponds in particular to 650 V in this exemplary embodiment. If the voltage continues to rise, the feed-in power is reduced to 0.
  • the upper limit of the power in particular 10 kW here, can change, for example, according to the solar radiation.
  • corresponding network-side network converters in the present exemplary embodiment the fourth network converter device 38, can have a characteristic curve on the higher-level network 36.
  • a corresponding Active Front End (AFE) does not regulate the power output, but the fed-in current at a given bus voltage.
  • the zero crossing lies in particular at the nominal voltage of the energy distribution device 22, so that the network converter feeds back into the network or draws electrical power from the higher-level network 36 in the event of overvoltage or undervoltage.
  • the consumer load shifts the bus voltage downward, unless electrical consumers 18 that are running out would, for example, temporarily feed power back.
  • FIG. 2 thus shows that it can be provided that the first network converter 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that an electrical power provided by the decentralized energy generation device 16 when the electrical power is provided by the electrical energy storage device 20 is taken into account.
  • a storage characteristic is suitable, for example 44, as shown in FIG. 3 thus shows in particular that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that no electrical power is exchanged between the electrical energy storage device 20 and the energy distribution device 22 within a predetermined voltage range 46 within the energy distribution device 22, when the regenerative energy generation unit just covers the needs of the consumer in normal operation.
  • the range without feed in the present exemplary embodiment between 640 V and 660 V, can be selected, for example, so that the bus voltage does not move out of this voltage range 46 in the event of any moderate load fluctuations within the decentralized supply network 10, i.e. in normal operation.
  • An essential idea of the method described below is to enable the exchange of energy via the fourth network converter device 38 only during exceptional loads such as spot welding or for recharging or discharging the accumulator when critical charge states are reached.
  • exceptional loads such as spot welding or for recharging or discharging the accumulator when critical charge states are reached.
  • loads of approximately 550 kW occur over 150 ms.
  • the high currents lead to a clearly transient drop in the bus voltage, approximately 100 V.
  • the nominal power must be able to cover the base load of the remaining consumers 18 if the decentralized energy generating device 16 runs dry. Furthermore, the energy generating device 16 and the electrical energy storage device 20 must be able to provide the remaining 500 kW during spot welding P PS without the fourth network converter device 38 being switched to the unregulated rectifier. drive decays. Furthermore, when P RQ + P load > 0 in normal operation, in particular without spot welding P PS , the electrical storage device 20 should be charged from the excess P RQ + P load , so that the current within the fourth network converter device 38 disappears.
  • the electrical energy storage device 20 should deliver the deficit P RQ + P load when P RQ + P load ⁇ 0 in normal operation, so that the current of the fourth network converter device 38 again disappears and the electrical power from the decentralized energy generation device 16 and the previous memory entry within the energy distribution device 22 remains. Furthermore, the electrical energy storage device 20 may only be charged from the higher-level network 36 when the state of charge SOC is critical, for example when the state of charge is less than 25%, and into the higher-level network 36, in particular the public one, when the state of charge SOC is greater than 90% Network, discharged.
  • FIG. 4 shows in a schematic view an example of a characteristic control with the current state of charge 28.
  • FIG. 4 thus shows in particular that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that the electrical energy storage device 20 below a first predetermined state of charge SOC 1 Energy storage device 20 is charged with a maximum possible electrical power P max from the energy distribution device 22.
  • FIG. 4 shows that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that, above a second predetermined charge state SOC 2 of the electrical energy storage device 20, a maximum possible electrical power P max ' from the electrical energy storage device 20 for the energy Distribution device 22 is provided.
  • FIG. 4 shows that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that between a third predetermined state of charge SOC 3 of the electrical energy storage device 20 and a fourth predetermined state of charge SOC 4 of the electrical energy Energy storage device 20 the electrical energy storage device 20 provides the electrical power or is charged with the electrical power as a function of an electrical energy supply of the decentralized energy generating device 16.
  • This is shown in particular by area 48.
  • FIG. 4 shows a respective transition area 50, 52.
  • the first transition area 50 is formed between the second state of charge SOC 2 and the fourth state of charge SOC 4 .
  • a second transition region 52 is formed between the first state of charge SOC 1 and the third state of charge SOC 3 .
  • the development of the state of charge SOC of the electrical energy storage device 20 is based on the current possibilities of the decentralized energy generation device 16.
  • electrical power should in any case only be
  • the ordered network 36 can be exchanged, for example, when welding or when the state of charge SOC of the electrical energy storage device 20 assumes one of the critical values. Otherwise, all regeneratively generated energy or power in the decentralized supply network 10 is used.
  • FIG. 4 shows, by way of example, the charging behavior of the electrical energy storage device 20 in normal operation.
  • DP - (P load P RQ )
  • transition areas 50, 52 which in the present exemplary embodiment correspond to a state of charge SOC of 90% to 95% and a state of charge SOC between 20% and 25%
  • mediation between the middle and outer areas can take place for reasons of stability . This can be done, for example, by linear interpolation between P max and DP depending on the state of charge.
  • FIGS. 5 to 7 show different characteristic curves within the first network converter device 24.
  • a characteristic curve with a DP of 0 W can be seen, that is, when the feed power of the regenerative energy generating device just covers the average consumer power in normal operation .
  • FIGS. 5 to 7 thus show that it can be provided that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that up to a first predetermined voltage threshold value 54 within the energy distribution device 22, the maximum electrical power of the electrical Energy storage device 20 is provided for the energy distribution device 22. Furthermore, FIGS. 5 to 7 show that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that above a second predetermined voltage threshold value 56 within the energy distribution device 22, the electrical energy storage ch worn 20 with the maximum electrical power - from the energy distribution device 22 is charged.
  • the state of charge SOC may only influence the storage characteristic curve in the voltage range in which there is no feed without an active network control system 12, as shown in FIG. 3, in the present case between 640 V and 660 V.
  • all electrical energy storage devices 20, in particular a large number of electrical energy storage devices 20 within the decentralized supply network 10 can be arranged, regardless of their state of charge SOC, immediately participate in maintaining the plant operation and thus in providing the welding power.
  • FIGS. 5 to 7 each show, in their embodiment, five different characteristic curves 26 for five different charge states SOC.
  • a first characteristic curve 58 shows, for example, the course at a state of charge of 95%.
  • a second characteristic curve 60 is for a state of charge SOC of 92%, a third characteristic curve shape 62 is for a state of charge SOC of 80%, a fourth characteristic curve shape 64 is for a state of charge SOC of 23% and a fifth characteristic curve shape 66 is for a state of charge SOC of 20 % to see.
  • the linear interpolated transition area begins at the upper limit of the middle SOC range at 90%.
  • the discharge power of the electrical energy storage device 20 thus reaches just 2/5 of the maximum possible discharge power P max ' at 92%. The same thing happens with the opposite sign at 23%.
  • the maximum possible charging / discharging capacities in normal operation P max / P max ' are directly dependent on the control behavior of the line converter. If the grid converter (as with the AFE) works in the usual control mode with constant reference voltage, i.e. without a characteristic, then it can deliver the full rated power P NUN for every V dc in normal operation. In accordance with the equation given above, the electrical energy storage device 20 can then maximally use the power
  • P max / P max ' - ( ⁇ P NUN + P load + P RQ ) can be charged or discharged.
  • the bus voltage now depends on the load on the line converter.
  • the maximum available power of the network converter at a given V dc can be determined from the characteristic curve, thus avoiding, among other things, that the load generated by the charging / discharging power of the electrical energy storage device 20 does not drop the bus voltage V dc below / above the limits of the Normal operating range, in the example 640V and 660V, presses.
  • the P max / P max ' can also be updated in each case in accordance with the current value of P RQ .
  • P load and P RQ must be recorded by a central network management system, in this case the network control system 12, and the corresponding values for P max / P max ' and DP must be sent to the electrical energy storage device 20 can be passed on as manipulated variables.
  • P RQ is similar to the mean consumer power
  • P load is a slowly changing variable in normal operation, so that no particularly high demands are placed on the resolution of the measurement. The same applies to the reaction time of the electrical energy storage device 20.
  • the method described above regulates the autonomous behavior of the electrical energy storage device 20 as a function of its own state of charge SOC.
  • one or more electrical energy storage devices 20 are to act as a function of the state of charge SOC of other electrical energy storage devices 20, then the current SOC value of all electrical energy storage devices 20 must also be transmitted to the network management become.
  • a method described herein can also be in the form of a computer program (product) that implements the method on a control unit, in particular the electronic computing device 14, when it is executed on the control unit.
  • a control unit in particular the electronic computing device 14, when it is executed on the control unit.
  • an electronically readable data carrier (not shown) with electronically readable control information stored on it, which comprises at least one described computer program product and is designed in such a way that it can be used when the data carrier is used. Carry out a described method in a control unit of an MR system.
  • the installed power of the regenerative sources is sufficient to generate more energy than is required for the operation of the system and the filling of the storage, ie the electrical energy storage device 20, under the corresponding climatic conditions , then the energy supply from the higher-level network 36 can also be dispensed with during spot welding.
  • the fourth network converter 38 would then only serve to feed excess energy back to the network. If necessary, the output of the memory would have to be increased or the bus capacity increased in order to prevent the AFE from going into the unregulated state during welding.
  • the network converter would then become the superordinate network 36, the storage system gradually recharge from the network.
  • this would mean that all the energy required to operate the system is ultimately first brought from the higher-level network 36 into the storage system and from there to the consumers. This would generate increased dynamic conversion losses at all the converters involved in the entire operation.

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Abstract

The invention relates to a method for operating a local supply network (10) by means of a network control system (12), in which the local supply network (10) is at least provided with a local power generating unit (16), an electrical load (18), an electrical power storage unit (20) and an electrical power distribution unit (22). At least one first network converter unit (24) of the electrical energy storage unit (20) is controlled based on a characteristic curve and depending on a voltage within the power distribution unit (22), the first network converter unit (24) being additionally controlled based on a characteristic curve and depending on a current state of charge (SOC) of the electrical power storage unit (20), so that in addition, depending on the state of charge, electrical power from the electrical power storage unit (20) is provided for the power distribution unit (22) or the electrical power storage unit (20) is charged with electrical power from the power distribution unit (22). The invention further relates to a network control system (12), a computer program and an electronically readable data storage medium.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Betreiben eines dezentralen Versorgungsnetzes in Abhängigkeit einer Kennlinie, Netzsteuerungssystem, Computerprogramm sowie elektronisch lesbarer Datenträger Method for operating a decentralized supply network as a function of a characteristic curve, network control system, computer program and electronically readable data carrier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines de- zentralen Versorgungsnetzes mittels eines Netzsteuerungssys- tems, bei welchem das dezentrale Versorgungsnetz zumindest mit einer dezentralen Energieerzeugungseinrichtung, einem elektrischen Verbraucher, einer elektrischen Energiespeicher- einrichtung und einer elektrischen Energieverteilereinrich- tung, an welcher die dezentrale Energieerzeugungseinrichtung und die elektrische Energiespeichereinrichtung und der elekt- rische Verbraucher elektrisch gekoppelt sind, bereitgestellt wird, wobei zumindest eine erste Netzumrichtereinrichtung der elektrischen Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit von einer Spannung innerhalb der Energieverteilereinrichtung kennliniengesteuert wird, so dass in Abhängigkeit einer Kenn- linie elektrische Leistung von dem elektrischen Energiespei- cher für die Energieverteilereinrichtung bereitgestellt wird oder die elektrische Energiespeichereinrichtung mit elektri- scher Leistung der Energieverteilereinrichtung geladen wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Netzsteuerungssystem, ein Computerprogramm sowie einen elektronisch lesbaren Datenträ- ger. The invention relates to a method for operating a decentralized supply network by means of a network control system, in which the decentralized supply network has at least one decentralized energy generation device, an electrical consumer, an electrical energy storage device and an electrical energy distribution device on which the decentralized energy generation device and the electrical energy storage device and the electrical consumer are electrically coupled, is provided, wherein at least one first network converter device of the electrical energy storage device is characteristic-controlled depending on a voltage within the energy distribution device, so that depending on a characteristic, electrical power from the electrical energy storage - Cher is provided for the energy distribution device or the electrical energy storage device with electrical output of the energy distribution device is loaded. The invention also relates to a network control system, a computer program and an electronically readable data carrier.
Industrieanlagen mit einem zentralen Gleichstrombus bestehen aus elektrischer Sicht in der Regel aus jeweils einem oder mehreren Netzumrichtern zur Versorgung aus dem übergeordneten AC- oder DC-Netz, also beispielsweise einem öffentlichen Netz, beispielsweise Active Front End / AFE oder DC-DC- Steller, regenerativen Quellen, beispielsweise Photovoltaik oder Windkraft, elektrischen Energiespeichereinrichtungen (Speicher), beispielsweise Batterie, Schwungradspeicher und Verbrauchern, beispielswiese Motoren, Roboter oder Schweiß- einrichtungen. Quellen, Speicher und Verbraucher unterschied- licher Hersteller sind dabei über Wechselrichter, beispiels- weise für Asynchronmotoren oder DC-DC-Steller, beispielsweise für Batterien, an den DC-Bus, welcher auch als elektrische Energieverteilereinrichtung bezeichnet werden kann, ange- schlossen. From an electrical point of view, industrial systems with a central DC bus usually consist of one or more network converters for supply from the higher-level AC or DC network, e.g. a public network, e.g. Active Front End / AFE or DC-DC converter, regenerative Sources, for example photovoltaics or wind power, electrical energy storage devices (storage devices), for example batteries, flywheel storage devices and consumers, for example motors, robots or welding devices. Sources, storage and consumers from different manufacturers are connected via inverters, for example for asynchronous motors or DC-DC converters, for example for batteries, connected to the DC bus, which can also be referred to as an electrical energy distribution device.
Grundsätzlich können fast alle Komponenten elektrische Leis- tung in das lokale Anlagennetz einspeisen oder Leistung aus dem lokalen DC-Netz beziehen. Ziel einer energieeffizienten Leistungsflussregelung ist es, das Netz so zu betreiben, dass die überwiegend oder vollständig als Verbraucher wirksamen Anlagenteile nicht unmittelbar aus dem übergeordneten Netz, sondern direkt aus den verfügbaren Leistungen der regenerati- ven Quellen beziehungsweise der Speicher im lokalen Netz ge- speist werden. Über die weitgehend lokale Nutzung der Ener- giegewinnung aus dezentralen Quellen wird vermieden, dass un- nötige Kosten aus dem Bezug von Energie aus übergeordneten Netzen und zusätzliche Transmissionsverluste durch mehrfache Ein- beziehungsweise Rückspeisung aus dem / in das übergeord- nete Netz entstehen. In principle, almost all components can feed electrical power into the local system network or draw power from the local DC network. The aim of an energy-efficient power flow control is to operate the network in such a way that the system parts that are predominantly or completely consumers are not fed directly from the higher-level network, but directly from the available power from the regenerative sources or the storage in the local network . The largely local use of energy generation from decentralized sources avoids unnecessary costs arising from the procurement of energy from higher-level networks and additional transmission losses due to multiple feed-in or feed-back from / to the higher-level network.
