EP4732398A1 - Regelung im inselnetz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Inselnetz (1), umfassend einen Bus (2) und mehrere elektrische Einheiten (3), die mit dem Bus (2) koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten (3) Energiequellen (4), Energieverbraucher (5) oder auch Kupplungen (6) sein können, das elektrische Inselnetz (1) weiter umfassend elektrische Leitungen (7) zur elektrischen Verbindung von Energiequellen (4) und Energieverbrauchern (5), Kommunikationsschnittstellen für einen Datentransfer zwischen den elektrischen Einheiten (3) und ein Energiemanagementsystem, wobei die elektrischen Einheiten (3) jeweils denselben dem Energiemanagementsystem zugehörenden Regelalgorithmus aufweisen und dass eine Priorisierung der Auslastung der Energiequellen (3) dynamisch anpassbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Regelung der Auslastung in einem elektrischen Inselnetz (1).

Description

Beschreibung

Regelung im Inselnetz

Die Erfindung betri f ft ein elektrisches Inselnetz sowie ein Verfahren zur Regelung der Auslastung in einem Inselnetz .

Die Regelung der Auslastung von Energieerzeugern in Inselnetzen wird durch die Nutzung von ef fi zienzerhöhenden Energieerzeugern komplexer und anspruchsvoller . Diese elektrischen Einheiten sind teilweise dynamisch im Betrieb in ihrer Regelung umzustellen, um ihrer Funktionalität gerecht zu werden . Beispiel ist eine Kombination von Wellengeneratoren, Dampfturbinen, Batterien und Dieselgeneratoren . Diese müssen in einem Inselnetzwerk miteinander die Versorgung sicherstellen und ausgeregelt werden .

Ein Energiemanagementsystem ( Power Management System ( PMS ) ) ist ein System, das für die Überwachung, Steuerung und Optimierung des Energieverbrauchs und der Energieverteilung in elektrischen Anlagen oder Netzwerken verantwortlich ist . Seine Aufgabe ist es , dafür zu sorgen, dass das elektrische System sicher und ef fi zient ist . Es kann verwendet werden, um den Energiebedarf zu analysieren, die Energieversorgung zu optimieren und Energieeinsparungen zu erzielen . Weitere Funktionen könnten das automatische Ein- und Ausschalten von Verbrauchern ( z . B . Dieselgeneratoren) bei schwankender Last sein, oder, wenn beispielsweise der Stromverbrauch größer ist als die Stromerzeugungskapazität , es könnte ein Lastabwurf vorgenommen werden, um einen Stromaus fall zu vermeiden .

Ein Marine-Energiemanagementsystem ist ein komplettes Schaltanlagen- und Generatorsteuerungssystem zur Synchronisierung der Hil fsmotoren von Schi f fen durch automatische Lastverteilung und Optimierung des Wirkungsgrads der Energieerzeuger . Das Marine-Energiemanagementsystem kann verschiedene Konfigurationen von Generatoren, die von Dieselmotoren, Dampfturbi- nen und Hauptmotoren angetrieben werden, in Kombination mit Schalttafeln unterschiedlicher Komplexität steuern .

Die elektrische Energie in einer beliebigen Kombination von Energieerzeugern wird entsprechend den Berechnungen des Energiemanagementsystems eingesetzt . Das PMS entscheidet j e nach Energiebedarf , welche Kombination von Energieerzeugern die beste ist . Die Kapazität der Energieerzeuger ist so ausgelegt , dass im Falle des Aus falls eines der Aggregate immer noch alle für die normalen Betriebsbedingungen für Antrieb und Sicherheit erforderlichen Leistungen erbracht werden können .

In den bisherigen PMS werden für die einzelnen Arten von elektrischen Einheiten spezielle Algorithmen angewandt . Ein Regelalgorithmus ist ein mathematischer Algorithmus , der verwendet wird, um die elektrischen Einheiten zu steuern und zu regeln . Der Algorithmus nimmt Eingangsgrößen (Messgrößen bzw . Sensordaten) entgegen und erzeugt entsprechende Ausgangsgrößen ( Steuergrößen bzw . Aktuatordaten) , um die elektrischen Einheiten des Inselnetzes in einen gewünschten Zustand zu bringen oder diesen auf recht zuerhalten . Der Regelalgorithmus analysiert kontinuierlich die Eingangsdaten und vergleicht sie mit gewünschten Sollwerten oder Sollkurven . Auf Grundlage ermittelter Abweichungen berechnen die Algorithmen die erforderlichen Anpassungen der Steuergrößen, um das Inselnetz in Richtung der Sollwerte zu lenken . Entsprechend komplex ist die Integration von neuen oder geänderten elektrischen Einheiten .

