WO2020200569A1 - Coordination module, intelligent electricity meter, local energy market, energy system and method for operating an energy system - Google Patents

Coordination module, intelligent electricity meter, local energy market, energy system and method for operating an energy system Download PDF

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WO2020200569A1
WO2020200569A1 PCT/EP2020/054058 EP2020054058W WO2020200569A1 WO 2020200569 A1 WO2020200569 A1 WO 2020200569A1 EP 2020054058 W EP2020054058 W EP 2020054058W WO 2020200569 A1 WO2020200569 A1 WO 2020200569A1
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WO
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energy
data
coordination module
energy system
market
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/054058
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German (de)
French (fr)
Inventor
Arvid Amthor
Michael Metzger
Stefan Niessen
Sebastian Schreck
Sebastian THIEM
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply

Definitions

  • Coordination module intelligent electricity meter, local energy market as well as energy system and method for operating an energy system
  • the invention relates to a coordination module according to the preamble of claim 1, an intelligent electricity meter according to the preamble of claim 7, an energy system according to the preamble of claim 8, a local energy market according to the preamble of claim 10 and a method according to the preamble of claim 11.
  • a large number of the energy systems include private households that can be producers, consumers and / or prosumers. These typically do not have an energy management system. This enables energy technology systems (assets), for example for controllable loads
  • the present invention is based on the object of enabling a coordination of several energy systems, in particular with regard to their provision of a power and / or amount of energy, and / or with regard to their consumption of a power and / or amount of energy, and / or with regard to their storage of an amount of energy .
  • the coordination module according to the invention for an energy system for coordinating a power and / or energy exchange between several energy systems has at least one communication unit for connection to a first data network for sending and / or receiving data with a local energy market, the coordination module
  • - Has means for generating at least one data set which includes data for providing a power and / or amount of energy and / or for consuming a power and / or amount of energy and / or for storing an amount of energy by the energy system, wherein the communication unit is used to The data record can be sent to the local energy market via the first data network; and the coordination module continues - has means for calculating an operating method for the energy system according to an optimization result of the local energy market that is dependent on the data set, wherein the optimization result that is dependent on the data set and calculated by the local energy market can be received via the first data network by means of the communication unit; in which
  • the optimization result is calculated jointly for the majority of the energy systems by means of an optimization unit of the local energy market through numerical optimization;
  • the coordination module is designed to control the operation of the energy system according to the calculated operating method.
  • controlling also includes regulating.
  • a power within a time range results in an amount of energy in this time range that is made available, generated, consumed and / or stored. In this sense, the terms power and energy are equivalent in the present invention.
  • the local energy market is local with respect to at least one centralized or superordinate energy market.
  • the local energy market can, however, be connected to the centralized or superordinate energy market for the exchange of data and / or power and / or energy quantities.
  • the data networks mentioned in the invention can form a common data network and / or be encompassed by a higher-level data network.
  • the data networks can be cable-bound. Alternatively or in addition, they are wireless networks, for example radio networks.
  • the coordination module and / or means of the coordination module and / or functions of the coordination module can be computer-supported and / or cloud-based.
  • the coordination module according to the invention enables the energy system or several energy systems to be integrated into the local energy market. In other words, the energy system can participate in the local energy market.
  • the coordination module creates a data set for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy.
  • the communication unit of the coordination module By means of the communication unit of the coordination module, the created or generated data set can be sent to the local energy market via the first data network.
  • the local energy market calculates an optimization result based on the transmitted data by means of a numerical optimization and communicates this to the energy system or to each of the energy systems.
  • the communication unit is designed to receive the optimization result, which is dependent on the data set and calculated by the local energy market, via the first data network, to calculate a corresponding operating schedule and to control the operation of the energy system according to the calculated operating schedule.
  • the coordination module according to the invention enables coordination between several energy systems within the local energy market. For this purpose, no costly and complex energy management system local to the energy system is advantageously required.
  • the coordination module according to the invention is configured to process and process information relating to the provision / generation of a power and / or energy quantity, the consumption of a power and / or energy quantity, and / or the storage of an energy quantity from this to generate data sets with regard to the stated amounts of energy for the local energy market or a local energy market platform and to receive the result of the local energy market or the local energy market platform.
  • This advantageously enables optimal operational management, that is to say optimal operation of the energy system or the majority of the energy systems within the local energy market, with as little technical effort as possible.
  • a complex and expensive energy management system can advantageously be dispensed with.
  • the installation of an energy management system can be provided.
  • Another advantage of the coordination module according to the invention is that flexibility within the local energy market can be used in an improved manner.
  • flexibility describes the temporal decoupling between the generation of energy and its consumption.
  • the overall system is advantageously operated more optimally overall.
  • the coordination module according to the invention has a modular structure with regard to known energy management systems.
  • the coordination module according to the invention mainly creates or generates the data records, receives the optimization result of the local energy market and calculates the operating method.
  • the energy system has further units, for example a local control unit, user-side parameterization of the energy exchange (user preferences), and a prognosis unit.
  • the coordination module can comprise the control unit for controlling the operation of the energy system.
  • the inventive intelligent electricity meter for an energy system is characterized in that it has a coordinate nation module according to the present invention and / or one of its configurations.
  • the intelligent electricity meter according to the invention and / or the coordination module according to the invention can be calibrated.
  • the energy system comprises a coordination module for coordinating a power and / or energy exchange between a plurality of energy systems and a control unit, the control unit being designed to control the operation of the energy system.
  • the coordination module comprises a communication unit for connection to a first data network for sending and / or receiving data with a local energy market, the coordination module
  • Has means for generating at least one data record which includes data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system, wherein the data record can be sent to the local energy market via the first data network by means of the communication unit; and the coordination module continues
  • the coordination module is designed by means of the control unit to control the operation of the energy system in accordance with the calculated operating method.
  • energy systems are connected to the local energy market according to the present invention and / or one of its configurations for the exchange of data and / or energy.
  • the energy systems can be coupled to one another for data exchange, for example via a further data network.
  • the method according to the invention for operating an energy system according to the present invention and / or one of its configurations comprises at least the following steps:
  • At least one data set that includes data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system;
  • Billing can preferably be in kind and / or against payment.
  • the communication unit is designed to be connected to a second data network for sending and / or receiving data with a control unit of the energy system, the control unit being designed based on the operating method for controlling the operation of the energy system.
  • the operating method that is to say the schedule for the operation of the energy system
  • the control unit executes the operating method calculated by the coordination module.
  • the energy system is operated according to the calculated operating method.
  • the concept of the operating procedure is to be interpreted broadly.
  • Each data record that is designed to control and / or regulate the operation of the energy system by means of the control unit can be referred to as an operating method.
  • the operating method can thus be encoded by means of a protocol.
  • the coordination module is designed to calculate or generate this data / information and to transmit it to the control unit of the energy system via the second data network. This also means that the nation module designed to control the operation of the energy system.
  • the communication unit is designed to be connected to a third data network for sending and / or receiving data with a simulation unit of the energy system, the simulation unit being designed to simulate the operation of the energy system.
  • the coordination module can use the communication unit to receive a simulation of the operation of the energy system, in particular a forecast or prediction for the operation of the energy system, from the simulation unit via the third data network.
  • the prediction can advantageously be taken into account when the data record or its data is created by the coordination module.
  • load forecasts for example with regard to a required electrical power and / or amount of energy, and / or a required thermal power and / or energy amount (heat and / or cold), which have been calculated by the simulation module, are transmitted to the coordination module.
  • an improved data set for the stated power and / or energy quantities can advantageously be created and transmitted to the local energy market.
  • the simulation module is advantageous for predicting or forecasting renewable power and / or energy quantities for an energy requirement of the energy system (loads) and / or for forecasting the weather and / or for taking the weather into account.
  • the means of the coordination module for generating the data record is designed such that the data record or its data can be generated as a function of a simulation received via the third data network. This advantageously improves the generation of the data set with regard to the operation of the energy system. This also improves the energetic efficiency of the energy system.
  • the communication unit of the coordination module is designed to be connected to a fourth data network for sending and / or receiving data with a user terminal.
  • the user terminal can be a computing device, in particular a computer and / or a mobile device, for example a smartphone or a tablet.
  • the coordination module comprises a control unit, it being possible to determine by means of the control unit whether the energy system was operated according to the operating method.
  • the control unit is advantageously designed to determine whether the operation of the energy system was carried out in accordance with the operating method transmitted to the control unit. This ensures that the calculated operating procedure, which is based on the optimization result and thus on an optimization / coordination of the local energy is based on the market. In other words, it is ensured that the schedule, i.e. the operating procedure, is implemented for the energy system.
  • the optimization result includes information about when a heat pump of the energy system and / or an electric car and / or a storage device should be charged or discharged.
  • the coordination module converts this information into the operating method or into a schedule for operating the energy system and for example forwards the data for the setpoint values required for this to the control unit.
  • the control unit then executes the operating method or the schedule according to the transmitted data / setpoint values and controls or regulates the components of the energy system, in particular the energy-related components of the energy system, according to the transmitted data.
  • an energy system according to the present invention and / or one of its configurations comprises a coordination module with a control unit, it being possible to determine by means of the control unit whether the energy system was operated according to the operating method.
  • the method according to the present invention and / or one of its configurations includes the further step:
  • FIGURE shows, schematically, an energy system or a local energy market in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the figure shows an energy system 1 or a local energy market 4 according to an embodiment of the present invention.
  • the local energy market 4 can comprise the energy system 1 or a plurality of energy systems that are not shown.
  • the majority of the energy systems form a local energy market in the sense that they can exchange energy, for example electrical and / or thermal energy, with one another by means of the local energy market.
  • the local energy market 4 can have a local energy market platform for this purpose.
  • the energy system 1 can furthermore comprise a plurality of components, in particular of energy-technical systems, in particular for providing and / or generating a power and / or amount of energy, for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy.
  • the storage of an amount of energy that is to say the loading or unloading of an energy store, can also be referred to as the flexibility of the energy system 1.
  • the energy is in particular electrical energy (current) and / or thermal energy, for example heat and / or cold.
  • the energy system 1 also has a coordination module 2.
  • the coordination module 2 comprises a communication unit 42.
  • the communication unit 42 is designed for this purpose by means of several data networks 421, ..., 424 data or information or data containers with further components of the energy system 1 and / or with the local energy market 4 and / or further energy systems (not shown) to exchange.
  • the communication unit 42 or the coordination module 2 can have an associated data interface and / or a common data interface and / or a common data interface for some of the data networks 421, ..., 424 for each of the data networks 421, ..., 424.
  • a first data network 421 of the data networks 421,..., 424 is designed to send and / or receive data with the local energy market 4.
  • the communication unit 42 can exchange data or information, for example based on data containers, with the local energy market 4 by means of the first data network.
  • a second data network 422 of the data networks 421,..., 424 is designed to send and / or receive data with a control unit 3 local to the energy system 1.
  • the control unit 3 can also be a regulating unit.
  • the control unit 3 is designed to control or regulate the components 7 of the energy system 1, for example a photovoltaic system, a battery and / or some other component and / or load and / or energy system.