Da die Leistungen der regenerativen Quellen entsprechend der Wettersituation schwanken und gegebenenfalls nicht ausrei- chen, um die Verbraucher zu versorgen, bedarf es eines geeig- neten Verfahrens, mit dem einerseits der Bezug elektrischer Energie aus dem übergeordneten Netz minimiert wird und ande- rerseits verhindert wird, dass sich die Speicher über- oder entladen. Der Algorithmus muss also sowohl die aktuellen Leistungsflüsse im Netz als auch die Ladezustände der betei- ligten Speicher berücksichtigen. Since the power of the regenerative sources fluctuates according to the weather situation and may not be sufficient to supply the consumers, a suitable process is required which on the one hand minimizes the consumption of electrical energy from the higher-level network and on the other hand prevents it that the memory is overloaded or discharged. The algorithm must therefore take into account both the current power flows in the network and the charge status of the storage facilities involved.
Es sind zwei Verfahren bekannt, mit denen der Leistungsfluss in industriellen Netzen beeinflusst werden kann. Two methods are known with which the power flow in industrial networks can be influenced.
Das Konzept des Local Grid Controllers, bei welchem zusätz- lich zur SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) für die Pro- duktionsabläufe der Industrieanlage eine zweite SPS (Local Grid Controller / LGC) installiert wird, die sich ausschließ- lich mit der EchtZeiterfassung der Leistungsflüsse der Kompo- nenten und mit deren externer Steuerung befasst. Die SPS ist jeweils mit den vorgeschalteten Umrichtern verbunden, von de- nen sie die aktuellen Leistungsdaten ausliest und an die sie Referenzsignale für die Leistungsregelung zurückgibt. The concept of the Local Grid Controller, in which a second PLC (Local Grid Controller / LGC) is installed in addition to the PLC (Programmable Logic Controller) for the production processes of the industrial plant, which deals exclusively with the real-time recording of the power flows of the component - and are concerned with their external management. The PLC is connected to the upstream inverters, from which it reads the current performance data and to which it returns reference signals for power control.
Intern vergibt der LGC für jede Komponente Prioritäten, nach denen der Leistungsfluss gesteuert wird. Der Referenzwert für die Leistungsabgabe von Komponenten mit geringster Priorität wird bereits bei geringen temporären Abweichungen von der ausgeglichenen Leistungsbilanz des Systems angepasst, während die Vorgaben für Komponenten mit höherer Priorität nur bei größeren Abweichungen, wie etwa bei Schweißprozessen, Kurz- schlüssen oder Ausfall des übergeordneten Netzes, verändert werden. Internally, the LGC assigns priorities for each component, according to which the power flow is controlled. The reference value for the power output of components with the lowest priority is adjusted even in the event of slight temporary deviations from the balanced power balance of the system, while the specifications for components with higher priority only in the case of larger deviations, such as welding processes, short circuits or failure of the higher-level network , to be changed.
Bei dieser Methode wird wegen der hohen Auslastung durch die Echtzeiterfassung im Bereich von einigen Millisekunden stets eine zweite leistungsfähige SPS benötigt. Änderungen der Ab- läufe in der Anlage erfordern eine Anpassung der Prioritäts- liste und gegebenenfalls eine Rückkopplung zur SPS der Pro- duktionssteuerung . With this method, a second powerful PLC is always required due to the high utilization of real-time recording in the range of a few milliseconds. Changes to the processes in the plant require an adaptation of the priority list and, if necessary, a feedback to the PLC of the production control.
Die zweite bekannte Methode ist das dezentrale Netzmanagement über komponentenspezifische I(U)- bzw. P(U)-Regelkennlinien, welche auch als Droop-Curve-Control bezeichnet werden kann. The second known method is decentralized network management using component-specific I (U) or P (U) control characteristics, which can also be referred to as droop curve control.
Die Spannungsregler der Netzumrichter, insbesondere des über- geordneten Netzes, beziehungsweise die üblicherweise konstan- ten Leistungs-Referenzwerte der Komponentenumrichter werden durch komponentenspezifische Iset(Vdc)- beziehungsweise Pset (Vdc)-Regelkennlinien ergänzt beziehungsweise ersetzt. Da- mit ändert sich die Regelvorgabe automatisch in Abhängigkeit von der am gemeinsamen DC-Bus gemessenen Spannung Vdc, die bei temporären Belastungen erheblich von der Nennspannung des Netzes abweichen kann. Diese dezentrale Vorgehensweise kann durch eine zentrale Abstimmung ergänzt werden, die einzelne Messgrößen an den Komponenten erfasst und den Verlauf der Kennlinie in Abhängigkeit von der aktuellen Belastungssitua- tion, ähnlich wie bei den oben erwähnten Prioritätslisten, verändern kann. The voltage regulators of the network converters, in particular of the higher-level network, or the usually constant power reference values of the component converters are supplemented or replaced by component-specific I set (V dc ) or P set (V dc ) control characteristics. This means that the control specification changes automatically depending on the voltage V dc measured on the common DC bus, which can deviate considerably from the nominal voltage of the network in the event of temporary loads. This decentralized procedure can be supplemented by a central coordination that records individual measured variables on the components and changes the course of the characteristic curve depending on the current load situation. tion, similar to the priority lists mentioned above.
Es ist jedoch kein Verfahren bekannt, dass bei diesen Bedin- gungen automatisch eine ausschließlich lokale Nutzung der lo- kal erzeugten Energie beziehungsweise der lokal erzeugten elektrischen Leistung ermöglicht. However, no method is known that automatically enables exclusively local use of the locally generated energy or the locally generated electrical power under these conditions.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren, ein Netzsteuerungssystem, ein Computerprogramm sowie einen elekt- ronisch lesbaren Datenträger zu schaffen, mittels welchen ein verbesserter Betrieb eines dezentralen Versorgungsnetzes rea- lisiert werden kann. The object of the present invention is to create a method, a network control system, a computer program and an electronically readable data carrier by means of which an improved operation of a decentralized supply network can be implemented.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Netzsteuerungs- system, ein Computerprogramm sowie durch einen elektronisch lesbaren Datenträger gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den unab- hängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved by a method, a network control system, a computer program and an electronically readable data carrier according to the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the independent claims.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines dezentralen Versorgungsnetzes mittels eines Netzsteue- rungssystems, bei welchem das dezentrale Versorgungsnetz zu- mindest mit einer dezentralen Energieerzeugungseinrichtung, einem elektrischen Verbraucher, einer elektrischen Energie- speichereinrichtung und einer elektrischen Energieverteiler- einrichtung, an welcher die dezentrale Energieerzeugungsein- richtung und die elektrische Energiespeichereinrichtung und der elektrische Verbraucher elektrisch gekoppelt sind, be- reitgestellt wird, wobei zumindest eine erste Netzumrichter- einrichtung der elektrischen Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit von einer Spannung innerhalb der Energievertei- lereinrichtung kennliniengesteuert wird, so dass in Abhängig- keit einer Kennlinie elektrische Leistung von dem elektri- schen Energiespeicher für die Energieverteilereinrichtung be- reitgestellt wird oder die elektrische Energiespeicherein- richtung mit elektrischer Leistung der Energieverteilerein- richtung geladen wird. Es ist vorgesehen, dass die erste Netzumrichtereinrichtung zusätzlich in Abhängigkeit von einem aktuellen Ladezustand der elektrischen Energiespeichereinrichtung kennliniengesteu- ert wird, so dass zusätzlich ladezustandsabhängig elektrische Leistung von dem elektrischen Energiespeicher für die Ener- gieverteilereinrichtung bereitgestellt wird oder die elektri- sche Energiespeichereinrichtung mit elektrischer Leistung der Energieverteilereinrichtung geladen wird. One aspect of the invention relates to a method for operating a decentralized supply network by means of a network control system, in which the decentralized supply network has at least one decentralized energy generation device, an electrical consumer, an electrical energy storage device and an electrical energy distribution device on which the decentralized energy generating device and the electrical energy storage device and the electrical consumer are electrically coupled, is provided, at least one first network converter device of the electrical energy storage device is controlled depending on a voltage within the energy distribution device, so that depending a characteristic curve electrical power is provided by the electrical energy store for the energy distribution device or the electrical energy storage device with electrical power ng of the energy distribution device is charged. It is provided that the first network converter device is additionally characteristic-controlled as a function of a current state of charge of the electrical energy storage device, so that electrical power is additionally provided by the electrical energy store for the energy distribution device depending on the state of charge or the electrical energy storage device with electrical power of the Energy distribution device is charged.
Dadurch ist ein verbesserter Betrieb des dezentralen Versor- gungsnetzes realisiert. Insbesondere ist es dadurch ermög- licht, dass gegenüber dem Stand der Technik ein Betrieb des dezentralen Versorgungsnetzes ermöglicht ist, ohne Leistung aus einem übergeordneten Netz beziehen zu müssen. Insbesonde- re wird dabei die Differenz zwischen erzeugter Leistung und dem Verbrauch im Normalbetrieb des dezentralen Versorgungs- netzes stets von der elektrischen Energiespeichereinrichtung geliefert oder zu deren Nachladen genutzt. Damit verbleibt insbesondere alle lokal erzeugte Leistung im dezentralen Ver- sorgungsnetz. Dadurch kann eine Erhöhung der Effizienz und Senkung der Verbrauchskosten realisiert werden. Insbesondere kann dadurch realisiert werden, dass sich die elektrische Energiespeichereinrichtung im Normalbetrieb automatisch nach- lädt, sodass immer genügend Leistung für außergewöhnliche Be- lastungen zur Verfügung steht. This results in improved operation of the decentralized supply network. In particular, this enables the decentralized supply network to be operated, compared with the prior art, without having to draw power from a higher-level network. In particular, the difference between the power generated and the consumption during normal operation of the decentralized supply network is always supplied by the electrical energy storage device or used to recharge it. In particular, all locally generated power remains in the decentralized supply network. As a result, an increase in efficiency and a reduction in consumption costs can be achieved. In particular, it can thereby be realized that the electrical energy storage device is automatically recharged in normal operation so that there is always enough power available for extraordinary loads.
Unter Normalbetrieb kann beispielsweise der Betrieb des Net- zes mit mindestens einem Verbraucher, zum Beispiel einem Ro- boter, dessen mittlere Leistung nur um einige kW um einen Mittelwert von einigen kW schwankt, angesehen werden. Als au- ßergewöhnliche temporäre Belastung kann der Betrieb des Net- zes mit einem zusätzlichen Verbraucher, z.B. einem Punkt- schweißgerät, angesehen werden, das über einen vergleichswei- se geringen Zeitraum, z.B. von 150 Millisekunden, eine sehr hohe Leistung von z.B. 550kW abfordert. Insbesondere beschreibt die Kennlinie nach dem dargestellten Verfahren die Abhängigkeit des Leistungsreferenzwertes an der Netzumrichtereinrichtung des Speichers von der Spannung an der Energieverteileinrichtung, wobei sie sich in Abhängigkeit von einer Leistungsmessung der Verbraucher im Normalbetrieb, der Messung des aktuellen Leistungseintrags der regenerativen Quellen und vom Ladezustand des Speichers verändert. Under normal operation, for example, the operation of the network with at least one consumer, for example a robot, the average power of which fluctuates by only a few kW around an average value of a few kW, can be viewed. The operation of the network with an additional consumer, eg a spot welder, which requires a very high output of eg 550 kW over a comparatively short period of time, eg of 150 milliseconds, can be seen as an extraordinary temporary load. In particular, the characteristic curve according to the method shown describes the dependence of the power reference value at the network converter device of the store on the voltage at the energy distribution device, whereby it depends on a power measurement of the consumers in normal operation, the measurement of the current power input of the regenerative sources and the state of charge of the store changed.
Ferner kann gegenüber dem Stand der Technik realisiert wer- den, dass das Netzsteuerungssystem mit einfachen Schaltungen, insbesondere mit einer einfachen elektronischen Rechenein- richtung realisiert werden kann, ohne dabei eine zusätzlich SPS einsetzen oder die SPS zur Produktionssteuerung kontak- tieren zu müssen. Insbesondere hat dies den Hintergrund da- rin, dass die Steuerung eines optimalen Leistungsflusses bei der erfindungsgemäßen Methode nur die Implementierung der Kennlinie, die Erfassung der Leistungsdaten am Verbraucher im Normalbetrieb und an den regenerativen Quellen sowie der Im- plementierung des Algorithmus im Netzmanagement, insbesondere innerhalb einer elektronischen Recheneinrichtung des Netz- steuerungssystems, erfordert. Furthermore, compared to the prior art, it can be realized that the network control system can be implemented with simple circuits, in particular with a simple electronic computing device, without having to use an additional PLC or contact the PLC for production control. In particular, this is due to the fact that the control of an optimal power flow in the method according to the invention only involves the implementation of the characteristic curve, the acquisition of the performance data on the consumer in normal operation and on the regenerative sources as well as the implementation of the algorithm in network management, especially within an electronic computing device of the network control system.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das dezentrale Versor- gungsnetz eine Vielzahl von elektrischen Energiespeicherein- richtungen, eine Vielzahl von dezentralen Erzeugungseinrich- tungen und eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern auf- weist. Insbesondere können die jeweiligen Elemente dann mit jeweiligen Netzumrichtereinrichtungen bereitgestellt werden, wobei insbesondere die Netzumrichtereinrichtungen der elektrischen Energiespeichereinrichtungen jeweils kennlinien- gesteuert sind. It can preferably be provided that the decentralized supply network has a large number of electrical energy storage devices, a large number of decentralized generating devices and a large number of electrical consumers. In particular, the respective elements can then be provided with respective network converter devices, with the network converter devices of the electrical energy storage devices in particular each being characteristic curve-controlled.