Beispielsweise hängen Leistung und Drehmoment einer Dampfturbine vom beaufschlagten Dampf ab . Dieser wiederum variiert in Druck und Temperatur und damit in seiner Energie in Abhängigkeit von den Parametern des für die Dampf erzeugung verwendeten Abgases . Da hier kein Betrieb in einem fixen Arbeitspunkt erfolgen kann, ist die Dampfturbine als elektrische Einheit typischerweise in einem Arbeitsbereich von 500kW bis 5MW betreibbar . Ebenso ist ein Wellengenerator/Motor in seiner Leistung abhängig von der Drehzahl der Welle , auf der er aufgebaut ist . Die Drehzahl des Rotors beeinflusst die Motorspannung und damit das vorhandene Moment , welches im Generatorbetrieb aus dem Wellengenerator entnommen werden kann . Auch hier ist der Betrieb nicht an einen Arbeitspunkt , sondern an einen Arbeitsbereich gebunden . Aus diesem Grund erfolgte in Inselnetzen nach dem Stand der Technik neben einer Standardkalkulation eine zusätzliche Berechnung für Sollwerte und davon ausgehend eine Anpassung der Sollwerte .

Konkret wurden neben der Standardkalkulation für die Dieselgeneratoren noch eine Kalkulation für die Dampfturbine und noch eine weitere Kalkulation für den Wellengenerator durchgeführt . Diese Berechnungen wurden dann zusammengeführt und erst dann konnten die Sollwerte an die Regler übergeben werden . Diese Lösung passte wieder nur auf eine begrenzte Systemkonfiguration und musste für j edes Proj ekt überarbeitet werden .

Aufgabe der Erfindung ist es , ein elektrisches Inselnetz mit hoher Flexibilität bezüglich Erweiterung ( oder Verkleinerung) des Netzes oder Aus fall von elektrischen Einheiten bereitzustellen . Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es , ein Verfahren zur Regelung der Auslastung in einem Inselnetz anzugeben .

Die Erfindung löst die auf ein elektrisches Inselnetz gerichtete Aufgabe , indem sie vorsieht , dass bei einem derartigen elektrischen Inselnetz , umfassend einen Bus und mehrere elektrische Einheiten, die mit dem Bus koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten Energiequellen, Energieverbraucher oder auch Kupplungen sein können, das elektrische Inselnetz weiter umfassend elektrische Leitungen zur Verbindung von Energiequellen und Energieverbrauchern, Kommunikationsschnittstellen für einen Datentrans fer zwischen den elektrischen Einheiten und ein Energiemanagementsystem umfasst , die elektrischen Einheiten j eweils denselben dem Energiemanagementsystem zugehörenden Regelalgorithmus aufweisen und dass eine Priorisierung der Auslastung der Energiequellen dynamisch anpassbar ist .

Auf Grundlage der gesamten verfügbaren und der entnommenen Leistung berechnet j ede einzelne elektrische Einheit ihren Sollwert . Die Prioritäten können dynamisch im Lauf geändert werden und auch zu Gruppen geformt werden . Dadurch kann z . B . eine Batterie vom Entladen zum Laden umgeschaltet werden, ohne dass dies zentral und mit großem Aufwand ausgerechnet werden muss .

Der Begri f f "dynamisch anpassbar" bezieht sich darauf , dass das elektrische Inselnetz in der Lage ist , sich automatisch oder in Echtzeit an wechselnde Bedingungen oder Anforderungen anzupassen . Es impli ziert eine gewisse Flexibilität und Reaktions fähigkeit , die über eine einfache Anpassbarkeit hinausgeht . Dies unterscheidet sich wesentlich von " anpassbar" , welches sich allgemein darauf bezieht , dass etwas zwar verändert oder angepasst werden kann, um bestimmten Bedürfnissen oder Anforderungen gerecht zu werden . Es kann sich j edoch um eine manuelle oder statische Anpassung handeln, die nicht unbedingt automatisch oder dynamisch erfolgt .