  • a third data network 423 of the data networks 421,..., 424 is provided for sending and / or receiving data or information with a simulation module 8.
  • the simulation module 8 can transmit forecasts or predictions via the third data network 423 to the communication module 42 of the coordination module 2.
  • a fourth data network 424 of the data networks 421, ..., 424 is designed to send and / or receive data or information with a user terminal, for example a smartphone, in particular via a smartphone app. Furthermore, data for a user of the energy system can be visualized via the user terminal. In particular, preferences of an operator and / or a user of the energy system 1 are transmitted to the coordination module 2 via a user interface of the user terminal.
  • the local energy market 4 has an optimization unit 41.
  • the optimization unit 41 in particular with regard to a plurality of energy systems, a common optimization result with regard to the common borrowed power and / or energy exchange calculated.
  • the calculation is carried out by means of a mathematical / numerical optimization.
  • the optimization result is intended to coordinate the exchange of energy between the majority of the energy systems.
  • the energy system 1 shown has the first data interface with the first data network 421, by means of which the optimization result calculated by the optimization unit 41 can be transmitted to the coordination module 2.
  • the coordination module 2 has the communication unit 42.
  • the coordination module 2 calculates an operating method, for example setpoint values for the components 7, and forwards this to the control unit 3 via the second data interface or the second data network 422, again using the communication module 42.
  • the control unit 3 then controls or regulates the components 7 of the energy system 1 based on the transmitted data / setpoint values. This technically enables the energy system 1 to be integrated into the local energy market 4.
  • the coordination module 2 by means of its communication unit 42, first enables technical coordination or coordination between several energy systems and the components of the energy system 1, in particular between the control unit 3, the simulation unit 8, the user terminal 10 and a local energy market 4, as well as participation of the energy system 1 on the local energy market 4.
  • the units mentioned can exchange data, data sets, data containers or information via the data networks 421, ..., 424 on the basis of the communication unit 42 of the coordination module 2.
  • the coordination module 2 is therefore a central component with regard to the energy system 1 for its coordination, participation and / or control within the local energy market 4, in particular with regard to several energy systems connected or participating in the local energy market 4.
  • the local energy market 4 can also be coupled to an electricity wholesaler 12 for the exchange of energy and / or data. This makes it possible to avoid a shortfall and / or surplus of energy, in particular electrical energy, within the local energy market 4.
  • the control unit 3 is also designed to transmit measured values, in particular a current state of charge of an energy store, in particular a battery, to the coordination module 2 via the communication unit 42. Based on the transmitted measured values, the coordination module 2 creates the data record and transmits it to the local energy market 4.
  • the coordination module 2 is designed to transmit different types of data records or data to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data network 421.
  • a non-exhaustive and non-restrictive exemplary selection of different data records or data is described below.
  • the data records are each generated or calculated by the coordination module 2.
  • a first data record with technical data (English: Buy Order) is based on a load forecast for
  • the first record made by the couple is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface or the first data network 421.
  • the maximum required at a point in time t denotes the maximum required at a point in time t
  • the load forecast was calculated by the simulation unit 8 and using of the third data network 423 is transmitted to the coordination module 2.
  • a second data set with technical data (English: Sell-Order) is based on a load forecast for
  • the generation forecast was calculated by the simulation unit 8 and transmitted to the coordination module 2 by means of the third data network 423.
  • the third data set was generated based on the prognosis of the simulation unit 8 and transmitted to the coordination module 2 by means of the third data network 423.
  • a day is advantageous here for the time interval T, that is to say for example from 00:00 to 24:00.
  • the flexibility provided by the heat pump can be used by the coordination module 2 for further energy systems, which in particular also have a corresponding coordination module 2.
  • the use by the optimization unit 41 of the local energy market 4 is as optimal as possible.
  • the coordination module 2 enables the flexibility to be quantified in relation to the generation of energy and the consumption of energy.
  • a fourth data set with technical data (English: Flex Buy Order) for an electric vehicle, in particular for a
  • Electric car based on a travel distance L trip, is a trip through and generated .
  • the fourth data set which is represented by the triple is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface 421.
  • a ma the maximum amount of electrical energy required or to be consumed
  • SF a safety factor that can be determined based on historical journeys and / or data, and the maximum price at which a loading
  • the fourth data set can be supplemented with further dependencies / data, for example on an ambient temperature.
  • the temperature has an effect on the air conditioning of an electric vehicle while driving and thus also on the power consumption.
  • the route L trip can be entered by the user of the electric vehicle and / or provided from a calendar, for example Microsoft Outlook or Apple Calendar, and / or a navigation system.
  • a fifth data record with technical data relating to energy storage (English: Storage Order), for example using a battery, is represented by the 5-tuple marked, where
  • the effective cycle efficiency (English: Round-Trip-Efficiency), and the remuneration for the storage of the energy or for the use of the battery.
  • This remuneration is paid when the storage device is discharged, for example by another energy system, and has, for example, the unit of money per kilowatt hour.
  • the energy system 1 supplies electrical energy or electricity to other energy systems within the local energy market 4.
  • the stated parameters / data of the data sets can be entered and made available by the user terminal by an operator and / or user of the energy system 1.
  • further data records can be generated and / or the data records mentioned can be supplemented by further technical parameters of the energy system 1.
  • the data records generated by the coordination module 2 from the local energy market 4 are mutually but also brought into line with the data sets of other energy systems or other coordination modules as far as possible. This takes place by means of the optimization unit 41 of the local energy market 4, which carries out an optimization according to a target function. Possible excess amounts and / or insufficient amounts of energy, in particular electrical energy, within the local energy market 4 can be supplied by an energy supplier, traded by the superordinate electricity wholesaler 12 and / or marketed by a virtual power plant.

Abstract

The invention relates to a coordination module (2) for an energy system (1) for coordinating an exchange of power and/or energy between a plurality of energy systems (1), which coordination module comprises at least one communication unit (42) for connecting to a first data network (421) for transmitting and/or receiving data with a local energy market (4). The coordination module (2) has means for producing at least one data set, which comprises data for a provision of an amount of power and/or energy, and/or for a consumption of an amount of power and/or energy, and/or for a storing of an amount of energy by means of the energy system (1). By means of the communication unit (42), the data set can be transmitted to the local energy market (4) via the first data network (421). The coordination module (2) also has means for calculating an operating process for the energy system (1) in accordance with an optimization result of the local energy market (4), which optimization result is dependent on the data set. By means of the communication unit (42), the optimization result dependent on the data set and calculated by the local energy market (4) can be received via the first data network (421). The optimization result is calculated jointly for the plurality of energy systems (1) by means of an optimization unit (41) of the local energy market (4) by numerical optimization. The coordination module (2) is designed to control the operation of the energy system (1) in accordance with the calculated operating process. The invention further relates to an intelligent electricity meter, to a local energy market, to an energy system and to a method for operating an energy system.

Description

Beschreibung description
Koordinationsmodul, intelligenter Stromzähler, lokaler Energiemarkt sowie Energiesystem und Verfahren zum Betrieb eines Energiesystems Coordination module, intelligent electricity meter, local energy market as well as energy system and method for operating an energy system
Die Erfindung betrifft ein Koordinationsmodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, einen intelligenten Stromzähler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7, ein Energiesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8, einen lokalen Energiemarkt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 10 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 11. The invention relates to a coordination module according to the preamble of claim 1, an intelligent electricity meter according to the preamble of claim 7, an energy system according to the preamble of claim 8, a local energy market according to the preamble of claim 10 and a method according to the preamble of claim 11.
An einem Niederspannungsnetz, beispielsweise in einem Stadtviertel oder einer Gemeinde, sind mehrere Energiesysteme, beispielsweise kommerzielle Gebäude, Industriebetriebe und/oder Privathaushalte, angeschlossen. Several energy systems, for example commercial buildings, industrial plants and / or private households, are connected to a low-voltage network, for example in a city district or a community.
Eine Vielzahl der Energiesysteme umfassen Privathaushalte, die Erzeuger, Verbraucher und/oder Prosumenten (englisch: Prosumer) sein können. Diese weisen typischerweise kein Energiemanagementsystem auf. Dadurch können energietechnische Anlagen (Assets) , beispielsweise für steuerbare Lasten A large number of the energy systems include private households that can be producers, consumers and / or prosumers. These typically do not have an energy management system. This enables energy technology systems (assets), for example for controllable loads
(elektrisch und/oder thermisch) , Blockheizkraftwerke, Wärmepumpen, Elektroautos und/oder dergleichen nicht im Verbund möglichst optimal betrieben werden. (electrical and / or thermal), block-type thermal power stations, heat pumps, electric cars and / or the like are not operated as optimally as possible in a network.
Es stellt sich somit die Frage, wie die Energiesysteme im Verbund miteinander optimal betrieben werden können, und in welcher möglichst optimalen Art und Weise eine Interaktion eines der Energiesysteme mit weiteren Energiesystemen, beispielsweise in seiner Umgebung, möglich ist. Mit anderen Worten sollte ein Energiesystem, welches die einzelnen Energiesysteme umfasst, möglichst optimal ausgelegt sein. Hierbei soll insbesondere auf lokale und komplexe Energiemanagementsysteme innerhalb der Energiesysteme verzichtet werden. Aus dem Stand der Technik sind der Anmelderin keine Lösungen des genannten Problems bekannt, welche nicht komplexe und aufwändige Energiemanagementsysteme innerhalb der einzelnen Energiesysteme umfassen, was, insbesondere im Hinblick auf die Vielzahl der Privathaushalte, ungünstig erscheint. Weiterhin ermöglichen bekannte Energiemanagementsysteme keine Koordination verschiedener Energiesysteme untereinander. The question therefore arises as to how the energy systems can be optimally operated in combination with one another, and in which optimally possible way an interaction of one of the energy systems with other energy systems, for example in its environment, is possible. In other words, an energy system that includes the individual energy systems should be designed as optimally as possible. In particular, local and complex energy management systems within the energy systems should be dispensed with. From the prior art, the applicant is not any solutions known problem, which do not include complex and expensive energy management systems within the individual energy systems, which, in particular with regard to the large number of private households, appears unfavorable. Furthermore, known energy management systems do not allow different energy systems to be coordinated with one another.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Koordination mehrerer Energiesysteme, insbesondere bezüglich ihrer Bereitstellung einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder bezüglich ihres Verbrauchs einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder bezüglich ihres Speicherns einer Energiemenge, zu ermöglichen. The present invention is based on the object of enabling a coordination of several energy systems, in particular with regard to their provision of a power and / or amount of energy, and / or with regard to their consumption of a power and / or amount of energy, and / or with regard to their storage of an amount of energy .