Insbesondere dient das erfindungsgemäße Verfahren dazu, alle regenerativ erzeugte Energie beziehungsweise Leistung im de- zentralen Versorgungsnetz zu nutzen, wobei dies mit der ent- sprechenden Kennliniensteuerung durchgeführt wird. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel gebracht, bei wel- chem eine Gleichspannung von der Energieverteilereinrichtung bereitgestellt wird. Die entsprechenden Netzumrichtereinrich- tungen sind dann zumindest auf der Energieverteilereinrich- tungsseite für Gleichspannung ausgelegt. Alternativ kann durch die Energieverteilereinrichtung auch eine Wechselspan- nung bereitgestellt werden, wobei dann die entsprechenden Netzumrichtereinrichtungen zumindest auf der Energieverteile- reinrichtungsseite für Wechselspannung ausgebildet sind. In particular, the method according to the invention serves to use all regeneratively generated energy or power in the decentralized supply network, this being carried out with the corresponding characteristic curve control. An exemplary embodiment is given below in which a direct voltage is provided by the energy distribution device. The corresponding network converter devices are then designed for direct voltage at least on the power distribution device side. Alternatively, an alternating voltage can also be provided by the energy distribution device, the corresponding network converter devices then being designed at least on the energy distribution device side for alternating voltage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Energie- verteilereinrichtung derart bereitgestellt, dass diese zu- sätzlich mit einem übergeordneten Netz gekoppelt ist und zum Empfangen von elektrischer Energie aus dem übergeordneten Netz ausgebildet ist. Als übergeordnetes Netz kann beispiels- weise ein öffentliches Netz oder beispielsweise ein Werksnetz bereitgestellt werden. Das übergeordnete Netz kann sowohl Wechselspannung als auch Gleichspannung bereitstellen. Insbe- sondere kann die Energieverteilereinrichtung mit einem Netzumrichter für das übergeordnete Netz bereitgestellt wer- den. Insbesondere kann somit elektrische Leistung aus dem übergeordneten Netz empfangen werden. Sollte beispielsweise innerhalb des dezentralen Versorgungsnetzes zu wenig elektri- sche Energie beziehungsweise Leistung zur Verfügung stehen, so kann, ohne dass ein Leistungseinbruch innerhalb des de- zentralen Versorgungsnetzes zu verzeichnen ist, entsprechend die elektrische Leistung aus dem übergeordneten Netz empfan- gen werden. Der Netzumrichter kann dabei sowohl als Wechsel- richter als auch als Gleichspannungssteller ausgebildet sein. Dadurch ist es ermöglicht, dass zuverlässig das dezentrale Versorgungsnetz sowohl an einem übergeordneten DC- als auch aus einem übergeordneten AC-Netz betrieben werden kann. According to an advantageous embodiment, the energy distribution device is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network and is designed to receive electrical energy from the higher-level network. A public network or a plant network, for example, can be provided as the higher-level network. The higher-level network can provide both AC voltage and DC voltage. In particular, the energy distribution device can be provided with a network converter for the higher-level network. In particular, electrical power can thus be received from the higher-level network. If, for example, too little electrical energy or power is available within the decentralized supply network, the electrical power can be correspondingly received from the higher-level network without a power drop within the decentralized supply network. The network converter can be designed both as an inverter and as a DC voltage controller. This enables the decentralized supply network to be operated reliably both on a higher-level DC network and from a higher-level AC network.
Alternativ kann vorgeschlagen werden, wenn die installierte Leistung beispielsweise der regenerativen Quellen ausreicht, um unter entsprechenden klimatischen Bedingungen im Jahres- mittel mehr Energie zu erzeugen, als für den Betrieb der An- lage und die Auffüllung der Speicher, also der elektrischen Energiespeichereinrichtung, erforderlich ist, dann kann man auch während des Punktschweißens auf die Energiezufuhr aus dem übergeordneten Netz verzichten. Der vierte Netzumrichter würde dann nur dazu dienen, überschüssige Energie an das Netz zurück zu speisen. Gegebenenfalls müsste die Leistung der Speicher erhöht oder die Buskapazität aufgestockt werden, um zu verhindern, dass das AFE beim Schweißen in den ungeregel- ten Zustand verfällt. Alternatively, it can be proposed if the installed capacity of the regenerative sources, for example, is sufficient to generate more energy on average under the corresponding climatic conditions than for the operation of the system and the replenishment of the storage, i.e. the electrical ones Energy storage device, is required, then you can do without the energy supply from the higher-level network even during spot welding. The fourth grid converter would then only be used to feed excess energy back into the grid. If necessary, the output of the memory would have to be increased or the bus capacity increased in order to prevent the AFE from going into the unregulated state during welding.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die Energieverteilereinrichtung derart bereitgestellt, dass diese zusätzlich mit einem übergeordneten Netz gekoppelt ist und zum Übertragen von elektrischer Leistung aus der Energiever- teilereinrichtung in das übergeordnete Netz ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, sollte ein Über- schuss an elektrischer Leistung innerhalb der Energievertei- lereinrichtung aufzufinden sein, welche insbesondere nicht durch ein Laden der elektrischen Energiespeichereinrichtung abgefangen werden kann, so kann vorgesehen sein, dass diese überschüssige elektrische Leistung in das übergeordnete Netz gespeist wird. Insbesondere kann hierzu vorgesehen sein, dass entsprechende Einspeisevergütungen für das Einspeisen der überschüssigen elektrischen Leistung ausgezahlt werden kön- nen. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass auch bei einem Überschuss an elektrischer Leistung dieser nicht verlo- ren geht, sondern entsprechend in das übergeordnete Netz zu- rückgeführt werden kann. Dadurch ist ein verbesserter Betrieb des dezentralen Versorgungsnetzes ermöglicht. In a further advantageous embodiment, the energy distribution device is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network and is designed to transmit electrical power from the energy distribution device to the higher-level network. In other words, it can be provided that if an excess of electrical power can be found within the energy distribution device, which in particular cannot be absorbed by charging the electrical energy storage device, it can be provided that this excess electrical power is fed into the higher-level network is fed. In particular, it can be provided for this purpose that corresponding feed-in tariffs can be paid out for feeding in the excess electrical power. In particular, this makes it possible that, even if there is an excess of electrical power, it is not lost, but can be fed back into the higher-level network accordingly. This enables improved operation of the decentralized supply network.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die erste Netzumrichtereinrichtung mittels der Kennlinie derart gesteuert, dass bei einem ersten vorgegebenen Spannungs- schwellwert innerhalb der Energieverteilereinrichtung eine maximal mögliche elektrische Leistung der elektrischen Ener- giespeichereinrichtung für die Energieverteilereinrichtung bereitgestellt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einem Netz, welches im Mittel bei einer Spannung von 650V betrieben wird, der vorgegebene Spannungsschwellwert bei 600 V liegt. Sollte dann innerhalb der Energieverteilerein- richtung die Spannung unter 600 V liegen, so kann vorgesehen sein, dass die elektrische Energiespeichereinrichtung die ma- ximal mögliche elektrische Leistung in die Energieverteiler- einrichtung einspeist. Dies hat insbesondere den Hintergrund darin, sollten beispielsweise kurzfristig hohe elektrische Leistungen innerhalb der Energieverteilereinrichtung benötigt werden, so können diese durch die elektrische Energiespei- chereinrichtung bereitgestellt werden. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass keine zusätzliche elektrische Leis- tung aus einem übergeordneten Netz bezogen werden muss. Mit anderen Worten wird lokal die elektrische Energie bereitge- stellt, auch wenn hohe Kurzzeitleistungen innerhalb des de- zentralen Versorgungsnetzes abgerufen werden, welche das de- zentrale Versorgungsnetz außergewöhnlich belasten, wie das z.B. beim Punktschweißen der Fall ist. Die hohen Ströme füh- ren zu einem deutlichen transienten Abfall der Spannung in- nerhalb der Energieverteilereinrichtung, beispielsweise um 100 V. Traditionell im Stand der Technik wird die vierte Netzumrichtereinrichtung derart ausgelegt, dass das dezentra- le Versorgungsnetz kurzzeitig 600 kW aus dem übergeordneten Netz beziehen kann. Liegt die mittlere Verbraucherlast im Normalbetrieb beispielsweise bei 10kW, dann arbeitet ein ent- sprechender Netzumrichter auf der übergeordneten Netzseite fast immer im Bereich verlustreicher Niedriglasten. Sollte es nun zu einem solchen Punktschweißprozess innerhalb des de- zentralen Versorgungsnetzes kommen, so ist insbesondere vor- gesehen, dass unabhängig vom Ladezustand des elektrischen Energiespeichers dieser die maximal mögliche elektrische Leistung bereitstellt, um einem Spannungseinbruch innerhalb der Energieverteilereinrichtung entgegenzuwirken. Insbesonde- re, sollte das dezentrale Versorgungsnetz eine Vielzahl von elektrischen Energiespeichereinrichtungen aufweisen, so kann hier vorgesehen sein, dass die Vielzahl von elektrischen Energiespeichereinrichtungen unabhängig von ihrem Ladezustand die maximal mögliche elektrische Leistung für die Energiever- teilereinrichtung bereitstellen, um einen Spannungseinbruch innerhalb der Energieverteilereinrichtung zu verhindern. Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die erste Netzumrichterein- richtung mittels der Kennlinie derart gesteuert wird, dass bei einem zweiten vorgegebenen Spannungsschwellwert innerhalb der Energieverteilereinrichtung die elektrische Energiespei- chereinrichtung mit einer maximal möglichen elektrischen Leistung aus der Energieverteilereinrichtung geladen wird. Insbesondere ist es dadurch vorgesehen, dass die lokal er- zeugte Energie beziehungsweise Leistung der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung somit zum Laden der elektrischen Energiespeichereinrichtung genutzt wird. Insbesondere wird dabei überschüssige Leistung aus dem dezentralen Versorgungs- netz somit zum Laden der elektrischen Energiespeichereinrich- tung verwendet. Dadurch ist es ermöglicht, dass die lokal er- zeugte Energie beziehungsweise Leistung im lokalen Netz ver- bleiben kann, und insbesondere im Nachhinein dann entspre- chend viel elektrische Leistung für die Energieverteilerein- richtung bei Bedarf bereitgestellt werden kann. In a further advantageous embodiment, the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that a maximum possible electrical power of the electrical energy storage device is provided for the energy distribution device at a first predetermined voltage threshold value within the energy distribution device. For example, it can be provided that in a network which is operated on average at a voltage of 650V, the specified voltage threshold value at 600 V. If the voltage within the energy distribution device is then below 600 V, it can be provided that the electrical energy storage device feeds the maximum possible electrical power into the energy distribution device. The reason for this, in particular, is that if, for example, high electrical powers are required briefly within the energy distribution device, then these can be provided by the electrical energy storage device. In particular, this makes it possible that no additional electrical power has to be drawn from a higher-level network. In other words, the electrical energy is provided locally, even if high short-term powers are called up within the decentralized supply network, which place an extraordinary load on the decentralized supply network, as is the case, for example, with spot welding. The high currents lead to a clear transient drop in the voltage within the energy distribution device, for example by 100 V. Traditionally in the prior art, the fourth network converter device is designed in such a way that the decentralized supply network briefly draws 600 kW from the higher-level network can. If the average consumer load in normal operation is, for example, 10kW, then a corresponding network converter on the higher-level network side almost always works in the area of low-loss loads. Should such a spot welding process now occur within the decentralized supply network, provision is made in particular for the electrical energy store to provide the maximum possible electrical power regardless of the state of charge of the electrical energy store in order to counteract a voltage drop within the energy distribution device. In particular, should the decentralized supply network have a large number of electrical energy storage devices, it can be provided here that the large number of electrical energy storage devices provide the maximum possible electrical power for the energy distribution device, regardless of their state of charge, in order to cause a voltage drop within the energy distribution device prevent. It is also advantageous if the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is charged with a maximum possible electrical power from the energy distribution device at a second predetermined voltage threshold value within the energy distribution device. In particular, it is provided that the locally generated energy or power of the electrical energy generating device is thus used to charge the electrical energy storage device. In particular, excess power from the decentralized supply network is used to charge the electrical energy storage device. This makes it possible for the locally generated energy or power to remain in the local network and, in particular, for a corresponding amount of electrical power to be made available for the energy distribution device when required.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die erste Netzumrichterein- richtung mittels der Kennlinie derart gesteuert wird, dass innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs innerhalb der Energieverteilereinrichtung keine elektrische Leistung zwi- schen der elektrischen Energiespeichereinrichtung und der Energieverteilereinrichtung ausgetauscht wird, insbesondere dann, wenn die mittlere Verbraucherleistung im Normalbetrieb gleich dem Leistungseintrag der regenerativen Quellen ist. Im Beispiel kann dies beispielsweise bei einem Mittelwert von 650 V liegen, sodass der Bereich beispielsweise zwischen 640 V und 660 V aufgezogen wird. Dieser Spannungsbereich kenn- zeichnet damit zugleich den Normalbetrieb, in Abgrenzung zur außergewöhnlichen Belastung, die die Spannung der Energiever- teilereinrichtung aus diesem Bereich herausführt. Innerhalb dieses Bereichs kann dann vorgesehen sein, dass keine elekt- rische Leistung zwischen der Energieverteilereinrichtung und der elektrischen Energiespeichereinrichtung ausgetauscht wird. Dies hat insbesondere den Hintergrund darin, dass sich die elektrische Energiespeichereinrichtung andernfalls im Normalbetrieb permanent an der Abdeckung der Verbraucherlast beteiligt und damit unnötig entlädt. It is also advantageous if the first power converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that no electrical power is exchanged between the electrical energy storage device and the energy distribution device within a specified voltage range within the energy distribution device, in particular if the average consumer power is the same in normal operation the power input of the regenerative sources. In the example, this can be, for example, at an average value of 650 V, so that the range between 640 V and 660 V, for example, is drawn. This voltage range thus characterizes normal operation at the same time, in contrast to the extraordinary load that the voltage of the energy distribution device leads out of this range. It can then be provided within this area that no electrical power is exchanged between the energy distribution device and the electrical energy storage device. The reason for this in particular is that the electrical energy storage device is otherwise in the Normal operation permanently involved in covering the consumer load and thus unnecessarily discharged.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die erste Netzumrichtereinrichtung mittels der Kennlinie derart gesteuert, dass unterhalb eines ersten vorgegebenen Ladezu- stands der elektrischen Energiespeichereinrichtung die elekt- rische Energiespeichereinrichtung mit einer maximal möglichen elektrischen Leistung Pmax von der Energieverteilereinrichtung geladen wird. Sollte beispielsweise ein Ladelevel der elektrischen Energiespeichereinrichtung unterhalb von 20 % liegen, so droht eine entsprechende Unterladung und es kann zur Beeinträchtigung der elektrischen Energiespeichereinrich- tung führen. Dadurch ist es insbesondere vorgesehen, dass, sollte der Ladezustand unterhalb dieses vorgegebenen Ladezu- stands liegen, möglichst schnell und effizient die elektri- sche Energiespeichereinrichtung wieder aufgeladen wird. Dadurch kann eine Unterladung der elektrischen Energiespei- chereinrichtung verhindert werden. In a further advantageous embodiment, the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is charged with a maximum possible electrical power P max from the energy distribution device below a first predetermined charge status of the electrical energy storage device. If, for example, a charge level of the electrical energy storage device is below 20%, there is a risk of a corresponding undercharging and this can lead to impairment of the electrical energy storage device. As a result, it is provided in particular that, should the state of charge be below this predetermined state of charge, the electrical energy storage device is recharged as quickly and efficiently as possible. In this way, undercharging of the electrical energy storage device can be prevented.
Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die erste Netzumrichterein- richtung mittels der Kennlinie derart gesteuert wird, dass oberhalb eines zweiten vorgegebenen Ladezustands der elektri- schen Energiespeichereinrichtung eine maximal mögliche elekt- rische Leistung Pmax' von der elektrischen Energiespeicherein- richtung für die Energieverteilereinrichtung bereitgestellt wird. Insbesondere kann damit eine Überladung verhindert wer- den. Sollte beispielsweise der Ladezustand oberhalb von 95 % liegen, so wird die elektrische Leistung für die Energiever- teilereinrichtung bereitgestellt. Sollte innerhalb der Ener- gieverteilereinrichtung diese überschüssige Leistung nicht benötigt werden, so kann beispielsweise vorgesehen sein, dass diese überschüssige elektrische Leistung dann in das überge- ordnete Netz zurückgespeist wird. Dadurch kann die Überladung verhindert und die überschüssige Leistung zwar nicht lokal aber im übergeordneten Netz nachgenutzt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die erste Netzumrichtereinrichtung mittels der Kennlinie der- art gesteuert, dass zwischen einem dritten vorgegebenen Lade- zustand der elektrischen Energiespeichereinrichtung und einem vierten vorgegebenen Ladezustand der elektrischen Energie- speichereinrichtung die elektrische Energiespeichereinrich- tung in Abhängigkeit von einer elektrischen Energiebereit- stellung der dezentralen Energieerzeugungseinrichtung die elektrische Leistung bereitstellt oder mit der elektrischen Leistung geladen wird. Dieser Ladezustandsbereich kann bei- spielsweise durch 25% bis 90% des Ladezustandes, welcher auch als SOC (state of Charge) bezeichnet werden kann, definiert sein. Es handelt sich somit um einen mittleren Bereich, wobei hierbei dann die Netzumrichtereinrichtung auf die effektive Einspeiseleistung von DP=-(PLast RQ) ausgelegt ist (unter Be- achtung der Vorzeichenregel, dass positive Stromrichtung im Folgenden immer von der entsprechenden Komponente zur Ener- gieverteilereinrichtung zeigt), das heißt die Energiespei- chereinrichtung lädt sich auf oder speist ein, je nachdem, ob die dezentrale Energieerzeugungseinrichtung mehr oder weniger Leistung liefert, als die Last im Normalbetrieb abfordert. Dabei entspricht PRQ der Leistung der regenerativen Energie- quelle und PLast der Verbraucherlast. Dadurch ist ein verbes- serter Betrieb des dezentralen Versorgungsnetzes ermöglicht. It is also advantageous if the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that a maximum possible electrical power P max 'is provided by the electrical energy storage device for the energy distribution device above a second predetermined charge state of the electrical energy storage device. In particular, this can prevent overcharging. If, for example, the state of charge is above 95%, the electrical power is provided for the energy distribution device. If this excess power is not required within the energy distribution device, it can be provided, for example, that this excess electrical power is then fed back into the higher-level network. This prevents overcharging and the excess power cannot be used locally but in the higher-level network. According to a further advantageous embodiment, the first grid converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that the electrical energy storage device is switched between a third predetermined state of charge of the electrical energy storage device and a fourth predetermined state of charge of the electrical energy storage device as a function of an electrical energy storage device. Position of the decentralized energy generating device provides the electrical power or is charged with the electrical power. This state of charge range can be defined, for example, by 25% to 90% of the state of charge, which can also be referred to as SOC (state of charge). It is therefore a middle range, with the network converter device then being designed for the effective feed-in power of DP = - (P load RQ ) (taking into account the sign rule that the positive current direction is always from the corresponding component to the energy energy distribution device shows), that is, the energy storage device charges or feeds in, depending on whether the decentralized energy generation device delivers more or less power than the load demands in normal operation. P RQ corresponds to the power of the regenerative energy source and P load to the consumer load. This enables improved operation of the decentralized supply network.
Insbesondere bei beispielsweise regenerativen Energiequellen als dezentrale Energieerzeugungseinrichtung sind die Erzeu- gungsbedingungen zur Erzeugung der elektrischen Leistung nicht sicher vorhersehbar, sodass sich die Entwicklung des Ladezustands der elektrischen Energiespeichereinrichtung nach den aktuellen Möglichkeiten der regenerativen Quellen rich- tet. Für eine energieeffiziente Fahrweise sollte aber in je- dem Fall nur dann elektrische Leistung mit dem übergeordneten Netz, insbesondere mit einem öffentlichen Netz, ausgetauscht werden, wenn temporär außergewöhnlich hohe Leistung abgefor- dert wird, beispielsweise geschweißt wird, oder wenn der La- dezustand der elektrischen Energiespeichereinrichtung einen der kritischen Werte annimmt. Ansonsten wird alle regenerativ erzeugte Energie beziehungsweise Leistung im dezentralen Ver- sorgungsnetz genutzt. Insbesondere dient das erfindungsgemäße Verfahren somit dazu, wie dies mit der entsprechenden Kennli- niensteuerung erreicht werden kann. In particular with, for example, regenerative energy sources as a decentralized energy generating device, the generation conditions for generating the electrical power cannot be reliably foreseen, so that the development of the state of charge of the electrical energy storage device is based on the current possibilities of the regenerative sources. For an energy-efficient driving style, however, electrical power should only be exchanged with the higher-level network, in particular with a public network, if temporarily exceptionally high power is required, for example welding, or if the state of charge is electrical energy storage device assumes one of the critical values. Otherwise everything will be regenerative generated energy or power used in the decentralized supply network. In particular, the method according to the invention thus serves to show how this can be achieved with the corresponding characteristic curve control.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten vorge- gebenen Ladezustand und dem dritten vorgegebenen Ladezustand, wobei dies beispielsweise insbesondere zwischen 20 % und 25% des Ladezustands liegt, und dem zweiten Ladezustand und dem vierten Ladezustand, wobei dies insbesondere beispielsweise zwischen 90 % und 95% des Ladezustands liegt, aus Stabili- tätsgründen eine Vermittlung zwischen den mittleren und den äußeren Bereichen stattfinden kann. Dies kann zum Beispiel durch SOC-abhängige lineare Interpolation zwischen einer ma- ximalen Leistung und DP erfolgen. It can also be provided that between the first specified state of charge and the third specified state of charge, this being for example in particular between 20% and 25% of the state of charge, and the second state of charge and the fourth state of charge, this being in particular for example between 90% and 95% of the state of charge is, for reasons of stability a mediation between the middle and the outer areas can take place. This can be done, for example, by SOC-dependent linear interpolation between a maximum output and DP.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die erste Netzumrichtereinrichtung mittels der Kennlinie derart gesteuert, dass eine bereitgestellte elektrische Leistung durch die dezentrale Energieerzeugungseinrichtung bei der Be- reitstellung der elektrischen Leistung durch die elektrische Energiespeichereinrichtung berücksichtigt wird. Insbesondere wird dabei die aktuelle Erzeugung von elektrischer Leistung durch die elektrische Energieerzeugungseinrichtung berück- sichtigt. Dadurch kann vorteilhaft das dezentrale Versor- gungsnetz betrieben werden. In a further advantageous embodiment, the first network converter device is controlled by means of the characteristic curve in such a way that an electrical power provided by the decentralized energy generation device is taken into account when the electrical power is provided by the electrical energy storage device. In particular, the current generation of electrical power by the electrical energy generation device is taken into account. This means that the decentralized supply network can advantageously be operated.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Netzsteuerungssystem mit zumindest einer Erfassungsein- richtung zum Erfassen von zumindest einer benötigten elektri- schen Leistung des elektrischen Verbrauchers und/oder zum Er- fassen einer bereitgestellten elektrischen Leistung der de- zentralen Energieerzeugungseinrichtung bereitgestellt. Insbe- sondere kann hierzu das Netzsteuerungssystem eine elektroni- sche Recheneinrichtung aufweisen, welche die erfassten Werte auswertet und in Abhängigkeit davon entsprechend eine Steue- rung des dezentralen Versorgungsnetzes durchführt. Insbeson- dere wird somit die Kennlinie im laufenden Anlagenbetrieb stetig verschoben, sodass die entsprechenden Werte für Pmax / Pmax' und DP an der elektrischen Energiespeichereinrichtung als Stellgrößen weitergegeben werden. Die benötigte elektri- sche Leistung und die bereitgestellte elektrische Leistung sind im Normalbetrieb eine langsam veränderliche Größe, so- dass keine sonderlich hohen Anforderungen an diese Auflösung der Messung gestellt werden. Ähnliches gilt auch für die Re- aktionszeit der elektrischen Energiespeichereinrichtung. According to a further advantageous embodiment, the network control system is provided with at least one detection device for detecting at least one required electrical power of the electrical consumer and / or for detecting provided electrical power of the decentralized energy generating device. In particular, for this purpose the network control system can have an electronic computing device which evaluates the recorded values and, as a function thereof, controls the decentralized supply network accordingly. In particular, the characteristic curve is thus during ongoing plant operation shifted continuously so that the corresponding values for P max / P max 'and DP are passed on to the electrical energy storage device as manipulated variables. The required electrical power and the provided electrical power are a slowly changing variable in normal operation, so that no particularly high demands are placed on this resolution of the measurement. The same also applies to the reaction time of the electrical energy storage device.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass als dezentrale Ener- gieerzeugungseinrichtung eine regenerative Energiequelle be- reitgestellt wird. Als regenerative Energiequelle kann bei- spielsweise eine Photovoltaikanlage oder eine Windkraftanlage angesehen werden. Insbesondere da diese wetterabhängig die elektrische Energie erzeugen, ist somit durch das erfindungs- gemäße Verfahren ein verbesserter Betrieb ermöglicht. Furthermore, it is provided in particular that a regenerative energy source is provided as the decentralized energy generation device. A photovoltaic system or a wind turbine, for example, can be viewed as a regenerative energy source. In particular, since these generate the electrical energy as a function of the weather, the method according to the invention enables improved operation.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Netzsteue- rungssystem für ein dezentrales Versorgungsnetz, mit zumin- dest einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Netz- steuerungssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Netzsteuerungssystems durchgeführt. Another aspect of the invention relates to a network control system for a decentralized supply network, with at least one electronic computing device, the network control system being designed to carry out a method according to the preceding aspect. In particular, the method is carried out by means of the network control system.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Com- puterprogramm, welches direkt in einen Speicher einer elekt- ronischen Recheneinrichtung einer Magnetresonanzanlage ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um die Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Aspekte auszuführen, wenn das Programm in der elektronischen Recheneinrichtung der Mag- netresonanzanlage ausgeführt wird. Yet another aspect of the invention relates to a computer program which can be loaded directly into a memory of an electronic computing device of a magnetic resonance system, with program means to carry out the steps of the method according to one of the preceding aspects when the program is in the electronic Computing device of the magnetic resonance system is executed.
Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektronisch lesbaren Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumindest ein Computerprogramm nach den vorhergehenden Aspekten umfas- sen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer elektronischen Recheneinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein Verfahren nach einem dem vorherge- henden Aspekt durchführen. Yet another aspect of the invention relates to an electronically readable data carrier with electronically readable control information stored thereon, which comprises at least one computer program according to the preceding aspects and is designed in such a way that when the data carrier is used in an electronic computing device, a Magnetic resonance system carry out a method according to one of the previous aspects.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Netzsteuerungssystems, der Computerprogramms sowie des elektronisch lesbaren Daten- trägers anzusehen. Das Netzsteuerungssystem weist dazu gegen- ständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung des Verfah- rens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ermög- lichen. Advantageous embodiments of the method are to be regarded as advantageous embodiments of the network control system, the computer program and the electronically readable data carrier. For this purpose, the network control system has objective features which enable the method or an advantageous embodiment thereof to be carried out.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü- chen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinati- onen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genann- ten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebe- nen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen ver- wendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations without departing from the scope of the invention.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbei- spielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun- gen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawings.
Dabei zeigen: Show:
FIG 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform ei- nes dezentralen Versorgungsnetzes; 1 shows a schematic view of an embodiment of a decentralized supply network;
FIG 2 eine Beispielkennlinie einer regenerativen, dezent- ralen Energieerzeugungseinrichtung; FIG. 2 shows an example characteristic curve of a regenerative, decentralized energy generation device;
FIG 3 eine Beispielkennlinie einer elektrischen Energie- speichereinrichtung; 3 shows an example characteristic curve of an electrical energy storage device;
FIG 4 ein Prinzipschaltbild eines Ladeverhaltens einer elektrischen Energiespeichereinrichtung; FIG 5 ein Kennlinienverlauf einer ersten Netzumrichter- einrichtung in einer ersten Situation; 4 shows a basic circuit diagram of a charging behavior of an electrical energy storage device; 5 shows a characteristic curve of a first network converter device in a first situation;
FIG 6 ein weiterer Kennlinienverlauf der ersten Netzum- richtereinrichtung in einer zweiten Situation; und 6 shows a further characteristic curve of the first network converter device in a second situation; and
FIG 7 einen weiteren Kennlinienverlauf des ersten Netzum- richters in einer dritten Situation, 7 shows a further characteristic curve of the first network converter in a third situation,
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
FIG 1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Ausführungs- form eines dezentralen Versorgungsnetzes 10. Das dezentrale Versorgungsnetz 10 wird mit einem Netzsteuerungssystem 12 be- trieben. Das Netzsteuerungssystem 12 weist insbesondere eine elektronische Recheneinrichtung 14 auf. Das dezentrale Ver- sorgungsnetz 10 weist eine dezentrale Energieerzeugungsein- richtung 16 auf, wobei diese insbesondere als regenerative Energiequelle ausgebildet ist. Beispielsweise kann es sich bei der regenerativen Energiequelle um eine Photovoltaikanla- ge oder eine Windkraftanlage handeln. Ferner weist das de- zentrale Versorgungsnetz 10 einen elektrischen Verbraucher 18 auf. Der elektrische Verbraucher 18 kann beispielsweise ein Motor sein. Des Weiteren weist das dezentrale Versorgungsnetz 10 eine elektrische Energiespeichereinrichtung 20 auf. Ferner weist das dezentrale Versorgungsnetz 10 eine elektrische Energieverteilereinrichtung 22 auf, welche insbesondere als Gleichspannungs-Bus ausgebildet sein kann. Alternativ kann diese auch als Wechselspannungs-Bus ausgebildet sein. An der elektrischen Energieverteilereinrichtung 22 ist die dezentra- le Energieerzeugungseinrichtung 16, die elektrische Energie- speichereinrichtung 20 und der elektrische Verbraucher 18 elektrisch gekoppelt. Zumindest zwischen der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 und der elektrischen Energie- verteilereinrichtung 22 ist eine erste Netzumrichtereinrich- tung 24 angeordnet. Insbesondere ist im vorliegenden Ausfüh- rungsbeispiel die erste Netzumrichtereinrichtung 24 als DC/DC-Steller ausgebildet. 1 shows a schematic view of an embodiment of a decentralized supply network 10. The decentralized supply network 10 is operated with a network control system 12. The network control system 12 has in particular an electronic computing device 14. The decentralized supply network 10 has a decentralized energy generation device 16, this being designed in particular as a regenerative energy source. For example, the regenerative energy source can be a photovoltaic system or a wind power system. The decentralized supply network 10 also has an electrical consumer 18. The electrical consumer 18 can be a motor, for example. Furthermore, the decentralized supply network 10 has an electrical energy storage device 20. Furthermore, the decentralized supply network 10 has an electrical energy distribution device 22, which can in particular be designed as a DC voltage bus. Alternatively, this can also be designed as an alternating voltage bus. The decentralized energy generation device 16, the electrical energy storage device 20 and the electrical consumer 18 are electrically coupled to the electrical energy distribution device 22. A first network converter device 24 is arranged at least between the electrical energy storage device 20 and the electrical energy distribution device 22. In particular, in the present embodiment For example, the first grid converter device 24 is designed as a DC / DC converter.