Auch können spezielle Zusatzsollwerte einfach hinzugefügt und berücksichtigt werden, ohne dass dies kompli ziert an einer anderen Stelle betrachtet werden muss .

Energiespeicher sind j e nach Verwendung im Inselnetz mal als Energiequelle , mal als Energieverbraucher (beim Einspeichern von überschüssiger Energie aus den Energiequellen) zu sehen .

Vorteilhafterweise ist der Bus mittels der Kupplungen in Abschnitte auftrennbar bzw . wieder verbindbar . Weiter vorteilhaft ist es , wenn einzelne elektrische Einheiten mittels Schalter mit dem Bus verbindbar bzw . von ihm trennbar sind . Vorteilhafter Weise geben die elektrischen Einheiten ihre minimale und ihre maximale Leistung sowie ihre minimale und maximale Leistung für Dauerbetrieb bekannt . Damit kann die Lastverteilung im Inselnetz optimiert werden . Die Leistung der elektrischen Einheiten kann entsprechend angepasst werden, um eine gleichmäßige Auslastung zu erreichen und Überlastungen oder Engpässe zu vermeiden . Dies gewährleistet eine ef fi ziente Nutzung der verfügbaren Energiequellen und eine stabilere Stromversorgung . Die Kenntnis der minimalen und maximalen Leistungen für Dauerbetrieb hil ft bei der Optimierung des Betriebs der elektrischen Einheiten im Inselnetz . Die Steuerung kann die elektrischen Einheiten so anpassen, dass sie im ef fi zientesten Bereich betrieben werden, wodurch Energieverluste minimiert und die Lebensdauer der Geräte maximiert werden . Dies führt zu einer verbesserten Energieef fi zienz und Kosteneinsparungen . Schließlich können Abweichungen von diesen Werten als potenzielle Probleme erkannt werden . Wenn eine Einheit ihre normale Leistungsgrenze überschreitet oder unter ihre minimale Leistung fällt , kann dies auf einen Defekt oder eine Fehl funktion hinweisen . Dies ermöglicht eine frühzeitige Fehlererkennung und -behebung, um den reibungslosen Betrieb des Inselnetzes sicherzustellen .

Alle elektrischen Einheiten des Inselnetzes können auf Grundlage ihrer eigenen Parameter und der zurückgemeldeten Parameter der anderen elektrischen Einheiten ihre Sollwerte ausrechnen und ihre Grenzen einhalten . Da in den Daten der anderen elektrischen Einheiten auch erkannt wird, in welchem Abschnitt die j eweilige elektrische Einheit sich befindet , ist auch eine Unabhängigkeit von der Konfiguration des gesamten Inselnetzes gegeben, da immer wieder der gleiche Algorithmus zum Tragen kommt .

Es ist zweckmäßig, wenn die elektrische Einheit ein Dieselgenerator, eine Dampfturbine , ein Wellengenerator/Motor und/oder eine Batterie ist . Dieselgeneratoren und Batterien sind sehr zuverlässige Energiequellen . Sie können kontinuierlich Strom liefern und bei Bedarf schnell gestartet werden . Dies gewährleistet eine stabile Stromversorgung in einem Inselnetz . Dampfturbinen können Abwärme nutzen und somit die Ef fi zienz steigern bzw . Energieverluste verringern . Batterien können ebenfalls dazu beitragen, den Energieverbrauch zu optimieren, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf abgeben . Die Kombination verschiedener Energiequellen in einem Inselnetz bietet eine hohe Flexibilität , Zuverlässigkeit und Ef fi zienz bei der Stromversorgung .