Die Aufgabe wird durch ein Koordinationsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1, durch einen intelligenten Stromzähler gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 7, durch ein Energiesystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 8, durch einen lokalen Energiemarkt gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 10 sowie durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. The object is achieved by a coordination module with the features of independent claim 1, by an intelligent electricity meter according to the features of independent claim 7, by an energy system according to the features of claim 8, by a local energy market according to the features of claim 10 and by a method solved according to the features of claim 11. Advantageous configurations and developments of the invention are specified in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Koordinationsmodul für ein Energiesystem zur Koordination eines Leistungs- und/oder Energieaustausches zwischen mehreren Energiesystemen weist wenigstens eine Kommunikationseinheit zur Verbindung mit einem ersten Datennetzwerk zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem lokalen Energiemarkt auf, wobei das Koordinationsmodul The coordination module according to the invention for an energy system for coordinating a power and / or energy exchange between several energy systems has at least one communication unit for connection to a first data network for sending and / or receiving data with a local energy market, the coordination module
- Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Datensatzes aufweist, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge und/oder für einen Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge und/oder für ein Speichern einer Energiemenge durch das Energiesystem umfasst, wobei mittels der Kommunikationseinheit der Datensatz über das erste Datennetzwerk an den lokalen Energiemarkt sendbar ist; und das Koordinationsmodul weiterhin - Mittel zum Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Energiesystem gemäß einem vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnis des lokalen Energiemarktes aufweist, wobei mittels der Kommunikationseinheit das vom Datensatz abhängige und durch den lokalen Energiemarkt berechnete Optimierungsergebnis über das erste Datennetzwerk empfangbar ist; wobei - Has means for generating at least one data set which includes data for providing a power and / or amount of energy and / or for consuming a power and / or amount of energy and / or for storing an amount of energy by the energy system, wherein the communication unit is used to The data record can be sent to the local energy market via the first data network; and the coordination module continues - has means for calculating an operating method for the energy system according to an optimization result of the local energy market that is dependent on the data set, wherein the optimization result that is dependent on the data set and calculated by the local energy market can be received via the first data network by means of the communication unit; in which
- das Optimierungsergebnis mittels einer Optimierungseinheit des lokalen Energiemarktes durch eine numerische Optimierung für die Mehrzahl der Energiesysteme gemeinschaftlich berech- net wird; und the optimization result is calculated jointly for the majority of the energy systems by means of an optimization unit of the local energy market through numerical optimization; and
- das Koordinationsmodul dazu ausgebildet ist, den Betrieb des Energiesystems gemäß dem berechneten Betriebsverfahren zu steuern. - The coordination module is designed to control the operation of the energy system according to the calculated operating method.
Ein Steuern umfasst vorliegend ebenfalls ein Regeln. In the present case, controlling also includes regulating.
Durch eine Leistung innerhalb eines Zeitbereiches ergibt sich eine Energiemenge in diesem Zeitbereich, die bereitgestellt wird, erzeugt wird, verbraucht wird und/oder gespeichert wird. In diesem Sinne sind die Begriffe Leistung und Energie in der vorliegenden Erfindung äquivalent. A power within a time range results in an amount of energy in this time range that is made available, generated, consumed and / or stored. In this sense, the terms power and energy are equivalent in the present invention.
Der lokale Energiemarkt ist bezüglich wenigstens eines zentralisierten beziehungsweise übergeordneten Energiemarktes lokal . Der lokale Energiemarkt kann jedoch zum Austausch von Daten und/oder Leistung- und/oder Energiemengen mit dem zentralisierten beziehungsweise übergeordneten Energiemarkt verbunden sein. Grundsätzlich können die in der Erfindung genannten Datennetzwerke ein gemeinsames Datennetzwerk ausbilden und/oder durch ein übergeordnetes Datennetzwerk umfasst sein. Die Datennetzwerke können kabe1gebunden sein. Alternativ oder ergänzend handelt es sich um kabellose Netzwerke, beispielswei- se Funknetzwerke. Das Koordinationsmodul und/oder Mittel des Koordinationsmoduls und/oder Funktionen des Koordinationsmoduls können computergestützt und/oder cloudbasiert sein. Das erfindungsgemäße Koordinationsmodul ermöglicht eine Einbindung des Energiesystems beziehungsweise mehrerer Energiesysteme in den lokalen Energiemarkt. Mit anderen Worten kann das Energiesystem am lokalen Energiemarkt partizipieren. The local energy market is local with respect to at least one centralized or superordinate energy market. The local energy market can, however, be connected to the centralized or superordinate energy market for the exchange of data and / or power and / or energy quantities. In principle, the data networks mentioned in the invention can form a common data network and / or be encompassed by a higher-level data network. The data networks can be cable-bound. Alternatively or in addition, they are wireless networks, for example radio networks. The coordination module and / or means of the coordination module and / or functions of the coordination module can be computer-supported and / or cloud-based. The coordination module according to the invention enables the energy system or several energy systems to be integrated into the local energy market. In other words, the energy system can participate in the local energy market.
Hierbei erstellt das erfindungsgemäße Koordinationsmodul ei- nen Datensatz für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für einen Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder für ein Speichern einer Energiemenge. Mittels der Kommunikationseinheit des Koordinationsmoduls ist der erstellte beziehungsweise erzeugte Daten- satz über das erste Datennetzwerk an den lokalen Energiemarkt sendbar. Typischerweise werden von einer Vielzahl von Energiesystemen mehrere solche Datensätze an den lokalen Energiemarkt übermittelt. Der lokale Energiemarkt berechnet basierend auf den übermittelten Datens ein Optimierungsergebnis mittels einer numerischen Optimierung, und teilt dieses dem Energiesystem beziehungsweise jedem der Energiesysteme mit. Hierzu ist die Kommunikationseinheit dazu ausgebildet das vom Datensatz abhängige und durch den lokalen Energiemarkt berechnete Optimierungsergebnis über das erste Datennetzwerk zu empfangen, einen entsprechenden Betriebsfahrplan zu Berechnen und den Betrieb des Energiesystems gemäß dem berechneten Betriebsfahrplan zu steuern. Here, the coordination module according to the invention creates a data set for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy. By means of the communication unit of the coordination module, the created or generated data set can be sent to the local energy market via the first data network. Typically, several such data sets are transmitted to the local energy market from a large number of energy systems. The local energy market calculates an optimization result based on the transmitted data by means of a numerical optimization and communicates this to the energy system or to each of the energy systems. For this purpose, the communication unit is designed to receive the optimization result, which is dependent on the data set and calculated by the local energy market, via the first data network, to calculate a corresponding operating schedule and to control the operation of the energy system according to the calculated operating schedule.
Mit anderen Worten ermöglicht das erfindungsgemäße Koordinationsmodul eine Koordination zwischen mehreren Energiesystemen innerhalb des lokalen Energiemarktes. Hierzu ist vorteilhafterweise kein aufwändiges und komplexes bezüglich des Energiesystems lokales Energiemanagementsystem erforderlich. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Koordinationsmodul dazu ausgestaltet, Informationen bezüglich der Bereitstellung/Erzeugung einer Leistungs- und/oder Energiemenge, des Verbrauchs einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder des Speicherns einer Energiemenge zu verarbeiten und hieraus Datensätze bezüglich der genannten Energiemengen für den lokalen Energiemarkt beziehungsweise eine lokale Energiemarktplattform zu erzeugen und das Ergebnis des lokalen Energiemarktes beziehungsweise der lokalen Energiemarktplattform zu empfangen. Dadurch wird vorteilhafterweise mit möglichst geringem technischem Aufwand eine optimale Betriebsführung, das heißt ein optimaler Betrieb des Energiesystems beziehungsweise der Mehrzahl der Energiesysteme innerhalb des lokalen Energiemarktes ermöglicht. Auf ein komplexes und aufwendiges Energiemanagementsystem kann vorteilhafterweise verzichtet werden. Ergänzend kann die Installation eines Energiemanagementsystems vorgesehen sein. In other words, the coordination module according to the invention enables coordination between several energy systems within the local energy market. For this purpose, no costly and complex energy management system local to the energy system is advantageously required. In other words, the coordination module according to the invention is configured to process and process information relating to the provision / generation of a power and / or energy quantity, the consumption of a power and / or energy quantity, and / or the storage of an energy quantity from this to generate data sets with regard to the stated amounts of energy for the local energy market or a local energy market platform and to receive the result of the local energy market or the local energy market platform. This advantageously enables optimal operational management, that is to say optimal operation of the energy system or the majority of the energy systems within the local energy market, with as little technical effort as possible. A complex and expensive energy management system can advantageously be dispensed with. In addition, the installation of an energy management system can be provided.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Koordinationsmoduls ist, dass eine Flexibilität innerhalb des lokalen Energiemarktes verbessert genutzt werden kann. Hierbei bezeichnet der Begriff der Flexibilität die zeitliche Entkopplung zwischen der Erzeugung von Energie und ihrem Verbrauch. Durch die verbesserte Nutzung der Flexibilität wird vorteilhafterweise das Gesamtsystem insgesamt optimaler betrieben. Another advantage of the coordination module according to the invention is that flexibility within the local energy market can be used in an improved manner. Here, the term flexibility describes the temporal decoupling between the generation of energy and its consumption. As a result of the improved use of flexibility, the overall system is advantageously operated more optimally overall.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Koordinationsmoduls ist, dass dieses bezüglich bekannter Energiemanagementsysteme einen modularen Aufbau aufweist. So wird durch das erfindungsgemäße Koordinationsmodul hauptsächlich die Erstellung beziehungsweise Erzeugung der Datensätze, das Empfangen des Optimierungsergebnisses des lokalen Energiemarktes sowie das Berechnen des Betriebsverfahrens durchgeführt. Insbesondere weist das Energiesystem zusätzlich zum Koordinationsmodul weitere Einheiten, beispielsweise eine lokale Steuereinheit, nutzerseitige Parametrisierung des Energieaustausches (Nutzerpräferenzen), sowie eine Prognoseeinheit, auf. Das Koordinationsmodul kann die Steuereinheit zur Steuerung des Betriebes des Energiesystems umfassen. Another advantage of the coordination module according to the invention is that it has a modular structure with regard to known energy management systems. The coordination module according to the invention mainly creates or generates the data records, receives the optimization result of the local energy market and calculates the operating method. In particular, in addition to the coordination module, the energy system has further units, for example a local control unit, user-side parameterization of the energy exchange (user preferences), and a prognosis unit. The coordination module can comprise the control unit for controlling the operation of the energy system.
Der erfindungsgemäße intelligente Stromzähler für ein Energiesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Koordi- nationsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen umfasst . The inventive intelligent electricity meter for an energy system is characterized in that it has a coordinate nation module according to the present invention and / or one of its configurations.
Der erfindungsgemäße intelligente Stromzähler und/oder das erfindungsgemäße Koordinationsmodul können geeicht sein. The intelligent electricity meter according to the invention and / or the coordination module according to the invention can be calibrated.
Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Koordinationsmodul gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen intelligenten Stromzählers. Similar and equivalent advantages of the intelligent electricity meter according to the invention result from the coordination module according to the invention.