Die erste Netzumrichtereinrichtung 24 wird insbesondere in Abhängigkeit von einer elektrischen Spannung innerhalb der Energieverteilereinrichtung 22 kennliniengesteuert, sodass in Abhängigkeit einer Kennlinie 26 elektrische Leistung von der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 für die Energie- verteilereinrichtung 22 bereitgestellt wird oder die elektri- sche Energiespeichereinrichtung 20 mit elektrischer Leistung der Energieverteilereinrichtung 22 geladen wird. The first grid converter device 24 is characteristic-controlled in particular as a function of an electrical voltage within the energy distribution device 22, so that, depending on a characteristic 26, electrical power is provided by the electrical energy storage device 20 for the energy distribution device 22 or the electrical energy storage device 20 with electrical power from Energy distribution device 22 is charged.
Es ist vorgesehen, dass die erste Netzumrichtereinrichtung 24 zusätzlich in Abhängigkeit von einem aktuellen Ladezustand 28 (FIG 4) der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 kenn- liniengesteuert wird, so dass zusätzlich ladezustandsabhängig elektrische Leistung von der elektrischen Energiespeicherein- richtung 20 für die Energieverteilereinrichtung 22 bereitge- stellt wird oder die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 mit elektrischer Leistung der Energieverteilereinrichtung 22 geladen wird. It is provided that the first grid converter device 24 is additionally characteristic-controlled as a function of a current state of charge 28 (FIG. 4) of the electrical energy storage device 20, so that electrical power is additionally provided by the electrical energy storage device 20 for the energy distribution device 22 as a function of the state of charge or the electrical energy storage device 20 is charged with electrical power from the energy distribution device 22.
Insbesondere zeigt die FIG 1 ferner, dass zwischen der de- zentralen Energieerzeugungseinrichtung 16 eine weitere zweite Netzumrichtereinrichtung 32 ausgebildet sein kann. Diese ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere ebenfalls als DC/DC-Steller ausgebildet. Alternativ kann diese auch als Kombination aus Wechselrichter und DC/DC-Steller ausgebildet sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor dem elektrischen Verbraucher 18 ebenfalls eine dritte Netzumrich- tereinrichtung 34 ausgebildet ist. Diese kann sowohl als Wechselrichter als auch als DC/DC-Steller ausgebildet sein. In particular, FIG. 1 also shows that a further second network converter device 32 can be formed between the decentralized energy generation device 16. In the present exemplary embodiment, this is also designed, in particular, as a DC / DC controller. Alternatively, this can also be designed as a combination of inverter and DC / DC converter. Furthermore, it can be provided that a third network converter device 34 is also formed in front of the electrical consumer 18. This can be designed both as an inverter and as a DC / DC converter.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Energieverteiler- einrichtung 22 derart bereitgestellt wird, dass diese zusätz- lich mit einem übergeordneten Netz 36 gekoppelt ist und zum Empfangen von elektrischer Leistung aus dem übergeordneten Netz 36 ausgebildet ist. Insbesondere kann hierzu zwischen dem übergeordneten Netz 36 und der Energieverteilereinrich- tung 22 eine vierte Netzumrichtereinrichtung 38 ausgebildet sein, welche als Wechselrichter oder als DC/DC-Steller ausge- bildet sein kann. Hierzu kann ferner vorgesehen sein, dass die Energieverteilereinrichtung 22 derart bereitgestellt wird, dass diese zusätzlich mit einem übergeordneten Netz 36 gekoppelt ist und zum Übertragen von elektrischer Leistung aus der Energieverteilereinrichtung 22 in das übergeordnete Netz 36 ausgebildet ist. Mit anderen Worten kann ein bidirek- tionaler Energieaustausch zwischen dem übergeordneten Netz 36 und der Energieverteilereinrichtung 22 durchgeführt werden. Insbesondere kann hierzu die elektronische Recheneinrichtung 14 entsprechend der vorhandenen elektrischen Spannung inner- halb der Energieverteilereinrichtung 22 eine entsprechende Steuerung durchführen. Furthermore, it can be provided that the energy distribution device 22 is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network 36 and is designed to receive electrical power from the higher-level network 36. In particular, this can be done between A fourth network converter device 38, which can be configured as an inverter or as a DC / DC converter, can be configured in the higher-level network 36 and the energy distribution device 22. For this purpose, it can also be provided that the energy distribution device 22 is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network 36 and is designed to transmit electrical power from the energy distribution device 22 to the higher-level network 36. In other words, a bidirectional exchange of energy between the superordinate network 36 and the energy distribution device 22 can be carried out. In particular, for this purpose the electronic computing device 14 can carry out a corresponding control according to the electrical voltage present within the energy distribution device 22.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das dezentrale Versor- gungsnetz 10 eine Vielzahl von elektrischen Energiespeicher- einrichtungen 20, eine Vielzahl von dezentralen Erzeugungs- einrichtungen 16, eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern 18 und ein Vielzahl von Netzumrichtern zwischen dem lokalen und dem übergeordneten oder mehreren übergeordneten Netzen 36 aufweist. Insbesondere können auch mehrere Netzumrichterein- richtungen 24, 32, 34, 38 beziehungsweise Gleichrichter zwi- schen dem dezentralen Versorgungsnetz 10 und dem übergeordne- tem Netz 36, um so beispielsweise eine Redundanz zu schaffen. Insbesondere können die jeweiligen Elemente dann mit jeweili- gen Netzumrichtereinrichtungen 24, 32, 34, 38 bereitgestellt werden, wobei insbesondere die Netzumrichtereinrichtung 24 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 jeweils kenn- liniengesteuert ist. It can preferably be provided that the decentralized supply network 10 has a multitude of electrical energy storage devices 20, a multitude of decentralized generating devices 16, a multitude of electrical consumers 18 and a multitude of network converters between the local and the higher-level or several higher-level Has networks 36. In particular, a plurality of network converter devices 24, 32, 34, 38 or rectifiers can also be used between the decentralized supply network 10 and the higher-level network 36 in order to create redundancy, for example. In particular, the respective elements can then be provided with respective network converter devices 24, 32, 34, 38, in particular the network converter device 24 of the electrical energy storage device 20 being characteristic-controlled in each case.
FIG 1 zeigt ferner, dass das Netzsteuerungssystem 12 mit zu- mindest einer Erfassungseinrichtung 40 zum Erfassen von zu- mindest einer benötigten elektrischen Leistung als Verbrau- cherleistung P1 des elektrischen Verbrauchers 18 und/oder zum Erfassen einer bereitgestellten elektrischen Leistung als Energieerzeugungsleistung P2 der dezentralen Erzeugungsein- richtung 16 bereitgestellt wird. Insbesondere kann zusätzlich auch eine Speicherenergie als Speicherleistung P3 erfasst werden sowie eine Netzenergie als übergeordnete Netzleistung P4. 1 further shows that the network control system 12 with at least one detection device 40 for detecting at least one required electrical power as consumer power P 1 of the electrical consumer 18 and / or for detecting a provided electrical power as energy generation power P 2 of the decentralized generation direction 16 is provided. In particular, storage energy can also be recorded as storage power P 3 and network energy as higher-level network power P 4 .
Insbesondere zeigt die FIG 1 somit einen vereinfachten Aufbau des dezentralen Versorgungsnetzes 10. Als elektrischer Ver- braucher 18 gelten alle Anlagenkomponenten, die dem System im Mittel mehr Leistung entziehen als sie zurückspeisen. Der da- raus resultierende Verbrauch muss vom dezentralen Versor- gungsnetz 10 unter allen Umständen zur Verfügung gestellt werden, um die Produktion zu sichern. Deshalb wären Kennli- nien, die den Leistungsbedarf der dritten Netzumrichterein- richtung 34 einschränken würden, eher kontraproduktiv, so dass für den elektrischen Verbraucher 18 keine P(U)-Profile spezifiziert werden. Die vierte Netzumrichtereinrichtung 38 stellt insbesondere elektrische Leistung aus dem übergeordne- ten Netz 36 zur Verfügung, wenn die innerhalb der Energiever- teilereinrichtung 22 vorhandene elektrische Leistung temporär nicht ausreicht, um den elektrischen Verbraucher 18 zu ver- sorgen. Die regenerative Energiequelle, welche im vorliegen- den Ausführungsbeispiel der dezentralen Energieerzeugungsein- richtung 16 entspricht, ist in der Regel nicht rückspeisefä- hig, das heißt sie speist Leistung entsprechend den Witte- rungsbedingungen in das dezentrale Versorgungsnetz 10 ein, von 0 bis zur Nennleistung. Eine entsprechende Kennlinie ist insbesondere in der FIG 2 gezeigt. Die FIG 2 zeigt somit eine Erzeugungseinrichtungskennlinie 42. In der FIG 2 ist insbe- sondere auf einer Abszisse die Spannung U in Volt aufgetragen und auf der Ordinate eine Leistung P in Watt. Die FIG 2 zeigt rein beispielhaft, dass die regenerative Energiequelle bei 400 V 10 kW Leistung erbringen kann und bei 700 V keine Leis- tung mehr erzeugt. Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass die positive Stromrichtung im Folgenden immer von der ent- sprechenden Komponente zur Energieverteilereinrichtung 22 zeigt. Die dezentrale Energieerzeugungseinrichtung 16 liefert zu ei- nem gegebenen Zeitpunkt eine konstante Leistung bis zu einer Spannung leicht über der Nennspannung der Energieverteiler- einrichtung 22, welche in diesem vorliegenden Ausführungsbei- spiel insbesondere 650 V entspricht. Steigt die Spannung wei- ter, wird die Einspeiseleistung auf 0 reduziert. Dabei kann sich die Obergrenze der Leistung, insbesondere hier 10 kW, zum Beispiel entsprechend der Sonneneinstrahlung verändern.In particular, FIG. 1 thus shows a simplified structure of the decentralized supply network 10. Electrical consumers 18 are all system components which, on average, draw more power from the system than they feed back. The consumption resulting therefrom must be made available by the decentralized supply network 10 under all circumstances in order to secure production. Characteristic curves which would restrict the power requirement of the third network converter device 34 would therefore be rather counterproductive, so that no P (U) profiles are specified for the electrical consumer 18. The fourth network converter device 38 provides, in particular, electrical power from the higher-level network 36 if the electrical power present within the energy distribution device 22 is temporarily insufficient to supply the electrical consumer 18. The regenerative energy source, which in the present exemplary embodiment corresponds to the decentralized energy generation device 16, is generally not capable of being fed back, that is, it feeds power into the decentralized supply network 10 according to the weather conditions, from 0 to the nominal output. A corresponding characteristic curve is shown in particular in FIG. FIG. 2 thus shows a generator characteristic curve 42. In FIG. 2, in particular, the voltage U is plotted in volts on an abscissa and a power P in watts is plotted on the ordinate. FIG. 2 shows, purely by way of example, that the regenerative energy source can generate 10 kW of power at 400 V and no longer generates power at 700 V. It should be noted in particular that the positive current direction in the following always points from the corresponding component to the energy distribution device 22. At a given point in time, the decentralized energy generation device 16 supplies a constant power up to a voltage slightly above the nominal voltage of the energy distribution device 22, which corresponds in particular to 650 V in this exemplary embodiment. If the voltage continues to rise, the feed-in power is reduced to 0. The upper limit of the power, in particular 10 kW here, can change, for example, according to the solar radiation.
Um einen entsprechenden Überschuss an Energie beziehungsweise Leistung innerhalb der Energieverteilereinrichtung 22 sicher bewältigen können, können entsprechende netzseitige Netzum- richter, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die vierte Netzumrichtereinrichtung 38, am übergeordneten Netz 36 über eine Kennlinie verfügen. Ein entsprechendes Active Front End (AFE) regelt nicht die Leistungsabgabe, sondern den einge- speisten Strom bei gegebener Busspannung. Der Nulldurchgang liegt insbesondere bei der Nennspannung der Energieverteiler- einrichtung 22, sodass der Netzumrichter bei Über- oder Un- terspannung, in das Netz zurück speist oder elektrische Leis- tung aus dem übergeordneten Netz 36 bezieht. Ohne eine elekt- rische Energiespeichereinrichtung 20 und eine dezentrale Energieerzeugungseinrichtung 16 verschiebt die Verbraucher- last die Busspannung nach unten, es sei denn, auslaufende elektrische Verbraucher 18 würden beispielsweise temporär Leistung zurückspeisen. In order to be able to safely manage a corresponding excess of energy or power within the energy distribution device 22, corresponding network-side network converters, in the present exemplary embodiment the fourth network converter device 38, can have a characteristic curve on the higher-level network 36. A corresponding Active Front End (AFE) does not regulate the power output, but the fed-in current at a given bus voltage. The zero crossing lies in particular at the nominal voltage of the energy distribution device 22, so that the network converter feeds back into the network or draws electrical power from the higher-level network 36 in the event of overvoltage or undervoltage. Without an electrical energy storage device 20 and a decentralized energy generation device 16, the consumer load shifts the bus voltage downward, unless electrical consumers 18 that are running out would, for example, temporarily feed power back.
Insbesondere zeigt somit die FIG 2, dass vorgesehen sein kann, dass der erste Netzumrichter 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass eine bereitgestellte elektri- sche Leistung durch die dezentrale Energieerzeugungseinrich- tung 16 bei der Bereitstellung der elektrischen Leistung durch die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 berück- sichtigt wird. In particular, FIG. 2 thus shows that it can be provided that the first network converter 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that an electrical power provided by the decentralized energy generation device 16 when the electrical power is provided by the electrical energy storage device 20 is taken into account.