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn eine Steuerung des Inselnetzes auf mindestens einem der folgenden Punkte basiert : Wetterdaten, geografische Daten, Betriebsbedingungen, Betriebsstunden, vorhergesagter Energiebedarf im Inselnetz und vom Benutzer eingegebene Präferenzen . Die Steuerung des Inselnetzes kann auf sich ändernde Betriebsbedingungen reagieren . Sie kann die Energiequellen entsprechend steuern, um den Betrieb innerhalb optimaler Parameter sicherzustellen . Dies gewährleistet eine stabile Stromversorgung und schützt die Anlagen vor Überlastung oder Schäden . Die Steuerung basierend auf Betriebsstunden und vorhergesagtem Energiebedarf ermöglicht eine ef fi ziente Nutzung der verfügbaren Ressourcen . Sie kann den Einsatz von Energiequellen optimieren, um deren Lebensdauer zu verlängern und den Verschleiß zu minimieren . Die Berücksichtigung der vom Benutzer eingegebenen Präferenzen ermöglicht eine personalisierte Steuerung des Inselnetzes . Dies kann beispielsweise die Priorisierung bestimmter Energiequellen, den Zeitpunkt des Energieabfalls oder die Einstellung von Betriebsparametern umfassen . Benutzerpräferenzen können auch die Grundlage für eine intelligente Laststeuerung sein, um den Energieverbrauch zu optimieren und Kosten zu sparen . Die Kombination dieser verschiedenen Faktoren bei der Steuerung eines Inselnetzes ermöglicht eine maßgeschneiderte und ef fi ziente Energieversorgung . Sie berücksichtigt die spezi fischen Bedingungen des Inselnetzes , die verfügbaren Ressourcen, den Energiebedarf und die Präferenzen der Benutzer, um eine zuverlässige , nachhaltige und anpassungs fähige Stromversorgung zu gewährleisten . Schließlich ist es vorteilhaft , wenn elektrische Einheiten zu einer Gruppe zusammengefasst werden können und die Priorisierung anstatt für einzelne elektrische Einheiten für die Gruppe erfolgen kann . Durch die Zusammenfassung von elektrischen Einheiten zu einer Gruppe wird die Steuerung und Verwaltung vereinfacht . Anstatt j ede Einheit einzeln zu überwachen und zu steuern, kann die Gruppe als Ganzes betrachtet werden, was den Verwaltungsaufwand verringert . Die Gruppierung von elektrischen Einheiten ermöglicht ferner eine flexiblere Nutzung des Inselnetzes . Je nach Anforderungen und Prioritäten können Einheiten in verschiedene Gruppen organisiert werden . Dies erleichtert die Anpassung an sich ändernde Bedingungen und Anforderungen, z . B . bei Lastspitzen oder spezi fischen Betriebsmodi .

Die auf ein Verfahren zur Regelung der Auslastung in einem Inselnetz gerichtete Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst , bei dem das Inselnetz einen Bus und mehrere elektrische Einheiten umfasst , die mit dem Bus koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten Energiequellen, Energieverbraucher oder auch Kupplungen sein können, wobei in den elektrischen Einheiten j eweils derselbe Regelalgorithmus ausgeführt und eine Priorisierung der elektrischen Einheiten dynamisch angepasst wird .

Dabei ist es vorteilhaft , wenn elektrische Einheiten zu einer Gruppe zusammengefasst werden und eine Priorisierung für die Gruppe erfolgt .

Weiterhin ist es vorteilhaft , wenn der Bus mittels der Kupplungen in Abschnitte aufgetrennt wird oder zumindest zwei Abschnitte miteinander über die Kupplungen verbunden werden .

Vorteilhafter Weise werden im Regelalgorithmus Informationen zur minimalen Leistung, zur maximalen Leistung, zur minimalen Leistung im Dauerbetrieb und zur maximalen Leistung im Dauerbetrieb der elektrischen Einheiten verarbeitet . Es ist ferner vorteilhaft , wenn durch Auswahlen eines Fahrprofils eine Priorisierung der elektrischen Einheiten vorgegeben wird . Beispielsweise könnten in einem Profil mit maximaler Energieef fi zienz für ein Schi f f entsprechende Energiequellen vorrangig betrieben werden . Anders ist es im Manöverbetrieb . Dort ist eine zuverlässige und stabile Energiequelle nötig, auch wenn dies auf Kosten der Umwelt oder der Ökonomie geschieht .

Zweckmäßiger Weise wird mittels einer Prioritätenliste die Priorisierung der elektrischen Einheiten definiert . Diese Prioritätenliste kann vorteilhafter Weise aufgrund einer Betriebsstundenauswertung der elektrischen Einheiten angepasst werden . Schließlich ist es auch vorteilhaft , wenn die Prioritätenliste durch eine Auswertung der verbrauchten und zur Verfügung stehenden Leistung und der Nominalwerte der Dieselgeneratoren neu sortiert wird .