Das erfindungsgemäße Energiesystem umfasst ein Koordinationsmodul zur Koordination eines Leistungs- und/oder Energieaustausches zwischen mehreren Energiesystemen und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit zur Steuerung des Betriebes des Energiesystems ausgebildet ist. Das erfindungsgemäßeThe energy system according to the invention comprises a coordination module for coordinating a power and / or energy exchange between a plurality of energy systems and a control unit, the control unit being designed to control the operation of the energy system. The inventive
Energiesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinationsmodul eine Kommunikationseinheit zur Verbindung mit einem ersten Datennetzwerk zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem lokalen Energiemarkt umfasst, wobei das Koor- dinationsmodul Energy system is characterized in that the coordination module comprises a communication unit for connection to a first data network for sending and / or receiving data with a local energy market, the coordination module
- Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Datensatzes aufweist, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für einen Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder für ein Speichern einer Ener- giemenge durch das Energiesystem umfasst, wobei mittels der Kommunikationseinheit der Datensatz über das erste Datennetzwerk an den lokalen Energiemarkt sendbar ist; und das Koordinationsmodul weiterhin - Has means for generating at least one data record which includes data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system, wherein the data record can be sent to the local energy market via the first data network by means of the communication unit; and the coordination module continues
- Mittel zum Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Ener- giesystem, insbesondere für Komponenten und/oder energietechnische Anlagen des Energiesystems, gemäß einem vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnis des lokalen Energiemarktes aufweist, wobei mittels der Kommunikationseinheit das vom Datensatz abhängige und durch den lokalen Energiemarkt berech- nete Optimierungsergebnis über das erste Datennetzwerk empfangbar ist; wobei - Means for calculating an operating method for the energy system, in particular for components and / or energy systems of the energy system, according to an optimization result of the local energy market that is dependent on the data set, the communication unit being used to calculate the one that is dependent on the data set and is calculated by the local energy market The optimization result can be received via the first data network; in which
- das Optimierungsergebnis mittels einer Optimierungseinheit des lokalen Energiemarktes durch eine numerische Optimierung für die Mehrzahl der Energiesysteme gemeinschaftlich berechnet wird; und - the optimization result by means of an optimization unit of the local energy market through numerical optimization is calculated collectively for the majority of energy systems; and
- das Koordinationsmodul mittels der Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den Betrieb des Energiesystems gemäß dem be- rechneten Betriebsverfahren zu steuern. the coordination module is designed by means of the control unit to control the operation of the energy system in accordance with the calculated operating method.
Insbesondere stehen mehrere Energiesysteme mit dem lokalen Energiemarkt gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen zum Austausch von Daten und/oder Energie in Verbindung. Weiterhin können die Energiesysteme untereinander zum Datenaustausch, beispielsweise über ein weiteres Datennetzwerk, gekoppelt sein. In particular, several energy systems are connected to the local energy market according to the present invention and / or one of its configurations for the exchange of data and / or energy. Furthermore, the energy systems can be coupled to one another for data exchange, for example via a further data network.
Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Koordinationsmodul gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Energiesystems . There are similar and equivalent advantages of the energy system according to the invention to the coordination module according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Energiesystems gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen umfasst wenigstens die folgenden Schritte:The method according to the invention for operating an energy system according to the present invention and / or one of its configurations comprises at least the following steps:
- Erzeugen wenigstens eines Datensatzes, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für einen Verbrauch einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für ein Speichern einer Energiemenge durch das Energiesystem umfasst; - Generating at least one data set that includes data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system;
- Senden des Datensatzes über das erste Datennetzwerk an den lokalen Energiemarkt; - Sending the data set to the local energy market via the first data network;
- Empfangen eines durch den lokalen Energiemarkt berechneten und vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnisses über das erste Datennetzwerk; - Receiving via the first data network an optimization result calculated by the local energy market and dependent on the data set;
- Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Energiesystem gemäß dem Optimierungsergebnis; und - Calculating an operating method for the energy system according to the optimization result; and
- Betreiben des Energiesystems gemäß dem berechneten Betriebsverfahren. - Operation of the energy system according to the calculated operating procedure.
Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren den weiteren The method advantageously includes the further
Schritt : - Abrechnen der bereitgestellten Leistung- und/oder Energiemenge, und/oder der verbrauchten Leistung- und/oder Energiemenge und/oder der gespeicherten Energiemenge mit weiteren Energiesystemen und/oder einem übergeordneten Energiesystem und/oder einem Betreiber eines Stromnetzes, an welches das Energiesystem angeschlossen ist. Step: - Billing of the provided power and / or amount of energy, and / or the consumed power and / or amount of energy and / or the stored amount of energy with other energy systems and / or a higher-level energy system and / or an operator of a power grid to which the energy system is connected is.
Das Abrechnen kann bevorzugt dinglich und/oder entgeltlich erfolgen. Billing can preferably be in kind and / or against payment.
Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Energiesystem gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens . Similar and equivalent advantages of the method according to the invention result from the energy system according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kommunikationseinheit zur Verbindung mit einem zweiten Datennetzwerk zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einer Steuereinheit des Energiesystems ausgebildet, wobei die Steuereinheit basierend auf dem Betriebsverfahren zur Steuerung des Betriebes des Energiesystems ausgebildet ist. According to an advantageous embodiment of the invention, the communication unit is designed to be connected to a second data network for sending and / or receiving data with a control unit of the energy system, the control unit being designed based on the operating method for controlling the operation of the energy system.
Mit anderen Worten ist mittels des zweiten Datennetzwerkes das Betriebsverfahren, das heißt der Fahrplan für den Betrieb des Energiesystems, an die Steuereinheit des Energiesystems übertragbar. Die Steuereinheit führt anschließend das durch das Koordinationsmodul berechnete Betriebsverfahren aus . Mit anderen Worten wird das Energiesystems gemäß dem berechneten Betriebsverfahren betrieben. Hierbei ist der Begriff des Betriebsverfahrens breit auszulegen. Jeder Datensatz, der zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebes des Energiesystems mittels der Steuereinheit ausgebildet ist, kann als Betriebsverfahren bezeichnet werden. Das Betriebsverfahren kann somit mittels eines Protokolls codiert vorliegen. Entscheidend ist lediglich, dass das Koordinationsmodul dazu ausgebildet ist, diese Daten/Informationen zu berechnen oder zu erzeugen und über das zweite Datennetzwerk an die Steuereinheit des Energiesystems zu übermitteln. Dadurch ist ebenfalls das Koordi- nationsmodul zum Steuern des Betriebes des Energiesystems ausgebildet . In other words, the operating method, that is to say the schedule for the operation of the energy system, can be transmitted to the control unit of the energy system by means of the second data network. The control unit then executes the operating method calculated by the coordination module. In other words, the energy system is operated according to the calculated operating method. The concept of the operating procedure is to be interpreted broadly. Each data record that is designed to control and / or regulate the operation of the energy system by means of the control unit can be referred to as an operating method. The operating method can thus be encoded by means of a protocol. It is only decisive that the coordination module is designed to calculate or generate this data / information and to transmit it to the control unit of the energy system via the second data network. This also means that the nation module designed to control the operation of the energy system.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kommunikationseinheit zur Verbindung mit einem dritten Datennetzwerk zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einer Simulationseinheit des Energiesystems ausgebildet ist, wobei die Simulationseinheit zur Simulation des Betriebes des Energiesystems ausgebildet ist. In an advantageous development of the invention, the communication unit is designed to be connected to a third data network for sending and / or receiving data with a simulation unit of the energy system, the simulation unit being designed to simulate the operation of the energy system.
Mit anderen Worten kann das Koordinationsmodul mittels der Kommunikationseinheit eine Simulation des Betriebes des Energiesystems, insbesondere eine Prognose beziehungsweise Vorhersage für den Betrieb des Energiesystems, über das dritte Datennetzwerk von der Simulationseinheit empfangen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Vorhersage (Simulation) bei der Erstellung des Datensatzes beziehungsweise seiner Daten durch das Koordinationsmodul berücksichtigt werden. Insbesondere werden Lastprognosen, beispielsweise bezüglich einer erforderlichen elektrischen Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder einer erforderlichen thermischen Leistungs- und/oder Energiemenge (Wärme und/oder Kälte) , die durch das Simulationsmodul berechnet worden sind, an das Koordinationsmodul übermittelt. Dadurch kann vorteilhafterweise ein verbesserter Datensatz für die genannten Leistungs- und/oder Energiemengen erstellt und an den lokalen Energiemarkt übermittelt werden. Insbesondere ist das Simulationsmodul zur Vorhersage beziehungsweise Prognose von erneuerbar erzeugten Leistungsund/oder Energiemengen für einen Energiebedarf des Energiesystems (Lasten) und/oder zur Vorhersage des Wetters und/oder zur Berücksichtigung des Wetters von Vorteil. In other words, the coordination module can use the communication unit to receive a simulation of the operation of the energy system, in particular a forecast or prediction for the operation of the energy system, from the simulation unit via the third data network. As a result, the prediction (simulation) can advantageously be taken into account when the data record or its data is created by the coordination module. In particular, load forecasts, for example with regard to a required electrical power and / or amount of energy, and / or a required thermal power and / or energy amount (heat and / or cold), which have been calculated by the simulation module, are transmitted to the coordination module. As a result, an improved data set for the stated power and / or energy quantities can advantageously be created and transmitted to the local energy market. In particular, the simulation module is advantageous for predicting or forecasting renewable power and / or energy quantities for an energy requirement of the energy system (loads) and / or for forecasting the weather and / or for taking the weather into account.
Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn das Mittel des Koordinationsmoduls zum Erzeugen des Datensatzes derart ausgebildet ist, dass der Datensatz beziehungsweise seine Daten in Abhängigkeit einer über das dritte Datennetzwerk empfangenen Simulation erzeugbar ist. Dadurch wird vorteilhafterweise die Erzeugung des Datensatzes bezüglich des Betriebes des Energiesystems verbessert. Somit wird ebenfalls die energetische Effizienz des Energiesystems verbessert . In other words, it is advantageous if the means of the coordination module for generating the data record is designed such that the data record or its data can be generated as a function of a simulation received via the third data network. This advantageously improves the generation of the data set with regard to the operation of the energy system. This also improves the energetic efficiency of the energy system.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kommunikationseinheit des Koordinationsmoduls zur Verbindung mit einen vierten Datennetzwerk zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem Nutzerendgerät ausgebildet. According to an advantageous embodiment of the invention, the communication unit of the coordination module is designed to be connected to a fourth data network for sending and / or receiving data with a user terminal.