Um das permanente Laden/Entladen von der elektrischen Ener- giespeichereinrichtung 20 bei normalen Lastwechseln der elektrischen Verbraucher 18 in der Nähe der Nennspannung zu vermeiden, eignet sich zum Beispiel eine Speicherkennlinie 44, wie dies in der FIG 3 gezeigt ist. FIG 3 zeigt somit ins- besondere, dass die erste Netzumrichtereinrichtung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs 46 innerhalb der Energiever- teilereinrichtung 22 keine elektrische Leistung zwischen der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 und der Energie- verteilereinrichtung 22 ausgetauscht wird, wenn die regenera- tive Energieerzeugungseinheit gerade den Bedarf des Verbrau- chers im Normalbetrieb abdeckt. Der Bereich ohne Einspeisung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel somit zwischen 640 V und 660 V, kann dabei zum Beispiel so gewählt werden, dass sich die Busspannung bei allen mäßigen Lastschwankungen innerhalb des dezentralen Versorgungsnetzes 10, also im Normalbetrieb, nicht aus diesem Spannungsbereich 46 herausbewegt. In order to avoid the permanent charging / discharging of the electrical energy storage device 20 during normal load changes of the electrical loads 18 in the vicinity of the nominal voltage, a storage characteristic is suitable, for example 44, as shown in FIG. 3 thus shows in particular that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that no electrical power is exchanged between the electrical energy storage device 20 and the energy distribution device 22 within a predetermined voltage range 46 within the energy distribution device 22, when the regenerative energy generation unit just covers the needs of the consumer in normal operation. The range without feed, in the present exemplary embodiment between 640 V and 660 V, can be selected, for example, so that the bus voltage does not move out of this voltage range 46 in the event of any moderate load fluctuations within the decentralized supply network 10, i.e. in normal operation.
Im Folgenden wird nicht danach unterschieden, um welche Art von elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 es sich han- delt, sofern sie an ihrer Systemschnittstelle elektrische Leistung zur Verfügung stellen oder abrufen. Der Ladezustand des Speichers (State of Charge / SOC) kann dann jeweils ent- sprechend der Vorzeichenkonvention nach mit dem Ladestrom I(t), der nominalen elektrischen Speicher- kapazität Cnom und der Festlegung SOC(t0) = SOCinitial berechnet werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Ladestrom un- terhalb SOC=0 und oberhalb SOC=1 verschwindet. Für Batterien ist dieses Verständnis leicht nachzuvollziehen. Für einen als Schwungmassenspeicher betriebenen Motor würde man beispiels- weise jeweils den Stromfluss aufsummieren, der nötig ist, um den Motor von der unteren Grenzdrehzahl bis zu seiner Nenn- drehzahl im Feldschwächebereich zu beschleunigen. In the following, no distinction is made according to what type of electrical energy storage device 20 is involved, provided that it provides or retrieves electrical power at its system interface. The state of charge of the memory (State of Charge / SOC) can then be in accordance with the sign convention with the charging current I (t), the nominal electrical storage capacity C nom and the definition SOC (t 0 ) = SOC are initially calculated. It is assumed that the charging current disappears below SOC = 0 and above SOC = 1. This understanding is easy to understand for batteries. For a motor operated as a flywheel mass storage device, for example, the current flow that is necessary to accelerate the motor from the lower limit speed to its nominal speed in the field weakening range would be added up.
Wegen der Vorzeichenregel gilt die folgende allgemeine Leis- tungsbilanz im System PNU(Vdc) + PRQ(dc) + PV(Vdc) + PSp(Vdc) = 0 mit den Leistungen des Netzumrichters PNU (P4), der regenera- tiven Quelle PRQ (P2), des Verbrauchers PV (P1) und des Spei- chers PSp (P3). Dabei wird vorausgesetzt, dass die Spannung Vdc nur unwesentlich vom Ort abhängt, was für übliche Lei- tungslängen in dezentralen Versorgungsnetzen eine gute Nähe- rung ist. Im Normalbetrieb ohne Netzsteuerungssystem 12 sind die Speicher inaktiv (PSp (Vdc)=0), das heißt die vierte Netzumrichtereinrichtung 38 stellt zu jedem Zeitpunkt genau die negative Summenleistung aus zusätzlicher Einspeisung durch die regenerativen Quellen und dem aktuellem Verbrauch zur Verfügung oder speist sie zurück, je nachdem, ob |PRQ | den Verbrauch |PV| unter- oder überschreitet. Because of the sign rule, the following general current balance applies in the system P NU (V dc ) + P RQ ( dc ) + P V (V dc ) + P Sp (V dc ) = 0 with the power of the grid converter P NU (P 4 ), the regenerative source P RQ (P 2 ), the consumer P V (P 1 ) and the memory P Sp (P 3 ). It is assumed that the voltage V dc depends only insignificantly on the location, which is a good approximation for normal line lengths in decentralized supply networks. In normal operation without a network control system 12, the stores are inactive (P Sp (V dc ) = 0), that is, the fourth network converter device 38 provides or feeds exactly the negative total power from additional feed from the regenerative sources and the current consumption at any point in time back, depending on whether | P RQ | the consumption | P V | falls below or exceeds.
Ein wesentlicher Gedanke des nachstehend beschriebenen Ver- fahrens ist es, den Energieaustausch über die vierte Netzum- richtereinrichtung 38 nur während außergewöhnlicher Belastun- gen wie beim Punktschweißen oder zum Nach- oder Entladen der Speicher beim Erreichen kritischer Ladezustände zu ermögli- chen. Beim Punktschweißen mit der Leistung PPS fallen bei- spielsweise Lasten von ungefähr 550 kW über 150 ms an. Die hohen Ströme führen zu einem deutlich transienten Abfall der Busspannung, etwa 100 V. Gemäß dem Stand der Technik wird durch das übergeordnete Netz 36 dann entsprechend kurzzeitig elektrische Leistung bereitgestellt. Liegt die mittlere Ver- braucherlast im Normalbetrieb PLast = PV-PPS in der Anlage bei einigen kW, dann arbeitet ein entsprechendes AFE allerdings fast immer im Bereich verlustreicher Niedriglasten. Soll nun eine kleinere vierte Netzumrichtereinrichtung 38 zum Einsatz kommen, so muss die Nennleistung die Grundlast der restlichen Verbraucher 18 abdecken können, falls die dezentrale Energie- erzeugungseinrichtung 16 versiegt. Ferner müssen die Energie- erzeugungseinrichtung 16 und die elektrische Energiespeicher- einrichtung 20 beim Punktschweißen PPS die verbleibenden 500 kW zur Verfügung stellen können, ohne dass die vierte Netzum- richtereinrichtung 38 in den ungeregelten Gleichrichterbe- trieb verfällt. Des Weiteren sollte die elektrische Speicher- einrichtung 20 bei PRQ+PLast>0 im Normalbetrieb, insbesondere ohne Punktschweißen PPS, aus dem Überschuss PRQ+PLast geladen werden, sodass der Strom innerhalb der vierten Netzumrichter- einrichtung 38 verschwindet. Des Weiteren sollte die elektri- sche Energiespeichereinrichtung 20 bei PRQ+PLast<0 im Normalbe- trieb das Defizit PRQ+PLast liefern, sodass der Strom der vier- ten Netzumrichtereinrichtung 38 wiederum verschwindet und die elektrische Leistung aus der dezentralen Energieerzeugungs- einrichtung 16 und dem vorherigen Speichereintrag innerhalb der Energieverteilereinrichtung 22 verbleibt. Ferner dürfen sich die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 nur bei einem kritischen Ladezustand SOC, zum Beispiel bei einem La- dezustand kleiner als 25 % aus dem übergeordneten Netz 36 aufladen und bei einem oberen Ladezustand SOC größer als 90 % in das übergeordnete Netz 36, insbesondere das öffentliche Netz, entladen. An essential idea of the method described below is to enable the exchange of energy via the fourth network converter device 38 only during exceptional loads such as spot welding or for recharging or discharging the accumulator when critical charge states are reached. When spot welding with the power P PS , for example, loads of approximately 550 kW occur over 150 ms. The high currents lead to a clearly transient drop in the bus voltage, approximately 100 V. According to the prior art, the higher-level network 36 then provides electrical power for a short time. If the average consumer load in normal operation P load = P V -P PS in the system is a few kW, then a corresponding AFE almost always works in the area of low-loss loads. If a smaller fourth network converter device 38 is to be used, the nominal power must be able to cover the base load of the remaining consumers 18 if the decentralized energy generating device 16 runs dry. Furthermore, the energy generating device 16 and the electrical energy storage device 20 must be able to provide the remaining 500 kW during spot welding P PS without the fourth network converter device 38 being switched to the unregulated rectifier. drive decays. Furthermore, when P RQ + P load > 0 in normal operation, in particular without spot welding P PS , the electrical storage device 20 should be charged from the excess P RQ + P load , so that the current within the fourth network converter device 38 disappears. Furthermore, the electrical energy storage device 20 should deliver the deficit P RQ + P load when P RQ + P load <0 in normal operation, so that the current of the fourth network converter device 38 again disappears and the electrical power from the decentralized energy generation device 16 and the previous memory entry within the energy distribution device 22 remains. Furthermore, the electrical energy storage device 20 may only be charged from the higher-level network 36 when the state of charge SOC is critical, for example when the state of charge is less than 25%, and into the higher-level network 36, in particular the public one, when the state of charge SOC is greater than 90% Network, discharged.
FIG 4 zeigt in einer schematischen Ansicht beispielhaft eine Kennliniensteuerung mit dem aktuellen Ladezustand 28. FIG 4 zeigt somit insbesondere dass die erste Netzumrichtereinrich- tung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass unterhalb eines ersten vorgegebenen Ladezustands SOC1 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 mit einer maximal möglichen elektrischen Leistung Pmax von der Energieverteilereinrichtung 22 geladen wird. Ferner zeigt die FIG 4, dass die erste Netzumrichtereinrichtung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass oberhalb eines zweiten vorgegebenen La- dezustands SOC2 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 eine maximal mögliche elektrische Leistung Pmax' von der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 für die Energie- verteilereinrichtung 22 bereitgestellt wird. 4 shows in a schematic view an example of a characteristic control with the current state of charge 28. FIG. 4 thus shows in particular that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that the electrical energy storage device 20 below a first predetermined state of charge SOC 1 Energy storage device 20 is charged with a maximum possible electrical power P max from the energy distribution device 22. Furthermore, FIG. 4 shows that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that, above a second predetermined charge state SOC 2 of the electrical energy storage device 20, a maximum possible electrical power P max ' from the electrical energy storage device 20 for the energy Distribution device 22 is provided.
Des Weiteren zeigt die FIG 4, dass die erste Netzumrichter- einrichtung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass zwischen einem dritten vorgegebenen Ladezustand SOC3 der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 und einem vierten vorgegebenen Ladezustand SOC4 der elektrischen Ener- giespeichereinrichtung 20 die elektrische Energiespeicherein- richtung 20 in Abhängigkeit von einer elektrischen Energiebe- reitstellung der dezentralen Energieerzeugungseinrichtung 16 die elektrische Leistung bereitstellt oder mit der elektri- schen Leistung geladen wird. Dies ist insbesondere durch den Bereich 48 dargestellt. Des Weiteren zeigt die FIG 4 jeweils einen Übergangsbereich 50, 52. Der erste Übergangsbereich 50 ist zwischen dem zweiten Ladezustand SOC2 und dem vierten La- dezustand SOC4 ausgebildet. Ein zweiter Übergangsbereich 52 ist zwischen dem ersten Ladezustand SOC1 und dem dritten La- dezustand SOC3 ausgebildet. Furthermore, FIG. 4 shows that the first network converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that between a third predetermined state of charge SOC 3 of the electrical energy storage device 20 and a fourth predetermined state of charge SOC 4 of the electrical energy Energy storage device 20 the electrical energy storage device 20 provides the electrical power or is charged with the electrical power as a function of an electrical energy supply of the decentralized energy generating device 16. This is shown in particular by area 48. Furthermore, FIG. 4 shows a respective transition area 50, 52. The first transition area 50 is formed between the second state of charge SOC 2 and the fourth state of charge SOC 4 . A second transition region 52 is formed between the first state of charge SOC 1 and the third state of charge SOC 3 .
Insbesondere da die Witterungsbedingungen nicht sicher vor- hersagbar sind, richtet sich die Entwicklung des Ladezustands SOC der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 nach den aktuellen Möglichkeiten der dezentralen Energieerzeugungsein- richtung 16. Für eine energieeffiziente Fahrweise sollte aber in jedem Fall nur dann elektrische Leistung mit dem überge- ordneten Netz 36 ausgetauscht werden, wenn beispielsweise ge- schweißt wird oder wenn der Ladezustand SOC der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 einen der kritischen Werte an- nimmt. Ansonsten wird alle regenerative erzeugte Energie be- ziehungsweise Leistung in dem dezentralen Versorgungsnetz 10 genutzt. In particular, since the weather conditions cannot be reliably predicted, the development of the state of charge SOC of the electrical energy storage device 20 is based on the current possibilities of the decentralized energy generation device 16. For an energy-efficient driving style, however, electrical power should in any case only be The ordered network 36 can be exchanged, for example, when welding or when the state of charge SOC of the electrical energy storage device 20 assumes one of the critical values. Otherwise, all regeneratively generated energy or power in the decentralized supply network 10 is used.
FIG 4 zeigt beispielhaft hier das Ladeverhalten der elektri- schen Energiespeichereinrichtung 20 im Normalbetrieb. In dem Bereich 48, in welchem der Ladezustand SOC zwischen 25 % und 90 % liegt, regelt der erste Netzumrichter 24 auf die effek- tive Einspeiseleistung DP=-(PLast PRQ), das heißt er lädt sich auf oder speist ein, je nachdem ob die dezentrale Energieer- zeugungseinrichtung 16 mehr oder weniger Leistung liefert, als die Last im Normalbetrieb abfordert. Fig. 4 zeigt rein beispielhaft, wie entsprechende Ladezustandsbereiche defi- niert werden können. Es ist selbstverständlich, dass auch weitere Ladezustandsbereiche definiert werden können. Im Bereich oberhalb von 95 %, welcher dem zweiten Ladezustand SOC2 entspricht, und unterhalb von 20 %, welches im vorlie- genden Ausführungsbeispiel dem ersten Ladezustand SOC1 ent- spricht, droht Über- oder Unterladung der elektrischen Ener- giespeichereinrichtung 20, sodass er sich jeweils mit einer maximalen Last Pmax lädt oder mit Pmax' entlädt. FIG. 4 shows, by way of example, the charging behavior of the electrical energy storage device 20 in normal operation. In the area 48, in which the state of charge SOC is between 25% and 90%, the first grid converter 24 regulates the effective feed-in power DP = - (P load P RQ ), that is to say it charges or feeds in, depending according to whether the decentralized energy generating device 16 delivers more or less power than the load demands in normal operation. 4 shows, purely by way of example, how corresponding charge state ranges can be defined. It goes without saying that further charge status ranges can also be defined. In the range above 95%, which corresponds to the second state of charge SOC 2 , and below 20%, which in the present exemplary embodiment corresponds to the first state of charge SOC 1 , there is a risk of overcharging or undercharging the electrical energy storage device 20, so that it is charged with a maximum load P max or discharged with P max '.