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Energiemanagementsystem des Inselnetzes relevante Regularien berücksichtigt , die beachtet werden müssen und die j e nach Land und Region variieren können . Regularien betref fen beispielsweise die Netzsicherheit . Dies umfasst den Schutz vor Stromaus fällen, Überspannungen und anderen elektrischen Störungen . Regularien betref fen ferner die Netz zuverlässigkeit , bzw . die Netzstabilität , mit dem Ziel Unterbrechungen und Spannungsschwankungen zu minimieren oder ggf . aus zugleichen, um allgemein eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten .

Vorteilhafter Weise erfolgt die Kommunikation zwischen den elektrischen Einheiten kabellos . Die kabellose Kommunikation, auch bekannt als drahtlose Kommunikation, bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen kabelgebundenen Verbindungen . Im Vergleich zu kabelgebundenen Verbindungen erfordert die Einrichtung von kabelloser Kommunikation weniger Aufwand und Zeit . Es müssen keine physischen Kabel verlegt oder angeschlossen werden, was die Installation und Konfiguration erleichtert . Drahtlose Netzwerke lassen sich relativ einfach erweitern und anpassen . Neue Geräte können problemlos in das Netzwerk integriert werden, ohne dass zusätzliche Verkabelungen erforderlich sind . Dies ermöglicht eine einfache Skalierbarkeit und Flexibilität bei der Erweiterung des Netzwerks . Gleichzeitig kann der Austausch von Daten, das Teilen von Ressourcen und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Geräten erleichtert werden .

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Konstellation des elektrischen Inselnetzes kontinuierlich überwacht und mittels eines auf allen elektrischen Einheiten installierten identischen Regelalgorithmus ' können Energieerzeugung und Energieverbrauch ins Gleichgewicht gebracht bzw . Unterschiede ausgeglichen werden .

Beim Einsatz von Dieselmotoren, Wellengeneratoren, Dampfturbinen, Batterien, Supercaps , Brennstof f zellen etc . wird es immer schwieriger, das Inselnetz über eine Logik von außen zu steuern . Insbesondere bei einer vergleichsweise großen Anzahl der Energieerzeuger ist die Mischung aus Ef fi zienz , Dynamik und Sicherheits funktionen zentral nicht mehr sinnvoll zu steuern .

Beispielsweise kann aufgrund der flexiblen Priorisierung gemäß der Erfindung einem E-Diesel , also einem ausschließlich für die Erzeugung elektrischer Energie vorgesehenen Dieselgenerator, eine Priorität zugeschrieben werden . Diese kann durch seinen Zustand bzw . Betriebsstatus oder durch Berechnung der Netzkonstellation verändert werden, so dass er entweder auf j eden Fall im Netz bleibt , seine Mindestlast auf j eden Fall behält oder seine erzeugte Leistung aus dem Netz abmeldet und dann sich vom Netz trennt .

Beispielsweise kann auch während des Betriebes , sobald ein Schi f f Fahrt aufnimmt und die abgegebene Leistung des Hauptdiesels steigt , der zugehörige Wellengenerator mehr Leistung aufnehmen . Die Dampfturbine kann ergänzend gestartet werden . Bei einer festen Vergabe der Priorität hätte die Dampfturbine oberste Priorität , gefolgt vom Wellengenerator und vom Dieselgenerator . Für einen statischen Betrieb wäre das durchaus sinnvoll . Kommt das Schi f f aber in flaches Gewässer und der Bedarf an Drehmoment steigt , so dass der Wellengenerator seine Leistung reduzieren muss , fällt die Priorität des Wellen- gerators hinter die Priorität des Dieselgenerators zurück, so dass Dampfturbine und Dieselgenerator übernehmen und der Wellengenerator soweit möglich nur noch den Rest liefert . Ändern sich die Anforderungen an die Energieversorger weiter, so dass der Wellengenerator nicht Energie , sondern ein zusätzliches Drehmoment auf die Welle liefern soll , verringert sich dessen Priorität weiter, da er j etzt nur im Notfall als Erzeuger zur Verfügung steht .