Dadurch können vorteilhafterweise Präferenzen/Parameter eines Betreibers oder Nutzers des Energiesystems, beispielsweise zur Angabe von maximalen und/oder minimalen Preisen für eine Erzeugung einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder einen Verbrauch einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder einer Bereitstellung einer Flexibilität (Speicherung einer Energiemenge) an das Koordinationsmodul übertragen und durch dieses berücksichtigt werden. Weiterhin können, insbesondere durch einen Betreiber oder einen Nutzer, über die genannte Schnittstelle Anlagenparameter der Komponenten des Energiesystems übertragen werden. Dadurch können vorteilhafterweise optimierte Datensätze, insbesondere im Hinblick auf eine Quantifizierung der Flexibilität des Energiesystems, bereitgestellt werden. Das Nutzerendgerät kann eine Rechenvorrichtung, insbesondere ein Computer und/oder ein Mobilgerät, beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet, sein. This advantageously enables preferences / parameters of an operator or user of the energy system, for example to specify maximum and / or minimum prices for generating a power and / or amount of energy, and / or consuming a power and / or amount of energy, and / or a provision of a flexibility (storage of an amount of energy) transferred to the coordination module and taken into account by it. Furthermore, in particular by an operator or a user, system parameters of the components of the energy system can be transmitted via the interface mentioned. As a result, optimized data sets can advantageously be provided, in particular with regard to a quantification of the flexibility of the energy system. The user terminal can be a computing device, in particular a computer and / or a mobile device, for example a smartphone or a tablet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst das Koordinationsmodul eine Kontrolleinheit, wobei mittels der Kontrolleinheit feststellbar ist, ob das Energiesystem gemäß dem Betriebsverfahren betrieben wurde . In an advantageous development of the invention, the coordination module comprises a control unit, it being possible to determine by means of the control unit whether the energy system was operated according to the operating method.
Vorteilhafterweise ist die Kontrolleinheit dazu ausgebildet, festzustellen, ob der Betrieb des Energiesystems gemäß dem an die Steuereinheit übermittelten Betriebsverfahren betrieben wurde . Dadurch wird sichergestellt, dass das berechnete Betriebsverfahren, welches auf dem Optimierungsergebnis und somit auf eine Optimierung/Koordinierung des lokalen Energie- marktes beruht, eingehalten wird. Mit anderen Worten wird sichergestellt, dass der Fahrplan, das heißt das Betriebsverfahren, für das Energiesystem umgesetzt wird. Beispielsweise umfasst das Optimierungsergebnis Informationen darüber, wann eine Wärmepumpe des Energiesystems und/oder ein Elektroauto und/oder ein Speicher geladen oder entladen werden soll. Diese Informationen wandelt das Koordinationsmodul in das Betriebsverfahren beziehungsweise in einen Fahrplan zum Betrieb des Energiesystems um und gibt beispielsweise die Daten für hierzu erforderliche Sollwerte an die Steuereinheit weiter. Die Steuereinheit führt dann das Betriebsverfahren beziehungsweise den Fahrplan entsprechend der übermittelten Daten/Sollwerte aus und steuert oder regelt die Komponenten des Energiesystems, insbesondere die energietechnischen Komponen- ten des Energiesystems, gemäß den übermittelten Daten. The control unit is advantageously designed to determine whether the operation of the energy system was carried out in accordance with the operating method transmitted to the control unit. This ensures that the calculated operating procedure, which is based on the optimization result and thus on an optimization / coordination of the local energy is based on the market. In other words, it is ensured that the schedule, i.e. the operating procedure, is implemented for the energy system. For example, the optimization result includes information about when a heat pump of the energy system and / or an electric car and / or a storage device should be charged or discharged. The coordination module converts this information into the operating method or into a schedule for operating the energy system and for example forwards the data for the setpoint values required for this to the control unit. The control unit then executes the operating method or the schedule according to the transmitted data / setpoint values and controls or regulates the components of the energy system, in particular the energy-related components of the energy system, according to the transmitted data.
Weiterhin umfasst ein Energiesystem gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen ein Koordinationsmodul mit einer Kontrolleinheit, wobei mittels der Kon- trolleinheit feststellbar ist, ob das Energiesystem gemäß dem Betriebsverfahren betrieben wurde . Furthermore, an energy system according to the present invention and / or one of its configurations comprises a coordination module with a control unit, it being possible to determine by means of the control unit whether the energy system was operated according to the operating method.
Mit anderen Worten umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen den weite- ren Schritt: In other words, the method according to the present invention and / or one of its configurations includes the further step:
- mittels der Kontrolleinheit automatisiertes Überprüfen, ob das Energiesystem gemäß dem berechneten Betriebsverfahren betrieben wurde . Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt die einzige Figur schematisiert ein Energiesystem beziehungsweise einen lokalen Energiemarkt gemäß einer Ausgestaltung der vorliegen- den Erfindung. - Automated checking by means of the control unit whether the energy system was operated according to the calculated operating method. Further advantages, features and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and with reference to the drawing. The single FIGURE shows, schematically, an energy system or a local energy market in accordance with an embodiment of the present invention.
Gleichartige, gleichwertige oder gleichwirkende Elemente können in der Figur mit denselben BezugsZeichen versehen sein. Die Figur zeigt ein Energiesystem 1 beziehungsweise einen lokalen Energiemarkt 4 gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Der lokale Energiemarkt 4 kann das Energiesystem 1 oder eine Mehrzahl von Energiesystemen, die nicht dargestellt sind, umfassen. Die Mehrzahl der Energiesysteme bilden in dem Sinne einen lokalen Energiemarkt aus, dass diese mittels des lokalen Energiemarktes Energie, beispielsweise elektrische und/oder thermische Energie, untereinander aus- tauschen können. Der lokale Energiemarkt 4 kann hierzu eine lokale Energiemarktplattform aufweisen. Similar, equivalent or equivalent elements can be provided with the same reference symbols in the figure. The figure shows an energy system 1 or a local energy market 4 according to an embodiment of the present invention. The local energy market 4 can comprise the energy system 1 or a plurality of energy systems that are not shown. The majority of the energy systems form a local energy market in the sense that they can exchange energy, for example electrical and / or thermal energy, with one another by means of the local energy market. The local energy market 4 can have a local energy market platform for this purpose.
Das Energiesystem 1 kann weiterhin eine Mehrzahl von Komponenten, insbesondere von energietechnischen Anlagen, insbesondere zur Bereitstellung und/oder Erzeugung einer Leis- tungs- und/oder Energiemenge, zum Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder zur Speicherung einer Energiemenge, umfassen. Die Speicherung einer Energiemenge, das heißt das Beladen oder das Entladen eines Energiespeichers, kann ebenfalls als Flexibilität des Energiesystems 1 bezeichnet werden. Die Energie ist insbesondere eine elektrische Energie (Strom) und/oder eine thermische Energie, beispielsweise Wärme und/oder Kälte. The energy system 1 can furthermore comprise a plurality of components, in particular of energy-technical systems, in particular for providing and / or generating a power and / or amount of energy, for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy. The storage of an amount of energy, that is to say the loading or unloading of an energy store, can also be referred to as the flexibility of the energy system 1. The energy is in particular electrical energy (current) and / or thermal energy, for example heat and / or cold.
Das Energiesystem 1 weist weiterhin ein Koordinationsmodul 2 auf. Das Koordinationsmodul 2 umfasst eine Kommunikationseinheit 42. Die Kommunikationseinheit 42 ist dazu ausgestaltet mittels mehreren Datennetzwerken 421,..., 424 Daten beziehungsweise Informationen beziehungsweise Datencontainer mit weiteren Komponenten des Energiesystems 1 und/oder mit dem lokalen Energiemarkt 4 und/oder weiteren nicht dargestellten Energiesystemen auszutauschen. Hierzu kann die Kommunikationseinheit 42 beziehungsweise das Koordinationsmodul 2 für jedes der Datennetzwerke 421,..., 424 eine zugehörige Datenschnittstelle und/oder eine gemeinsame Datenschnittstelle und/oder für einen Teil der Datennetzwerke 421,..., 424 eine gemeinsame Datenschnittstelle aufweisen. Ein erstes Datennetzwerk 421 der Datennetzwerke 421,..., 424 ist zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit dem lokalen Energiemarkt 4 ausgebildet. Mit anderen Worten kann die Kommunikationseinheit 42 Daten beziehungsweise Informationen, beispielsweise basierend auf Datencontainern, mittels des ersten Datennetzwerkes mit dem lokalen Energiemarkt 4 austauschen. The energy system 1 also has a coordination module 2. The coordination module 2 comprises a communication unit 42. The communication unit 42 is designed for this purpose by means of several data networks 421, ..., 424 data or information or data containers with further components of the energy system 1 and / or with the local energy market 4 and / or further energy systems (not shown) to exchange. For this purpose, the communication unit 42 or the coordination module 2 can have an associated data interface and / or a common data interface and / or a common data interface for some of the data networks 421, ..., 424 for each of the data networks 421, ..., 424. A first data network 421 of the data networks 421,..., 424 is designed to send and / or receive data with the local energy market 4. In other words, the communication unit 42 can exchange data or information, for example based on data containers, with the local energy market 4 by means of the first data network.
Ein zweites Datennetzwerk 422 der Datennetzwerke 421,..., 424 ist zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einer bezüglich des Energiesystems 1 lokalen Steuereinheit 3 ausgebildet. Hierbei kann die Steuereinheit 3 ebenfalls eine Regeleinheit sein. Die Steuereinheit 3 ist zum Steuern beziehungsweise Regeln der Komponenten 7 des Energiesystems 1, beispielsweise einer Photovoltaikanlage, einer Batterie und/oder einer sonstigen Komponente und/oder Last und/oder energietechnischen Anlage, ausgebildet. A second data network 422 of the data networks 421,..., 424 is designed to send and / or receive data with a control unit 3 local to the energy system 1. The control unit 3 can also be a regulating unit. The control unit 3 is designed to control or regulate the components 7 of the energy system 1, for example a photovoltaic system, a battery and / or some other component and / or load and / or energy system.
Ein drittes Datennetzwerk 423 der Datennetzwerke 421,..., 424 ist zum Senden und/oder Empfangen von Daten beziehungsweise Informationen mit einem Simulationsmodul 8 vorgesehen. Hierbei kann das Simulationsmodul 8 Prognosen beziehungsweise Vorhersagen über das dritte Datennetzwerk 423 an das Kommunikationsmodul 42 des Koordinationsmoduls 2 übermitteln. A third data network 423 of the data networks 421,..., 424 is provided for sending and / or receiving data or information with a simulation module 8. Here, the simulation module 8 can transmit forecasts or predictions via the third data network 423 to the communication module 42 of the coordination module 2.
Ein viertes Datennetzwerk 424 der Datennetzwerke 421,..., 424 ist zum Senden und/oder Empfangen von Daten beziehungsweise Informationen mit einem Nutzerendgerät, beispielsweise einem Smartphone, insbesondere über eine Smartphone App, ausgebildet. Weiterhin können über das Nutzerendgerät Daten für einen Nutzer des Energiesystems visualisiert werden. Insbesondere werden Präferenzen eines Betreibers und/oder eines Nutzers des Energiesystems 1 an das Koordinationsmodul 2 über eine Benutzerschnittstelle des Nutzerendgerätes übermittelt. A fourth data network 424 of the data networks 421, ..., 424 is designed to send and / or receive data or information with a user terminal, for example a smartphone, in particular via a smartphone app. Furthermore, data for a user of the energy system can be visualized via the user terminal. In particular, preferences of an operator and / or a user of the energy system 1 are transmitted to the coordination module 2 via a user interface of the user terminal.