In den Übergangsbereichen 50, 52, welche im vorliegenden Aus- führungsbeispiel einem Ladezustand SOC von 90 % bis 95 % ent- sprechen und einem Ladezustand SOC zwischen 20 % und 25% kann aus Stabilitätsgründen eine Vermittlung zwischen den mittle- ren und den äußeren Bereichen stattfinden. Dies kann zum Bei- spiel durch ladezustandsabhängige lineare Interpolation zwi- schen Pmax und DP erfolgen. In the transition areas 50, 52, which in the present exemplary embodiment correspond to a state of charge SOC of 90% to 95% and a state of charge SOC between 20% and 25%, mediation between the middle and outer areas can take place for reasons of stability . This can be done, for example, by linear interpolation between P max and DP depending on the state of charge.
Die FIG 5 bis 7 zeigen unterschiedliche Kennlinienverläufe innerhalb der ersten Netzumrichtereinrichtung 24. In der FIG 5 ist insbesondere ein Kennlinienverlauf bei einem DP von 0 W zu sehen, das heißt wenn die Einspeiseleistung der regenera- tiven Energieerzeugungseinrichtung gerade die mittlere Ver- braucherleistung im Normalbetrieb abdeckt. In der FIG 6 ist ein Kennlinienverlauf bei einem DP=-5 kW zu sehen, das heißt wenn mehr Energie eingespeist als verbraucht wird, und in der FIG 7 ist ein Kennlinienverlauf bei einem DP = 7,2 kW zu se- hen, wenn also mehr Energie verbraucht wird als zum Beispiel die PV-Anlage zur Verfügung stellt. FIGS. 5 to 7 show different characteristic curves within the first network converter device 24. In FIG. 5, in particular, a characteristic curve with a DP of 0 W can be seen, that is, when the feed power of the regenerative energy generating device just covers the average consumer power in normal operation . FIG. 6 shows a characteristic curve with a DP = -5 kW, that is, when more energy is fed in than is consumed, and FIG. 7 shows a characteristic curve with a DP = 7.2 kW, that is, if more energy is consumed than is available, for example, from the PV system.
Die FIG 5 bis 7 zeigen somit, dass vorgesehen sein kann, dass die erste Netzumrichtereinrichtung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass bis zu einem ersten vorgegebe- nen Spannungsschwellwert 54 innerhalb der Energieverteiler- einrichtung 22 die maximale elektrische Leistung der elektri- schen Energiespeichereinrichtung 20 für die Energieverteiler- einrichtung 22 bereitgestellt wird. Ferner zeigen die FIG 5 bis 7, dass die erste Netzumrichtereinrichtung 24 mittels der Kennlinie 26 derart gesteuert wird, dass oberhalb eines zwei- ten vorgegebenen Spannungsschwellwertes 56 innerhalb der Energieverteilereinrichtung 22 die elektrische Energiespei- chereinrichtung 20 mit der maximalen elektrische Leistung - aus der Energieverteilereinrichtung 22 geladen wird. 5 to 7 thus show that it can be provided that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that up to a first predetermined voltage threshold value 54 within the energy distribution device 22, the maximum electrical power of the electrical Energy storage device 20 is provided for the energy distribution device 22. Furthermore, FIGS. 5 to 7 show that the first grid converter device 24 is controlled by means of the characteristic curve 26 in such a way that above a second predetermined voltage threshold value 56 within the energy distribution device 22, the electrical energy storage cheinrichtung 20 with the maximum electrical power - from the energy distribution device 22 is charged.
Um das entsprechende Verhalten gemäß FIG 4 auf den Normalbe- trieb zu beschränken, darf der Ladezustand SOC die Speicher- kennlinie aber nur in dem Spannungsbereich beeinflussen, in dem ohne ein aktives Netzsteuerungssystem 12 keine Einspei- sung erfolgt, wie in FIG. 3 dargestellt, also vorliegend ins- besondere zwischen 640 V und 660 V. Bei starken Belastungen, wie im Falle des Punktschweißens PPS müssen sich alle elektrischen Energiespeichereinrichtungen 20, wobei insbeson- dere eine Vielzahl von elektrischen Energiespeichereinrich- tungen 20 innerhalb des dezentralen Versorgungsnetzes 10 an- geordnet sein können, unabhängig von ihrem Ladezustand SOC, umgehend an der Aufrechterhaltung des Anlagenbetriebs und da- mit an der Bereitstellung der Schweißleistung beteiligen.In order to limit the corresponding behavior according to FIG. 4 to normal operation, however, the state of charge SOC may only influence the storage characteristic curve in the voltage range in which there is no feed without an active network control system 12, as shown in FIG. 3, in the present case between 640 V and 660 V. In the case of heavy loads, such as in the case of spot welding P PS , all electrical energy storage devices 20, in particular a large number of electrical energy storage devices 20 within the decentralized supply network 10 can be arranged, regardless of their state of charge SOC, immediately participate in maintaining the plant operation and thus in providing the welding power.
Dies ist insbesondere durch den ersten vorgegebenen Span- nungsschwellwert 54 gezeigt. This is shown in particular by the first predetermined voltage threshold value 54.
Die FIG 5 bis 7 zeigen jeweils in ihrer Ausführungsform fünf unterschiedlichen Kennlinien 26 für fünf unterschiedliche La- dezustände SOC. Eine erste Kennlinienform 58 zeigt beispiels- weise den Verlauf bei einem Ladezustand von 95%. Eine zweite Kennlinienform 60 ist bei einem Ladezustand SOC von 92%, eine dritte Kennlinienform 62 ist bei einem Ladezustand SOC von 80%, eine vierte Kennlinienform 64 ist bei einem Ladezustand SOC von 23% und eine fünfte Kennlinienform 66 ist bei einem Ladezustand SOC von 20% zu sehen. FIGS. 5 to 7 each show, in their embodiment, five different characteristic curves 26 for five different charge states SOC. A first characteristic curve 58 shows, for example, the course at a state of charge of 95%. A second characteristic curve 60 is for a state of charge SOC of 92%, a third characteristic curve shape 62 is for a state of charge SOC of 80%, a fourth characteristic curve shape 64 is for a state of charge SOC of 23% and a fifth characteristic curve shape 66 is for a state of charge SOC of 20 % to see.
Wenn die regenerative Quelle den Verbrauch im Normalbetrieb gerade abdeckt (FIG 5), dann greift die elektrische Energie- speichereinrichtung im mittleren SOC-Bereich (SOC=80%) nicht ein - die Leistung wird auf 0 geregelt. An der Obergrenze des mittleren SOC-Bereiches bei 90% beginnt der linear interpo- lierte Übergangsbereich. Damit erreicht die Entladeleistung der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 bei 92% gerade 2/5 der maximal möglichen Entladeleistung Pmax'. Das Gleiche passiert mit umgekehrtem Vorzeichen bei 23%. Die maximal mög- liehen Lade-/Entladeleistung im Normalbetrieb Pmax / Pmax' If the regenerative source just covers the consumption in normal operation (FIG. 5), then the electrical energy storage device does not intervene in the middle SOC range (SOC = 80%) - the output is regulated to zero. The linear interpolated transition area begins at the upper limit of the middle SOC range at 90%. The discharge power of the electrical energy storage device 20 thus reaches just 2/5 of the maximum possible discharge power P max ' at 92%. The same thing happens with the opposite sign at 23%. The maximum possible borrowed charging / discharging power in normal operation P max / P max '
(hier -42.8kW bzw. 37.2kW) werden jeweils bei 20% bzw. bei 95% erreicht. Analog gestalten sich die Verhältnisse bei den beiden anderen DP-Werten. Hier wird im mittleren SOC-Bereich stets der Überschuss / das Defizit DP durch die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 kompensiert, wobei sich der oben beschriebene 2/5-Wert jetzt jeweils auf den Differenzbe- trag zwischen DP und Pmax / Pmax' bezieht. (here -42.8kW or 37.2kW) are achieved at 20% and 95% respectively. The same applies to the other two DP values. Here, in the middle SOC range, the excess / deficit DP is always compensated for by the electrical energy storage device 20, the above-described 2/5 value now in each case referring to the difference between DP and P max / P max ' .
Die maximal möglichen Lade- / Entladeleistungen im Normalbe- trieb Pmax / Pmax' sind direkt vom Regelverhalten des Netzum- richters abhängig. Wenn der Netzumrichter (wie beim AFE) im üblichen Regelmodus mit konstanter Referenzspannung, das heißt ohne Kennlinie, arbeitet, dann kann er für jedes Vdc im Normalbetrieb die volle Nennleistung PNUN liefern. Gemäß der oben aufgeführten Gleichung kann die elektrische Energiespei- chereinrichtung 20 dann maximal mit der Leistung The maximum possible charging / discharging capacities in normal operation P max / P max ' are directly dependent on the control behavior of the line converter. If the grid converter (as with the AFE) works in the usual control mode with constant reference voltage, i.e. without a characteristic, then it can deliver the full rated power P NUN for every V dc in normal operation. In accordance with the equation given above, the electrical energy storage device 20 can then maximally use the power
Pmax/Pmax' = -(±PNUN + PLast + PRQ) geladen bzw. entladen werden. Beim Einsatz der Kennlinienre- gelung am AFE ist zu beachten, dass die Busspannung jetzt von der Belastung des Netzumrichters abhängt. Aus der Kennlinie kann die maximal verfügbare Leistung des Netzumrichters bei gegebenem Vdc ermittelt und so unter anderem vermieden wer- den, dass die durch die Lade-/Entladeleistung der elektri- schen Energiespeichereinrichtung 20 erzeugte Belastung die Busspannung Vdc unter/über die Grenzen des Normalbetriebsbe- reiches, im Beispiel 640V und 660V, drückt. In einer verfei- nerten Variante können die Pmax / Pmax' auch jeweils entspre- chend des aktuellen Wertes von PRQ nachgeführt werden. P max / P max ' = - (± P NUN + P load + P RQ ) can be charged or discharged. When using the characteristic control on the AFE, note that the bus voltage now depends on the load on the line converter. The maximum available power of the network converter at a given V dc can be determined from the characteristic curve, thus avoiding, among other things, that the load generated by the charging / discharging power of the electrical energy storage device 20 does not drop the bus voltage V dc below / above the limits of the Normal operating range, in the example 640V and 660V, presses. In a more refined variant, the P max / P max 'can also be updated in each case in accordance with the current value of P RQ .
Um die Kennlinie 26 im laufenden Anlagenbetrieb stetig ver- schieben zu können, müssen PLast und PRQ von einem zentralen Netzmanagement, vorliegend dem Netzsteuerungssystem 12, er- fasst und die entsprechenden Werte für Pmax / Pmax' und DP an die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 als Stellgrößen weitergegeben werden. PRQ ist ähnlich wie die mittlere Ver- braucherleistung PLast im Normalbetrieb eine langsam veränder- liche Größe, so dass keine sonderlich hohen Anforderungen an die Auflösung der Messung gestellt werden. Ähnliches gilt für die Reaktionszeit der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20. In order to be able to continuously shift the characteristic 26 during ongoing system operation, P load and P RQ must be recorded by a central network management system, in this case the network control system 12, and the corresponding values for P max / P max ' and DP must be sent to the electrical energy storage device 20 can be passed on as manipulated variables. P RQ is similar to the mean consumer power P load is a slowly changing variable in normal operation, so that no particularly high demands are placed on the resolution of the measurement. The same applies to the reaction time of the electrical energy storage device 20.
Das oben beschriebene Verfahren regelt das autonome Verhalten der elektrischen Energiespeichereinrichtung 20 in Abhängig- keit von ihrem eigenen Ladezustand SOC. Wenn man darüber hin- aus noch erreichen will, dass ein oder mehrere elektrische Energiespeichereinrichtungen 20 in Abhängigkeit vom Ladezu- stand SOC anderer elektrischer Energiespeichereinrichtungen 20 agieren, dann muss der aktuelle SOC-Wert aller elektri- schen Energiespeichereinrichtungen 20 ebenfalls an das Netz- management übertragen werden. The method described above regulates the autonomous behavior of the electrical energy storage device 20 as a function of its own state of charge SOC. In addition, if one or more electrical energy storage devices 20 are to act as a function of the state of charge SOC of other electrical energy storage devices 20, then the current SOC value of all electrical energy storage devices 20 must also be transmitted to the network management become.
Die Methode lässt sich auf mehrere regenerative Quellen i=1...n nach und auf mehrere elektrische Energiespeichereinrichtungen 20 k=1...m z.B. nach mit der individuellen Stellgröße DPk erweitern. The method can be applied to several regenerative sources i = 1 ... n and to several electrical energy storage devices 20 k = 1... m, for example after expand with the individual manipulated variable DP k.
Ein hierin beschriebenes Verfahren kann auch in Form eines Computerprogramm (produkt)s vorliegen, dass das Verfahren auf einer Steuereinheit, insbesondere der elektronischen Rechen- einrichtung 14, implementiert, wenn es auf der Steuereinheit ausgeführt wird. Ebenso kann ein elektronisch lesbarer Daten- träger (nicht dargestellt) mit darauf gespeicherten elektro- nisch lesbaren Steuerinformationen vorliegen, welche zumin- dest ein beschriebenes Computerprogrammprodukt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Daten- trägers in einer Steuereinheit einer MR-Anlage ein beschrie- benes Verfahren durchführen. A method described herein can also be in the form of a computer program (product) that implements the method on a control unit, in particular the electronic computing device 14, when it is executed on the control unit. There can also be an electronically readable data carrier (not shown) with electronically readable control information stored on it, which comprises at least one described computer program product and is designed in such a way that it can be used when the data carrier is used. Carry out a described method in a control unit of an MR system.
Alternativ kann vorgeschlagen werden, wenn die installierte Leistung der regenerativen Quellen ausreicht, um unter ent- sprechenden klimatischen Bedingungen im Jahresmittel mehr Energie zu erzeugen, als für den Betrieb der Anlage und die Auffüllung der Speicher, also der elektrischen Energiespei- chereinrichtung 20, erforderlich ist, dann kann man auch wäh- rend des Punktschweißens auf die Energiezufuhr aus dem über- geordneten Netz 36 verzichten. Der vierte Netzumrichter 38 würde dann nur dazu dienen, überschüssige Energie an das Netz zurück zu speisen. Gegebenenfalls müsste die Leistung der Speicher erhöht oder die Buskapazität aufgestockt werden, um zu verhindern, dass das AFE beim Schweißen in den ungeregel- ten Zustand verfällt. Alternatively, it can be proposed if the installed power of the regenerative sources is sufficient to generate more energy than is required for the operation of the system and the filling of the storage, ie the electrical energy storage device 20, under the corresponding climatic conditions , then the energy supply from the higher-level network 36 can also be dispensed with during spot welding. The fourth network converter 38 would then only serve to feed excess energy back to the network. If necessary, the output of the memory would have to be increased or the bus capacity increased in order to prevent the AFE from going into the unregulated state during welding.