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert . Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich :

Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines elektrischen Energieverteilungsnetzes mit mehreren Stromquellen und Verbrauchern für einen ersten Betrieb,

Figur 2 eine vereinfachte Darstellung eines elektrischen Energieverteilungsnetzes mit mehreren Stromquellen und Verbrauchern für einen zweiten Betrieb und

Figur 3 eine vereinfachte Darstellung für die Zusammenfassung elektrischer Einheiten zu Gruppen .

Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Darstellung eines elektrischen Inselnetzes 1 nach der Erfindung, umfassend einen Bus 2 und mehrere verschiedene elektrische Einheiten 3 , die mit dem Bus 2 über elektrische Leitungen 7 und Schalter 9 koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten 3 Energiequellen 4 , Energieverbraucher 5 oder auch Kupplungen 6 sein können, wobei der Bus 2 mittels der Kupplungen 6 in Abschnitte 8 auftrennbar bzw . wieder verbindbar ist . Im Aus führungsbeispiel der Figur 1 umfasst das Inselnetz 1 als Energiequellen 4 einen Dieselgenerator 10 , eine Dampfturbine 11 , ein Wellengenerator 12 und eine Batterie 13 , wobei die Batterie 13 , j e nachdem, ob entladen oder geladen wird, auch als Last im Inselnetz 1 wirken kann . Ebenso kann der Wellengenerator 12 als Motor eingesetzt werden und würde dann als Last im Inselnetz 1 wirken . Das elektrische Inselnetz 1 umfasst weiter ein Energiemanagementsystem und die elektrischen Einheiten 3 weisen j eweils denselben Regelalgorithmus auf . Gemäß der Erfindung ist eine Priorisierung der Auslastung der Energiequellen 4 dynamisch anpassbar .

Anhand der Figuren 1 und 2 wird gezeigt , wie durch Auswahlen eines Fahrprofils eine Priorisierung der elektrischen Einheiten 3 , genauer der Energiequellen 4 , erfolgt .

Figur 1 kann als Beispiel für einen sogenannten Seebetrieb eines Marineschi f fes herangezogen werden : In dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die Energie aus der Dampfturbine 11 kostenfrei verfügbar, da diese Energie aus vor Ort entstehendem und nicht weiter genutztem Abgas gewonnen wird . Daher soll diese verfügbare Leistung im Inselnetz 1 aufgebraucht werden und die Dampfturbine 11 erhält daher die Priorität 1 . Die elektrische Energie aus dem Wellengenerator 12 ist die nächstgünstige Energie , da sie nur ein Bruchteil der Energie der in der Figur 1 nicht gezeigten Hauptmaschine bedeutet und zeitgleich zu einer Erhöhung der verfügbaren Leistung aus der Dampfturbine 11 führt . Die Priorität des Wellengenerators 12 ist daher in Figur 1 mit „2" angegeben . Die Batterie 13 liefert dann den Rest der im Inselnetz 1 benötigten Leistung, bzw . federt die Stöße im Inselnetz 1 ab . Der Dieselgenerator 10 soll im Aus führungsbeispiel der Figur 1 möglichst ausgeschaltet bleiben .

Anders ist es im Manöverbetrieb . Das Aus führungsbeispiel der Figur 2 zeigt die entsprechende Priorisierung der Energiequellen 4 . Im Manöverbetrieb sind zuverlässige und stabile Energiequellen 4 erforderlich und weil Dampfturbine 9 und Wellengenerator 10 in ihrer Leistung stark eingeschränkt sind, werden sie als unwichtig deklariert , so dass der Dieselgenerator 10 und die Batterie 13 die Versorgung im Inselnetz 1 übernehmen . Figur 3 zeigt anhand zweier Konfigurationen a ) und b ) mögliche Zusammenfassungen von einzelnen elektrischen Einheiten 3 zu Gruppen 14 . In Konfiguration a ) bleiben alle elektrischen Einheiten 3 als kleinste mögliche Einheiten bestehen, wohingegen in Konfiguration b ) elektrische Einheiten 3 zu Gruppen 14 zusammengefasst sind . Dabei muss die Zusammenfassung zu Gruppen 14 nicht zwingend paarweise , wie in Figur 2 angedeutet , erfolgen . Auch andere Kombinationen sind möglich .