Der lokale Energiemarkt 4 weist eine Optimierungseinheit 41 auf. Mittels der Optimierungseinheit 41 wird, insbesondere in Bezug auf eine Mehrzahl von Energiesystemen, ein gemeinschaftliches Optimierungsergebnis bezüglich des gemeinschaft- liehen Leistungs- und/oder Energieaustausches berechnet. Die Berechnung erfolgt mittels einer mathematischen/numerischen Optimierung erfolgen. Das Optimierungsergebnis ist zur Koordination des Austausches von Energie zwischen der Mehrzahl der Energiesysteme vorgesehen. Das dargestellte Energiesystem 1 weist hierzu die erste Datenschnittstelle mit dem ersten Datennetzwerk 421 auf, mittels welcher das durch die Optimierungseinheit 41 berechnete Optimierungsergebnis an das Koordinationsmodul 2 übermittelbar ist. Hierzu weist das Koordi- nationsmodul 2 die Kommunikationseinheit 42 auf. Basierend auf dem übermittelten Optimierungsergebnis berechnet das Koordinationsmodul 2 ein Betriebsverfahren, beispielsweise Sollwerte für die Komponenten 7, und gibt dieses über die zweite Datenschnittstelle beziehungsweise das zweite Daten- netzwerk 422, wiederum mittels des Kommunikationsmoduls 42, an die Steuereinheit 3 weiter. Die Steuereinheit 3 steuert beziehungsweise regelt anschließend die Komponenten 7 des Energiesystems 1 basierend auf den übermittelten Daten/Sollwerten. Dadurch wird eine Einbindung des Energiesys- tems 1 in den lokalen Energiemarkt 4 technisch ermöglicht. The local energy market 4 has an optimization unit 41. By means of the optimization unit 41, in particular with regard to a plurality of energy systems, a common optimization result with regard to the common borrowed power and / or energy exchange calculated. The calculation is carried out by means of a mathematical / numerical optimization. The optimization result is intended to coordinate the exchange of energy between the majority of the energy systems. For this purpose, the energy system 1 shown has the first data interface with the first data network 421, by means of which the optimization result calculated by the optimization unit 41 can be transmitted to the coordination module 2. For this purpose, the coordination module 2 has the communication unit 42. Based on the transmitted optimization result, the coordination module 2 calculates an operating method, for example setpoint values for the components 7, and forwards this to the control unit 3 via the second data interface or the second data network 422, again using the communication module 42. The control unit 3 then controls or regulates the components 7 of the energy system 1 based on the transmitted data / setpoint values. This technically enables the energy system 1 to be integrated into the local energy market 4.
Mit anderen Worten ermöglicht das Koordinationsmodul 2 mittels seiner Kommunikationseinheit 42 erste eine technische Koordination oder Koordinierung zwischen mehreren Energiesystemen und den Komponenten des Energiesystems 1, insbesondere zwischen der Steuereinheit 3, der Simulationseinheit 8, dem Nutzerendgerät 10 und einem lokalen Energiemarkt 4 sowie eine Teilnahme des Energiesystems 1 am lokalen Energiemarkt 4. Die genannten Einheiten können über die Datennetzwerke 421, ...,424 aufgrund der Kommunikationseinheit 42 des Koordinationsmoduls 2 Daten, Datensätze, Datencontainer beziehungsweise Informationen austauschen. Das Koordinationsmodul 2 ist somit bezüglich des Energiesystems 1 eine zentrale Komponente für seine Koordination, Teilnahme und/oder Steuerung innerhalb des lokalen Energiemarktes 4, insbesondere im Hinblick auf mehrere am lokalen Energiemarkt 4 angebundene beziehungsweise partizipierende Energiesysteme. Der lokale Energiemarkt 4 kann weiterhin mit einem Stromgroßhandel 12 zum Austausch von Energie und/oder Daten gekoppelt sein. Dadurch kann eine Unterdeckung und/oder Überdeckung mit Energie, insbesondere mit elektrischer Energie, innerhalb des lokalen Energiemarktes 4 vermieden werden. In other words, the coordination module 2, by means of its communication unit 42, first enables technical coordination or coordination between several energy systems and the components of the energy system 1, in particular between the control unit 3, the simulation unit 8, the user terminal 10 and a local energy market 4, as well as participation of the energy system 1 on the local energy market 4. The units mentioned can exchange data, data sets, data containers or information via the data networks 421, ..., 424 on the basis of the communication unit 42 of the coordination module 2. The coordination module 2 is therefore a central component with regard to the energy system 1 for its coordination, participation and / or control within the local energy market 4, in particular with regard to several energy systems connected or participating in the local energy market 4. The local energy market 4 can also be coupled to an electricity wholesaler 12 for the exchange of energy and / or data. This makes it possible to avoid a shortfall and / or surplus of energy, in particular electrical energy, within the local energy market 4.
Die Steuereinheit 3 ist weiterhin dazu ausgestaltet Messwerte, insbesondere einen aktuellen Ladezustand eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, über die Kommunikationseinheit 42 an das Koordinationsmodul 2 zu übermitteln. Basierend auf den übermittelten Messwerten erstellt das Koordinationsmodul 2 den Datensatz und übermittelt dieses an den lokalen Energiemarkt 4. The control unit 3 is also designed to transmit measured values, in particular a current state of charge of an energy store, in particular a battery, to the coordination module 2 via the communication unit 42. Based on the transmitted measured values, the coordination module 2 creates the data record and transmits it to the local energy market 4.
Grundsätzlich ist das Koordinationsmodul 2 dazu ausgebildet, verschiedene Arten von Datensätzen beziehungsweise Daten mittels der Kommunikationseinheit 42 über das erste Datennetzwerk 421 an den lokalen Energiemarkt 4 zu übermitteln. Eine nicht abschließende und nicht einschränkende exemplarische Auswahl an verschiedenen Datensätzen beziehungsweise Daten wird im Folgenden beschrieben. Die Datensätze werden jeweils durch das Koordinationsmodul 2 erzeugt oder berechnet . Basically, the coordination module 2 is designed to transmit different types of data records or data to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data network 421. A non-exhaustive and non-restrictive exemplary selection of different data records or data is described below. The data records are each generated or calculated by the coordination module 2.
Ein erster Datensatz mit technischen Daten (englisch: Buy- Order) wird basierend auf einer Lastprognose für
Figure imgf000017_0001
A first data record with technical data (English: Buy Order) is based on a load forecast for
Figure imgf000017_0001
eine Energie, insbesondere für eine elektrische Energie und/oder für eine Leistung in einem Zeitbereich, durch
Figure imgf000017_0002
erzeugt. Der erste Datensatz, welches durch das Paar
Figure imgf000017_0003
gekennzeichnet ist, wird an den lokalen Energiemarkt 4 mittels der Kommunikationseinheit 42 über die erste Datenschnittstelle beziehungs- weise das erste Datennetzwerk 421 übermittelt. Hierbei bezeichnet die maximal zu einem Zeitpunkt t erforderliche
Figure imgf000017_0004
an energy, in particular for an electrical energy and / or for a power in a time range
Figure imgf000017_0002
generated. The first record made by the couple
Figure imgf000017_0003
is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface or the first data network 421. Here denotes the maximum required at a point in time t
Figure imgf000017_0004
beziehungsweise zu verbrauchende Energiemenge beziehungsweise Leistung und
Figure imgf000017_0005
den hierfür maximalen Preis, zu welchem ein Betreiber und/oder Nutzer des Energiesystems 1 bereit ist, die Energiemenge
Figure imgf000017_0006
zu verbrauchen. Die Lastprognose wurde durch die Simulationseinheit 8 berechnet und mittels des dritten Datennetzwerkes 423 an das Koordinationsmodul 2 übermittelt . or the amount of energy to be consumed or power and
Figure imgf000017_0005
the maximum price for this at which an operator and / or user of the energy system 1 is ready, the amount of energy
Figure imgf000017_0006
to consume. The load forecast was calculated by the simulation unit 8 and using of the third data network 423 is transmitted to the coordination module 2.
Ein zweiter Datensatz mit technischen Daten (englisch: Sell- Order) wird basierend auf einer Lastprognose für
Figure imgf000018_0001
A second data set with technical data (English: Sell-Order) is based on a load forecast for
Figure imgf000018_0001
eine Energie und/oder für eine Leistung in einem Zeitbereich, insbesondere für eine erneuerbar erzeugte elektrische Energie und/oder Leistung, durch
Figure imgf000018_0003
und
Figure imgf000018_0002
an energy and / or for an output in a time range, in particular for a renewable electrical energy and / or output
Figure imgf000018_0003
and
Figure imgf000018_0002
erzeugt. Der zweite Datensatz, welcher durch das Paar generated. The second record made by the couple
Figure imgf000018_0004
gekennzeichnet ist, wird an den lokalen Energiemarkt 4 mittels der Kommunikationseinheit 42 über die erste Datenschnittstelle beziehungsweise das erste Datennetzwerk 421 übermittelt. Hierbei bezeichnet
Figure imgf000018_0005
die maximal zu einem Zeitpunkt t erzeugte Energiemenge und/oder Leistung und den hierfür minimalen Preis, zu welchem ein Betreiber
Figure imgf000018_0007
Figure imgf000018_0004
is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface or the first data network 421. Here referred to
Figure imgf000018_0005
the maximum amount of energy and / or power generated at a point in time t and the minimum price for this at which an operator
Figure imgf000018_0007
und/oder Nutzer des Energiesystems 1 bereit ist, die Energiemenge beziehungsweise Leistung
Figure imgf000018_0006
zu erzeugen beziehungsweise bereitzustellen. Die Erzeugungsprognose wurde durch die Simulationseinheit 8 berechnet und mittels des dritten Daten- netzwerkes 423 an das Koordinationsmodul 2 übermittelt. and / or user of the energy system 1 is ready, the amount of energy or power
Figure imgf000018_0006
to generate or provide. The generation forecast was calculated by the simulation unit 8 and transmitted to the coordination module 2 by means of the third data network 423.