Nochmals alternativ kann vorgeschlagen werden, dass zu jedem Zeitpunkt gilt: As an alternative, it can be suggested that the following applies at all times:
PSP = —PNU — PLast — PRQ = -PNU + DP P SP = -P NU -P Last -P RQ = -P NU + DP
Regelt die elektrische Energiespeichereinrichtung 20 im Nor- malbetrieb, wie oben beschrieben, auf DP, dann verschwindet PNU entsprechend. Soll PNU auf einem von 0 verschiedenen Wert PNUfix konstant gehalten werden, muss der Speicher auf: If the electrical energy storage device 20 regulates to DP in normal operation, as described above, then P NU disappears accordingly. If P NU is to be kept constant at a value P NUfix other than 0, the memory must be set to:
DP' = -PNUfix + DP = —(PRQ + PLast + PNUfix) regeln. DP '= -P NUfix + DP = - (P RQ + P Load + P NUfix ).
Diese Vorgehensweise kann beispielsweise genutzt werden, wenn die regenerativen Energiequellen keine Energie liefern (PRQ=0) oder wenn diese für einen bestimmten Zeitraum nicht zur Verfügung stehen. In diesem Fall würde die Regelung auf DP = - PLast die Speicher, also die elektrische Energiespei- chereinrichtung 20, im Normalbetrieb solange entladen, bis die untere kritische SOC-Zone erreicht wird. Danach würde der Netzumrichter zum übergeordneten Netz 36 die Speicher schrittweise wieder aus dem Netz aufladen. Das aber würde be- deuten, dass alle zum Betrieb der Anlage nötige Energie letztendlich zuerst aus dem übergeordnetem Netz 36 in die Speicher und von dort an die Verbraucher gebracht wird. Das würde im gesamten Betrieb erhöhte dynamische Wandlungsverlus- te an allen beteiligten Umrichter erzeugen. This procedure can be used, for example, if the regenerative energy sources are not supplying any energy (P RQ = 0) or if they are not available for a certain period of time. In this case, the control to DP = would - P load the memory, so the electrical energy store 20 chereinrichtung discharged in normal operation until the SOC lower critical zone is achieved. The network converter would then become the superordinate network 36, the storage system gradually recharge from the network. However, this would mean that all the energy required to operate the system is ultimately first brought from the higher-level network 36 into the storage system and from there to the consumers. This would generate increased dynamic conversion losses at all the converters involved in the entire operation.
In diesem Fall wäre es effizienter, den Netzumrichter im Nor- malbetrieb nicht im Leerlauf (PNU=0), sondern so zu betrei- ben, dass er im Mittel gerade die Last kompensiert. Da PLast im Allgemeinen von der Zeit abhängt, würden die Speicher im Normalbetrieb nur die leichten Schwankungen der Last um deren zeitlichen Mittelwert <PLast> ausgleichen. Ansonsten kämen sie ausschließlich während des Punktschweißens und zum Nachladen zum Einsatz. Im Normalbetrieb regelt der Speicher jetzt auf: In this case, it would be more efficient not to operate the network converter in normal operation in idle mode (P NU = 0), but in such a way that it just compensates the load on average. Since P load generally depends on the time, the storage systems would only compensate for the slight fluctuations in the load around its time average value <P load> in normal operation. Otherwise, they would only be used during spot welding and reloading. In normal operation, the memory now regulates to:
DP' = - ( PLast + PNUfix) = — ( PLast -PLast Der Netzumrichter würde entsprechend vergleichsweise dynamik- und damit verlustarm mit konstanter Leistung PNUfix = - <PLast> einspeisen. DP '= - (P Load + P NUfix ) = - (P Load -P Load The grid converter would accordingly feed in with a comparatively dynamic and thus low loss with constant power P NUfix = - <P Load >.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
10 dezentrales Versorgungsnetz 10 decentralized supply network
12 Netzsteuerungssystem 12 Network Control System
14 elektronische Recheneinrichtung 14 electronic computing device
16 dezentrale Energieerzeugungseinrichtung16 decentralized energy generation facility
18 elektrischer Verbraucher 18 electrical consumers
20 elektrische Energiespeichereinrichtung20 electrical energy storage device
22 Energieverteilereinrichtung 22 Energy distribution equipment
24 erste Netzumrichtereinrichtung 24 first line converter device
26 Kennlinie 26 characteristic
28 aktueller Ladezustand 28 current charge status
32 zweite Netzumrichtereinrichtung 32 second line converter device
34 dritte Netzumrichtereinrichtung 34 third line converter device
36 übergeordnetes Netz 36 superordinate network
38 vierte Netzumrichtereinrichtung 38 fourth line converter device
40 Erfassungseinrichtung 40 detection device
42 Erzeugungseinrichtungskennlinie 42 Generating equipment characteristic
44 Speicherkennlinie 44 Storage curve
46 Spannungsbereich 46 Voltage range
48 Bereich 48 area
50 erster Übergangsbereich 50 first transition area
52 zweiter Übergangsbereich 52 second transition area
54 erster vorgegebener Spannungsschwellwert54 first predetermined voltage threshold value
56 zweiter vorgegebener Spannungsschwellwert56 second predetermined voltage threshold value
58 erste Kennlinienform 58 first form of characteristic curve
60 zweite Kennlinienform 60 second form of characteristic curve
62 dritte Kennlinienform 62 third form of characteristic
64 vierte Kennlinienform 64 fourth form of characteristic
66 fünfte Kennlinienform 66 fifth form of characteristic curve
P1 Verbraucherleistung P 1 consumer power
P2 Energieerzeugungsleistung P 2 power generation capacity
P3 Speicherleistung P 3 storage capacity
P4 öffentliche Netzleistung P 4 public network power
Pmax maximale Leistung P max maximum power
SOC Ladezustand SOC state of charge
SOC1 erster Ladezustand SOC 1 first state of charge
SOC2 zweiter Ladezustand SOC3 dritter LadezustandSOC 2 second state of charge SOC 3 third state of charge
SOC4 vierter Ladezustand SOC 4 fourth state of charge

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zum Betreiben eines dezentralen Versorgungsnet- zes (10) mittels eines Netzsteuerungssystems (12), bei wel- chem das dezentrale Versorgungsnetz (10) zumindest mit einer dezentralen Energieerzeugungseinrichtung (16), einem elektri- schen Verbraucher (18), einer elektrischen Energiespeicher- einrichtung (20) und einer elektrischen Energieverteilerein- richtung (22), an welcher die dezentrale Energieerzeugungs- einrichtung (16) und die elektrische Energiespeichereinrich- tung (20) und der elektrische Verbraucher (18) elektrisch ge- koppelt sind, bereitgestellt wird, wobei zumindest eine erste Netzumrichtereinrichtung (24) der elektrischen Energiespei- chereinrichtung (20) in Abhängigkeit von einer Spannung in- nerhalb der Energieverteilereinrichtung (22) kennlinienge- steuert wird, so dass in Abhängigkeit einer spannungsabhängi- gen Kennlinie (26) elektrische Leistung von der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) für die Energieverteilerein- richtung (22) bereitgestellt wird oder die elektrische Ener- giespeichereinrichtung (20) mit elektrischer Leistung der Energieverteilereinrichtung (22) geladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) zusätzlich in Abhän- gigkeit von einem aktuellen Ladezustand (SOC) der elektri- schen Energiespeichereinrichtung (20) kennliniengesteuert wird, so dass zusätzlich ladezustandsabhängig elektrische Leistung von der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) für die Energieverteilereinrichtung (22) bereitgestellt wird oder die elektrische Energiespeichereinrichtung (20) mit elektrischer Leistung der Energieverteilereinrichtung (22) geladen wird. 1. A method for operating a decentralized supply network (10) by means of a network control system (12), in which the decentralized supply network (10) has at least one decentralized energy generating device (16), an electrical consumer (18), an electrical one Energy storage device (20) and an electrical energy distribution device (22) to which the decentralized energy generation device (16) and the electrical energy storage device (20) and the electrical consumer (18) are electrically coupled is provided , wherein at least one first network converter device (24) of the electrical energy storage device (20) is characteristic-controlled as a function of a voltage within the energy distribution device (22), so that, depending on a voltage-dependent characteristic (26), electrical power of the electrical energy storage device (20) for the energy distribution device (22) t or the electrical energy storage device (20) is charged with electrical power from the energy distribution device (22), characterized in that the first network converter device (24) is additionally dependent on a current state of charge (SOC) of the electrical energy storage device ( 20) is characteristic-controlled, so that in addition, depending on the state of charge, electrical power is provided by the electrical energy storage device (20) for the energy distribution device (22) or the electrical energy storage device (20) is charged with electrical power from the energy distribution device (22).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverteilereinrichtung (22) derart bereitgestellt wird, dass diese zusätzlich mit einem übergeordneten Netz (36) gekoppelt ist und zum Empfangen von elektrischer Leis- tung aus dem übergeordneten Netz (36) ausgebildet ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the energy distribution device (22) is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network (36) and is designed to receive electrical power from the higher-level network (36).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverteilereinrichtung (22) derart bereitge- stellt wird, dass diese zusätzlich mit einem übergeordneten Netz (36) gekoppelt ist und zum Übertragen von elektrischer Leistung aus der Energieverteilereinrichtung (22) in das übergeordnete Netz (36) ausgebildet ist. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the energy distribution device (22) is provided in such a way that it is additionally coupled to a higher-level network (36) and for transmitting electrical power from the energy distribution device (22) into the higher-level network (36) is formed.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass bei einem ersten vorgegebenen Spannungsschwellwert (54) innerhalb der Energieverteilereinrichtung (22) eine maximal mögliche elektrische Leistung der elektrischen Energiespeichereinrich- tung (20) für die Energieverteilereinrichtung (22) bereitge- stellt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) such that a maximum possible electrical power of the at a first predetermined voltage threshold value (54) within the energy distribution device (22) electrical energy storage device (20) is provided for the energy distribution device (22).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass bei einem zweiten vorgegebenen Spannungsschwellwert (56) inner- halb der Energieverteilereinrichtung (22) die elektrische Energiespeichereinrichtung (20) mit einer maximal möglichen elektrischen Leistung aus der Energieverteilereinrichtung (22) geladen wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) in such a way that at a second predetermined voltage threshold value (56) within the energy distribution device (22) the electrical energy storage device ( 20) is charged with a maximum possible electrical power from the energy distribution device (22).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass inner- halb eines vorgegebenen Spannungsbereichs (46) innerhalb der Energieverteilereinrichtung (22) keine elektrische Leistung zwischen der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) und der Energieverteilereinrichtung (22) ausgetauscht wird, ins- besondere wenn die Einspeiseleistung der regenerativen Ener- gieerzeugungsquelle gerade den Verbrauch im Normalbetrieb ab- deckt. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) such that within a predetermined voltage range (46) within the power distribution device (22) no electrical power between the electrical energy storage device (20) and the energy distribution device (22) are exchanged, in particular if the feed-in power of the regenerative energy generation source just covers the consumption in normal operation.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass unter- halb eines ersten vorgegebenen Ladezustands (SOC1) der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) die elektrische Energiespeichereinrichtung (20) mit einer maximal möglichen elektrischen Leistung von der Energieverteilereinrichtung (22) geladen wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) in such a way that below a first predetermined state of charge (SOC 1 ) of the electrical energy storage device (20) the electrical energy storage device (20) is charged with a maximum possible electrical power from the energy distribution device (22).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass ober- halb eines zweiten vorgegebenen Ladezustands (SOC2) der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) eine maximal mögliche elektrische Leistung von der elektrischen Energie- speichereinrichtung (20) für die Energieverteilereinrichtung (22) bereitgestellt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) such that above a second predetermined state of charge (SOC 2 ) of the electrical energy storage device (20) a maximum possible electrical power is provided by the electrical energy storage device (20) for the energy distribution device (22).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrichtung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass zwi- schen einem dritten vorgegebenen Ladezustand (SOC3) der elektrischen Energiespeichereinrichtung (20) und einem vier- ten vorgegebenen Ladezustand (SOC4) der elektrischen Energie- speichereinrichtung (20) die elektrische Energiespeicherein- richtung (20) in Abhängigkeit von einer elektrischen Energie- bereitstellung der dezentralen Energieerzeugungseinrichtung (16) die elektrische Leistung bereitstellt oder mit der elektrischen Leistung geladen wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first network converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) such that between a third predetermined state of charge (SOC 3 ) of the electrical energy storage device (20) and a four - th predetermined state of charge (SOC 4 ) of the electrical energy storage device (20) the electrical energy storage device (20) depending on an electrical energy supply of the decentralized energy generating device (16) provides the electrical power or is charged with the electrical power.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Netzumrichtereinrich- tung (24) mittels der Kennlinie (26) derart gesteuert wird, dass eine bereitgestellte elektrische Leistung durch die de- zentrale Energieerzeugungseinrichtung (16) bei der Bereit- stellung der elektrischen Leistung durch die elektrische Energiespeichereinrichtung (20) berücksichtigt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first power converter device (24) is controlled by means of the characteristic curve (26) in such a way that an electrical power provided is provided by the decentralized energy generating device (16) the electrical power is taken into account by the electrical energy storage device (20).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzsteuerungssystem (12) mit zumindest einer Erfassungseinrichtung (40) zum Erfassen von zumindest einer benötigten elektrischen Leistung des elektrischen Verbrauchers (18) und/oder zum Erfassen einer bereitgestellten elektrischen Leistung der dezentralen Ener- gieerzeugungseinrichtung (16) bereitgestellt wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the network control system (12) is provided with at least one detection device (40) for detecting at least one required electrical power of the electrical consumer (18) and / or for detecting a provided electrical power of the decentralized energy generating device (16).
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Energieerzeugungseinrichtung (16) eine regenerative Energiequelle bereitgestellt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a regenerative energy source is provided as the energy generating device (16).
13. Netzsteuerungssystem (12) für ein dezentrales Versor- gungsnetz (10), mit zumindest einer elektronischen Rechenein- richtung (14), wobei das Netzsteuerungssystem (12) zum Durch- führen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist. 13. Network control system (12) for a decentralized supply network (10), with at least one electronic computing device (14), the network control system (12) being designed to carry out a method according to one of Claims 1 to 12.
14. Computerprogramm, welches direkt in einen Speicher einer elektronischen Recheneinrichtung (14) einer Magnetresonanzan- lage ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Programm in der elektronischen Recheneinrichtung (14) der Magnetresonanzanlage ausgeführt wird. 14. Computer program which can be loaded directly into a memory of an electronic computing device (14) of a magnetic resonance system, with program means to carry out the steps of the method according to one of claims 1 to 12 when the program in the electronic computing device (14 ) the magnetic resonance system is executed.
15. Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicher- ten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumin- dest ein Computerprogramm nach Anspruch 14 umfassen und der- art ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträ- gers in einer elektronischen Recheneinrichtung (14) einer Magnetresonanzanlage ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchführen. 15. Electronically readable data carrier with electronically readable control information stored on it, which comprises at least a computer program according to claim 14 and is designed in such a way that it executes a method when the data carrier is used in an electronic computing device (14) of a magnetic resonance system carry out according to one of claims 1 to 12.
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