Die Figuren 1 bis 3 sind lediglich beispielhafte Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen der Veranschaulichung und Beschreibung . Ein Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modi fikationen und Variationen möglich sind, ohne den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert , zu verlassen . Beispielsweise muss ein derartiges Inselnetz 1 nicht immer ohne direkten elektrischen Anschluss zu anderen Stromnetzen sein . So wäre also auch die Möglichkeit eines Landanschlusses gegeben .

Claims

Patentansprüche

1. Ein elektrisches Inselnetz (1) , umfassend einen Bus (2) und mehrere elektrische Einheiten (3) , die mit dem Bus (2) koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten (3) Energiequellen (4) , Energieverbraucher (5) oder auch Kupplungen (6) sein können, das elektrische Inselnetz (1) weiter umfassend elektrische Leitungen (7) zur elektrischen Verbindung von Energiequellen (4) und Energieverbrauchern (5) , Kommunikationsschnittstellen für einen Datentransfer zwischen den elektrischen Einheiten (3) und ein Energiemanagementsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Einheiten (3) jeweils denselben dem Energiemanagementsystem zugehörenden Regelalgorithmus aufweisen und dass eine Priorisierung der Auslastung der Energiequellen (3) dynamisch anpassbar ist.

2. Das elektrische Inselnetz (1) nach Anspruch 1, wobei der Bus (2) mittels der Kupplungen (6) in Abschnitte (8) auftrennbar bzw. wieder verbindbar ist und einzelne elektrische Einheiten (3) mittels Schalter (9) mit dem Bus (2) verbindbar bzw. von ihm trennbar sind.

3. Das elektrische Inselnetz (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Energiemanagementsystem auf Informationen zur minimalen Leistung, zur maximalen Leistung, zur minimalen Leistung im Dauerbetrieb und zur maximalen Leistung im Dauerbetrieb der elektrischen Einheiten (3) basiert .

4. Das elektrische Inselnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Einheit (3) ein Dieselgenerator (10) , eine Dampfturbine (11) , ein Wellenge- nerator/Motor (12) und/oder eine Batterie (13) ist.

5. Das elektrische Inselnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Energiemanagementsystem auf mindestens einem der folgenden Punkte basiert: Wetterdaten, geografische Daten, Betriebsbedingungen, Betriebsstunden, vorhergesagter Energiebedarf im Inselnetz (1) und von Benutzern eingegebene Präferenzen.

6. Das elektrische Inselnetz (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei elektrische Einheiten (3) zu einer Gruppe (14) zusammengefasst werden können und die Priorisierung anstatt für einzelne elektrische Einheiten (3) für die Gruppe (14) erfolgen kann.

7. Verfahren zur Regelung der Auslastung in einem elektrischen Inselnetz (1) , das Inselnetz (1) umfassend einen Bus (2) und mehrere elektrische Einheiten (3) , die mit dem Bus (2) koppelbar sind, wobei die elektrischen Einheiten (3) Energiequellen (4) , Energieverbraucher (4) oder auch Kupplungen (6) sein können, dadurch gekennzeichnet, dass in den elektrischen Einheiten (3) jeweils derselbe Regelalgorithmus ausgeführt und eine Priorisierung der elektrischen Einheiten (3) dynamisch angepasst wird .

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei elektrische Einheiten

(3) zu einer Gruppe (14) zusammengefasst werden und eine Priorisierung für die Gruppe (14) erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Bus (2) mittels der Kupplungen (6) in Abschnitte (7) aufgetrennt wird oder zumindest zwei Abschnitte (7) miteinander über die Kupplungen (6) verbunden werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei im Regelalgorithmus Informationen zur minimalen Leistung, zur maximalen Leistung, zur minimalen Leistung im Dauerbetrieb und zur maximalen Leistung im Dauerbetrieb der elektrischen Einheiten verarbeitet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei durch Auswahlen eines Fahrprofils eine Priorisierung vorgegeben wird .

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei mittels einer Prioritätenliste die Priorisierung definiert wird .

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Prioritätenliste aufgrund einer Betriebsstundenauswertung der elektrischen Einheiten (3) angepasst wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei das elektrische Inselnetz (1) betreffende Regularien berücksichtigt werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kommunikation zwischen den elektrischen Einheiten kabellos erfolgt.