Ein dritter Datensatz mit technischen Daten (englisch: Flex- Buy-Order) für eine thermische Last, welcher vorliegend exemplarisch durch eine Wärmepumpe (englisch: Heat Pump, kurz HP) mit einem Wärmespeicher des Energiesystems 1 erzeugt wird, wird basierend auf einer Lastprognose
Figure imgf000018_0008
durch
Figure imgf000018_0009
er- zeugt. Der dritte Datensatz, welches durch das TripelA third data set with technical data (English: Flex-Buy-Order) for a thermal load, which in the present example is generated by a heat pump (English: Heat Pump, HP for short) with a heat store of the energy system 1, is based on a load forecast
Figure imgf000018_0008
by
Figure imgf000018_0009
generated. The third data set, which is represented by the triple
Figure imgf000018_0010
gekennzeichnet ist, wird an den lokalen Energiemarkt 4 mittels der Kommunikationseinheit 42 über die erste Datenschnittstelle beziehungsweise das erste Datennetzwerk 421 übermittelt. Hierbei bezeichnet
Figure imgf000018_0011
eine innerhalb des ZeitIntervalls T erforderliche beziehungsweise zu verbrauchende elektrische eine elektrische
Figure imgf000018_0012
Figure imgf000018_0010
is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface or the first data network 421. Here referred to
Figure imgf000018_0011
an electrical required or to be consumed within the time interval T an electrical one
Figure imgf000018_0012
Leistungsaufnahme der Wärmepumpe, COP den Leistungsfaktor der Wärmepumpe, SF einen Sicherheitsfaktor, der basierend auf historischen Wärmeverbräuchen eine ausreichende Wärmeversorgung sicherstellt, sodass beispielsweise der Wärmespeicher nicht überladen wird, und Pmax,T den hierfür maximalen Preis, zu welchem ein Betreiber und/oder Nutzer des Energiesystems 1 bereit ist, die elektrische Energiemenge
Figure imgf000019_0001
zu verbrau- chen. Der dritte Datensatz wurde basierend auf der Prognose der Simulationseinheit 8 erzeugt und mittels des dritten Datennetzwerkes 423 an das Koordinationsmodul 2 übermittelt. Hierbei ist für das ZeitIntervall T ein Tag vorteilhaft, das heißt beispielsweise von 00:00 Uhr bis 24:00 Uhr. Die durch die Wärmepumpe bereitgestellte Flexibilität kann durch das Koordinationsmodul 2 für weitere Energiesysteme, die insbesondere ebenfalls ein entsprechendes Koordinationsmodul 2 aufweisen, in Anspruch genommen werden. Hierbei erfolgt die Verwendung durch die Optimierungseinheit 41 des lokalen Energiemarktes 4 möglichst optimal. Mit anderen Worten ermöglicht das Koordinationsmodul 2 eine Quantifizierung der Flexibilität in Bezug auf die Erzeugung einer Energie und den Verbrauch der Energie. Power consumption of the heat pump, COP the power factor of the heat pump, SF a safety factor that ensures sufficient heat supply based on historical heat consumption, so that the heat storage system, for example is not overloaded, and Pmax, T the maximum price for this at which an operator and / or user of the energy system 1 is ready, the amount of electrical energy
Figure imgf000019_0001
to consume. The third data set was generated based on the prognosis of the simulation unit 8 and transmitted to the coordination module 2 by means of the third data network 423. A day is advantageous here for the time interval T, that is to say for example from 00:00 to 24:00. The flexibility provided by the heat pump can be used by the coordination module 2 for further energy systems, which in particular also have a corresponding coordination module 2. Here, the use by the optimization unit 41 of the local energy market 4 is as optimal as possible. In other words, the coordination module 2 enables the flexibility to be quantified in relation to the generation of energy and the consumption of energy.
Ein vierter Datensatz mit technischen Daten (englisch: Flex- Buy-Order) für ein Elektrofahrzeug, insbesondere für einA fourth data set with technical data (English: Flex Buy Order) for an electric vehicle, in particular for a
Elektroauto, wird basierend auf einer Fahrtstreckenlänge Ltrip einer Fahrt durch
Figure imgf000019_0002
und
Figure imgf000019_0003
erzeugt . Der vierte Datensatz, welcher durch das Tripel
Figure imgf000019_0004
gekennzeichnet ist, wird an den lokalen Energiemarkt 4 mittels der Kommunikationseinheit 42 über die erste Datenschnittstelle 421 übermittelt. Hierbei bezeichnet
Figure imgf000019_0005
die maximal erforderliche beziehungsweise zu verbrauchende elektrische Energiemenge, eine ma
Figure imgf000019_0006
Electric car, based on a travel distance L trip, is a trip through
Figure imgf000019_0002
and
Figure imgf000019_0003
generated . The fourth data set, which is represented by the triple
Figure imgf000019_0004
is indicated, is transmitted to the local energy market 4 by means of the communication unit 42 via the first data interface 421. Here referred to
Figure imgf000019_0005
the maximum amount of electrical energy required or to be consumed, a ma
Figure imgf000019_0006
ximale elektrische Leistungsaufnahme des Elektrofahrzeuges (maximale Ladeleistung) , den Wirkungsgrad des Elektro
Figure imgf000019_0007
ximum electrical power consumption of the electric vehicle (maximum charging power), the efficiency of the electric
Figure imgf000019_0007
fahrzeuges, beispielsweise in der Einheit Kilometer pro Kilowattstunde, SF einen Sicherheitsfaktor, der basierend auf historischen Fahrten und/oder Daten ermittelt werden kann, und den hierfür maximalen Preis, zu welchem ein Be-
Figure imgf000019_0008
vehicle, for example in the unit of kilometers per kilowatt hour, SF a safety factor that can be determined based on historical journeys and / or data, and the maximum price at which a loading
Figure imgf000019_0008
treiber und/oder Nutzer des Energiesystems 1 beziehungsweise des Elektrofahrzeuges bereit ist, die elektrische Energiemenge für die Fahrt zu verbrauchen. Der vierte Datensatz
Figure imgf000019_0009
Driver and / or user of the energy system 1 or the electric vehicle is ready to consume the amount of electrical energy for the journey. The fourth record
Figure imgf000019_0009
kann basierend auf der Prognose der Simulationseinheit 8 er- zeugt und mittels des dritten Datennetzwerkes 423 an das Koordinationsmodul 2 übermittelt werden. Der vierte Datensatz kann um weitere Abhängigkeiten/Daten, beispielsweise von einer Umgebungstemperatur, ergänzt werden. Beispielsweise hat die Temperatur eine Auswirkung auf eine Klimatisierung eines Elektrofahrzeuges während der Fahrt und somit ebenfalls auf den Stromverbrauch. Die Fahrtstrecke Ltrip kann vom Nutzer des Elektrofahrzeuges eingegeben werden und/oder aus einem Kalender, beispielsweise Microsoft Outlook oder Apple Calender, und/oder einem Navigationssystem bereitgestellt werden. can be based on the prognosis of the simulation unit 8 and transmitted to the coordination module 2 by means of the third data network 423. The fourth data set can be supplemented with further dependencies / data, for example on an ambient temperature. For example, the temperature has an effect on the air conditioning of an electric vehicle while driving and thus also on the power consumption. The route L trip can be entered by the user of the electric vehicle and / or provided from a calendar, for example Microsoft Outlook or Apple Calendar, and / or a navigation system.
Ein fünfter Datensatz mit technischen Daten bezüglich einer Energiespeicherung (englisch: Storage-Order) , beispielsweise unter der Verwendung einer Batterie, ist durch das 5-Tupel
Figure imgf000020_0001
gekennzeichnet, wobei
Figure imgf000020_0002
A fifth data record with technical data relating to energy storage (English: Storage Order), for example using a battery, is represented by the 5-tuple
Figure imgf000020_0001
marked, where
Figure imgf000020_0002
eine maximal speicherbare Energiemenge,
Figure imgf000020_0003
die gespeicherte Energiemenge,
Figure imgf000020_0004
die maximale Ladeleistung und Entladeleistung,
Figure imgf000020_0005
a maximum amount of energy that can be stored,
Figure imgf000020_0003
the amount of energy stored,
Figure imgf000020_0004
the maximum charging power and discharging power,
Figure imgf000020_0005
Figure imgf000020_0006
den effektiven Zyklenwirkungsgrad (englisch: Round-Trip-Efficiency) , und
Figure imgf000020_0007
die Vergütung für die Speicherung der Energie beziehungsweise für die Verwendung der Batterie bezeichnet. Diese Vergütung wird bezahlt, wenn der Speicher entladen wird, beispielsweise von einem weiteren Energiesystem, und weist beispielsweise die Einheit Geldeinheit pro Kilowattstunde auf. Durch die Entladung liefert das Energiesystem 1 innerhalb des lokalen Energiemarktes 4 elektrische Energie, beziehungsweise Strom, an weitere Energiesysteme . Die genannten Paramater/Daten der Datensätze können durch das Nutzerendgerät durch einen Betreiber und/oder Nutzer des Energiesystems 1 eingegeben und bereitgestellt werden. Ferner sind weitere Datensätze erzeugbar und/oder die genannten Datensätze durch weitere technische Parameter des Energiesys- tems 1 ergänzbar.
Figure imgf000020_0006
the effective cycle efficiency (English: Round-Trip-Efficiency), and
Figure imgf000020_0007
the remuneration for the storage of the energy or for the use of the battery. This remuneration is paid when the storage device is discharged, for example by another energy system, and has, for example, the unit of money per kilowatt hour. As a result of the discharge, the energy system 1 supplies electrical energy or electricity to other energy systems within the local energy market 4. The stated parameters / data of the data sets can be entered and made available by the user terminal by an operator and / or user of the energy system 1. Furthermore, further data records can be generated and / or the data records mentioned can be supplemented by further technical parameters of the energy system 1.
Weiterhin werden die durch das Koordinationsmodul 2 erzeugten Datensätze vom lokalen Energiemarkt 4 untereinander, aber auch im Verbund beziehungsweise in Koordination mit den Datensätzen weiterer Energiesysteme beziehungsweise weiterer Koordinationsmodule möglichst in Übereinstimmung gebracht. Dies erfolgt mittels der Optimierungseinheit 41 des lokalen Energiemarktes 4, die eine Optimierung gemäß einer Zielfunktion durchführt. Mögliche Überschussmengen und/oder Unterdeckungsmengen an Energie, insbesondere an elektrischer Energie, innerhalb des lokalen Energiemarktes 4 können von einem Energieversoger geliefert, vom übergeordneten Stromgroßhandel 12 gehandelt und/oder durch ein virtuelles Kraftwerk vermarktet werden. Furthermore, the data records generated by the coordination module 2 from the local energy market 4 are mutually but also brought into line with the data sets of other energy systems or other coordination modules as far as possible. This takes place by means of the optimization unit 41 of the local energy market 4, which carries out an optimization according to a target function. Possible excess amounts and / or insufficient amounts of energy, in particular electrical energy, within the local energy market 4 can be supplied by an energy supplier, traded by the superordinate electricity wholesaler 12 and / or marketed by a virtual power plant.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples or other variations can be derived from them by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Energiesystem 1 energy system
2 Koordinationsmodul 2 coordination module
4 Lokaler Energiemarkt 4 Local energy market
6 Steuereinheit 6 control unit
7 Komponenten des Energiesystems 7 components of the energy system
8 Simulationseinheit 8 simulation unit
10 Nutzerendgerät 10 user terminal
12 Stromgroßmarkt 12 Wholesale electricity market
41 Optimierungseinheit 41 Optimization unit
42 Kommunikationseinheit 42 communication unit
421 erstes Datennetzwerk 421 first data network
422 zweites Datennetzwerk 422 second data network
423 drittes Datennetzwerk 423 third data network
424 viertes Datennetzwerk 424 fourth data network

Claims

Patentansprüche Claims
1. Koordinationsmodul (2) für ein Energiesystem (1) zur Koordination eines Leistungs- und/oder Energieaustausches zwischen mehreren Energiesystemen (1), dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens eine Kommunikationseinheit (42) zur Verbindung mit einem ersten Datennetzwerk (421) zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem lokalen Energiemarkt (4) aufweist, wobei das Koordinationsmodul (2) 1. Coordination module (2) for an energy system (1) for coordinating a power and / or energy exchange between several energy systems (1), characterized in that this has at least one communication unit (42) for connection to a first data network (421) for sending and / or receiving data with a local energy market (4), the coordination module (2)
- Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Datensatzes aufweist, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für einen Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder für ein Speichern einer Energiemenge durch das Energiesystem (1) umfasst, wobei mittels der Kommunikationseinheit (42) der Datensatz über das erste Datennetzwerk (421) an den lokalen Energiemarkt (4) sendbar ist; und das Koordinationsmodul (2) - has means for generating at least one data record which includes data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system (1), wherein the data record can be sent to the local energy market (4) via the first data network (421) by means of the communication unit (42); and the coordination module (2)
- Mittel zum Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Energiesystem (1) gemäß einem vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnis des lokalen Energiemarktes (4) aufweist, wobei mittels der Kommunikationseinheit (42) das vom Datensatz abhängige und durch den lokalen Energiemarkt (4) berechnete Optimierungsergebnis über das erste Datennetzwerk (421) empfangbar ist, wobei - Means for calculating an operating method for the energy system (1) according to an optimization result of the local energy market (4) that is dependent on the data set, the optimization result that is dependent on the data set and calculated by the local energy market (4) over the first using the communication unit (42) Data network (421) can be received, wherein
- das Optimierungsergebnis mittels einer Optimierungseinheit (41) des lokalen Energiemarktes (4) durch eine numerische Optimierung für die Mehrzahl der Energiesysteme (1) gemeinschaftlich berechnet wird; und - the optimization result is calculated jointly by means of an optimization unit (41) of the local energy market (4) by numerical optimization for the majority of the energy systems (1); and
- das Koordinationsmodul (2) dazu ausgebildet ist, den Betrieb des Energiesystems (1) gemäß dem berechneten Betriebsverfahren zu steuern. - The coordination module (2) is designed to control the operation of the energy system (1) according to the calculated operating method.
2. Koordinationsmodul (2) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) zur Verbindung mit einem zweiten Datennetzwerk (422) zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einer Steuereinheit (3) des Energiesystems (1) ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit (3) ba- gierend auf dem Betriebsverfahren zur Steuerung des Betriebes des Energiesystems (1) ausgebildet ist. 2. coordination module (2) according to claim 1, characterized in that the communication unit (42) is designed to be connected to a second data network (422) for sending and / or receiving data with a control unit (3) of the energy system (1), wherein the control unit (3) ba- is designed yawing on the operating method for controlling the operation of the energy system (1).
3. Koordinationsmodul (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) zur Verbindung mit einem dritten Datennetzwerk (423) zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einer Simulationseinheit (8) des Energiesystems (1) ausgebildet ist, wobei die Simulationseinheit (8) zur Simulation des Betriebes des Energiesys- tems (1) ausgebildet ist. 3. coordination module (2) according to claim 1 or 2, characterized in that the communication unit (42) for connection to a third data network (423) for sending and / or receiving data with a simulation unit (8) of the energy system (1) is, the simulation unit (8) being designed to simulate the operation of the energy system (1).
4. Koordinationsmodul (2) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Erzeugen des Datensatzes derart ausgebildet ist, die Daten des Datensatz in Abhängigkeit einer über das dritte Datennetzwerk (423) empfangenen Simulation zu erzeugen. 4. coordination module (2) according to claim 3, characterized in that the means for generating the data record is designed to generate the data of the data record as a function of a simulation received via the third data network (423).
5. Koordinationsmodul (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) zur Verbindung mit einem vierten Datennetzwerk (424) zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem Nutzerendgerät (10) ausgebildet ist. 5. Coordination module (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication unit (42) is designed to be connected to a fourth data network (424) for sending and / or receiving data with a user terminal (10).
6. Koordinationsmodul (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Kontrol- leinheit umfasst, wobei mittels der Kontrolleinheit feststellbar ist, ob das Energiesystem (1) gemäß dem Betriebsverfahren betrieben wurde . 6. Coordination module (2) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control unit, it being possible to determine by means of the control unit whether the energy system (1) was operated according to the operating method.
7. Intelligenter Stromzähler für ein Energiesystem (1), dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Koordinationsmodul (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. 7. Intelligent electricity meter for an energy system (1), characterized in that it comprises a coordination module (2) according to one of the preceding claims.
8. Energiesystem (1) mit einem Koordinationsmodul (2) zur Koordination eines Leistungs- und/oder Energieaustausches zwischen mehreren Energiesystemen (1) und mit einer Steuereinheit (3) , wobei die Steuereinheit (3) zur Steuerung des Betriebes des Energiesystems (1) ausgebildet ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Koordinationsmodul (2) eine Kommunikationseinheit (42) zur Verbindung mit einem ersten Datennetzwerk (421) zum Senden und/oder Empfangen von Daten mit einem lokalen Energiemarkt (4) umfasst, wobei das Koordinationsmo- dul (2) 8. Energy system (1) with a coordination module (2) for coordinating a power and / or energy exchange between several energy systems (1) and with a control unit (3), the control unit (3) for controlling the operation of the energy system (1) is designed, thereby indicates that the coordination module (2) comprises a communication unit (42) for connection to a first data network (421) for sending and / or receiving data with a local energy market (4), the coordination module (2)
- Mittel zum Erzeugen wenigstens eines Datensatzes aufweist, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für einen Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder für ein Speichern einer Ener- giemenge durch das Energiesystem (1) umfasst, wobei mittels der Kommunikationseinheit (42) der Datensatz über das erste Datennetzwerk (421) an den lokalen Energiemarkt (4) sendbar ist; und das Koordinationsmodul (2) - Has means for generating at least one data set which contains data for providing a power and / or amount of energy, and / or for consuming a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system (1) comprises, wherein by means of the communication unit (42) the data record can be sent to the local energy market (4) via the first data network (421); and the coordination module (2)
- Mittel zum Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Ener- giesystem (1) gemäß einem vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnis des lokalen Energiemarktes (4) aufweist, wobei mittels der Kommunikationseinheit (42) das vom Datensatz abhängige und durch den lokalen Energiemarkt (4) berechnete Optimierungsergebnis über das erste Datennetzwerk (421) emp- fangbar ist, wobei - Means for calculating an operating method for the energy system (1) according to an optimization result of the local energy market (4) that is dependent on the data set, the optimization result that is dependent on the data set and calculated by the local energy market (4) using the communication unit (42) the first data network (421) can be received, wherein
- das Optimierungsergebnis mittels einer Optimierungseinheit (41) des lokalen Energiemarktes (4) durch eine numerische Optimierung für die Mehrzahl der Energiesysteme (1) gemeinschaftlich berechnet wird; und - the optimization result is calculated jointly by means of an optimization unit (41) of the local energy market (4) by numerical optimization for the majority of the energy systems (1); and
- das Koordinationsmodul (2) mittels der Steuereinheit (3) dazu ausgebildet ist, den Betrieb des Energiesystems (1) gemäß dem berechneten Betriebsverfahren zu steuern. - The coordination module (2) is designed by means of the control unit (3) to control the operation of the energy system (1) according to the calculated operating method.
9. Energiesystem (1) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinationsmodul (2) eine Kontrolleinheit umfasst, wobei mittels der Kontrolleinheit feststellbar ist, ob das Energiesystem (1) gemäß dem Betriebsverfahren betrieben wurde . 9. Energy system (1) according to claim 8, characterized in that the coordination module (2) comprises a control unit, wherein it can be determined by means of the control unit whether the energy system (1) was operated according to the operating method.
10. Lokaler Energiemarkt (4), dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Mehrzahl von Energiesystemen (1) gemäß Anspruch 8 oder 9 umfasst, wobei die Energiesysteme (1) über das erste Datennetzwerk (421) zum Senden und/oder Empfangen mit dem lo- kalen Energiemarkt (4) verbunden sind, und die Energiesysteme (1) weiterhin für das Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, und/oder für den Verbrauch einer Leistungsund/oder Energiemenge, und/oder für das Speichern einer Energiemenge über ein Energieverteilernetz untereinander verbunden sind, wobei mittels der Optimierungseinheit (41) das durch die Optimierungseinheit (41) berechnete Optimierungsergebnis in Abhängigkeit der an den lokalen Energiemarkt (4) gesendeten Datensätze der Energiesysteme (1) berechenbar ist, wobei die Energiesysteme (1) mittels ihres jeweiligen Koordinationsmoduls (2) und mittels ihrer jeweiligen Steuereinheit (3) gemäß dem jeweiligen berechneten Betriebsverfahren betreibbar sind. 10. Local energy market (4), characterized in that it comprises a plurality of energy systems (1) according to claim 8 or 9, wherein the energy systems (1) via the first data network (421) for sending and / or receiving with the lo- cal energy market (4) are connected, and the energy systems (1) continue to provide a power and / or amount of energy, and / or for the consumption of a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy via an energy distribution network with each other are connected, the optimization result calculated by the optimization unit (41) being calculable as a function of the data sets of the energy systems (1) sent to the local energy market (4) by means of the optimization unit (41), the energy systems (1) using their respective coordination module ( 2) and can be operated by means of their respective control unit (3) according to the respective calculated operating method.
11. Verfahren zum Betrieb eines Energiesystems (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, umfassend die Schritte: 11. A method for operating an energy system (1) according to claim 8 or 9, comprising the steps:
- Erzeugen wenigstens eines Datensatzes, der Daten für ein Bereitstellen einer Leistungs- und/oder Energiemenge, - Generating at least one data record, the data for providing a power and / or amount of energy,
und/oder für einen Verbrauch einer Leistungs- und/oder Ener- giemenge, und/oder für ein Speichern einer Energiemenge durch das Energiesystem (1) umfasst; and / or for the consumption of a power and / or amount of energy, and / or for storing an amount of energy by the energy system (1);
- Senden des Datensatzes über das erste Datennetzwerk (421) an den lokalen Energiemarkt (4) ; - Sending the data set to the local energy market (4) via the first data network (421);
- Empfangen eines durch den lokalen Energiemarkt (4) berech- neten und vom Datensatz abhängigen Optimierungsergebnisses über das erste Datennetzwerk (421) ; - Receiving via the first data network (421) an optimization result calculated by the local energy market (4) and dependent on the data set;
- Berechnen eines Betriebsverfahrens für das Energiesystem (1) gemäß dem Optimierungsergebnis; und - Calculating an operating method for the energy system (1) according to the optimization result; and
- Betreiben des Energiesystems (1) gemäß dem berechneten Be- triebsverfahren. - Operation of the energy system (1) according to the calculated operating method.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, umfassend den weiteren 12. The method of claim 11, comprising the further
Schritt : Step:
- mittels einer Kontrolleinheit automatisiertes Überprüfen, ob das Energiesystem (1) gemäß dem berechneten Betriebsverfahren betrieben wurde . - Using a control unit to automatically check whether the energy system (1) has been operated according to the calculated operating method.
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