WO2022263186A1 - Verfahren und system zum ermitteln eines relativen stromverbrauchs, computerprogrammprodukt und speichermittel - Google Patents

Verfahren und system zum ermitteln eines relativen stromverbrauchs, computerprogrammprodukt und speichermittel Download PDF

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WO2022263186A1
WO2022263186A1 PCT/EP2022/065042 EP2022065042W WO2022263186A1 WO 2022263186 A1 WO2022263186 A1 WO 2022263186A1 EP 2022065042 W EP2022065042 W EP 2022065042W WO 2022263186 A1 WO2022263186 A1 WO 2022263186A1
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power
power generation
clock
consumer
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Nicholas Ord
Laura FÄRBER
Eugenio SCIONTI
Matthew TIMMS
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E.ON Digital Technology GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
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    • G01R19/2513—Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
    • G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
    • G01R22/061—Details of electronic electricity meters
    • G01R22/063—Details of electronic electricity meters related to remote communication

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for determining a relative power consumption between different power consumers and/or between generated power and consumed power in a power grid, in particular in a low-voltage grid.
  • the invention also relates to a computer program product for carrying out such a method and a storage medium on which such a computer program product is stored.
  • the object of the present invention is to at least partially take account of the problems described above.
  • the object of the present invention is to provide a method and a system for determining a relative power consumption of power from different power generation units in a power grid as simply, precisely and in particular quickly as possible.
  • Determining a relative power consumption generated by a power consumer of the power generated by the first power generation unit and/or the power generated by the further power generation unit at a power consumption time and determining the power consumption time by means of a consumer clock, the first producer clock, the further producer clock and the consumer clock being controlled by a computer network-based protocol are synchronized with each other and the relative power consumption is determined using the first power generation time, the further power generation time and the power consumption time.
  • relative power consumption can be determined in a simple manner with particularly high accuracy and speed or a high clock rate by means of a time synchronization or a corresponding synchronization using a computer network-based protocol.
  • power generation values and power consumption values can be read particularly quickly and in relation to one another. For example, a relative consumption of electricity that is generated kilometers away in a wind farm and of electricity that is generated again kilometers away in a nuclear power plant can be determined and/or calculated in real time or almost in real time.
  • a consumption of electricity that is generated kilometers away in a wind farm in relation to a consumption of electricity that is generated again kilometers away in a nuclear power plant can be determined and/or calculated in real time or almost in real time. Due to the computer network-based synchronization, particularly short Response times of, for example, below 1 Hz can be achieved. This can be of decisive advantage in particular when using and/or distributing the generated streams.
  • the relative electricity consumption can be the consumption of electricity from a first energy generation unit in relation to the consumption of electricity from another energy generation unit, the consumption of electricity from one energy generation unit in relation to electricity generated by this energy generation unit and/or the consumption of electricity from a number of energy generation units be understood in relation to generated power from the multiple power generation units.
  • the current generated by the first current generation unit and/or the current generated by the second current generation unit can be determined via at least one transformer and/or a current transformed at the at least one transformer.
  • the transformer can be understood to mean a node at which various or all energy transactions converge and/or take place. Every change in energy always correlates to local power generation and local power consumption.
  • the current generated by the first current generating unit is determined via a first transformer or the current transformed there and the current generated by the second current generating unit is determined via a second transformer or the current transformed there.
  • the relative power consumption via the at least one transformer and/or a current transformed on the at least one transformer can be determined in an analogous manner. This eliminates the need for measuring devices in houses, vehicles and/or industrial plants. The method can thus be carried out correspondingly efficiently.
  • the at least one transformer can be considered part of a power generation unit and/or part of a power consumer.
  • each power generation unit and each power consumer or the associated clocks are or can be synchronized with one another by means of a computer network-based protocol.
  • the first producer clock, the further producer clock and the consumer clock preferably each have a suitable network access, in particular an Internet access.
  • the first producer clock, the further producer clock and/or the consumer clock can, for example, initially receive and/or derive their respective time from a GPS signal.
  • the first producer clock, the further producer clock and/or the consumer clock can each be understood as a digital and/or computer-implemented clock and/or a correspondingly configured time measurement unit.
  • the power generation time and/or the power consumption time can each be understood as at least one point in time or at least one period of time.
  • the power generation time can be understood to mean the length of time in which power is generated by a power generation unit, or points in time at which power is generated by the power generation unit.
  • the electricity consumption time can accordingly be understood to mean the length of time in which electricity is consumed by an electricity consumer, or points in time at which electricity is consumed by the electricity consumer.
  • the respective time can also be understood to mean a time at which electricity is generated and/or consumed.
  • the first power generation time and the further power generation time can partially or completely overlap.
  • the clocks can be synchronized using a central atomic clock, coordinated universal time (UTC) and/or a corresponding atomic time.
  • the first electricity generation unit can be understood to mean, for example, a power plant or a plant for generating electricity from renewable energies, ie a wind power plant, a hydroelectric power plant or a solar plant.
  • the further power generation unit can be understood, for example, as a power plant or a plant for generating power from fossil fuels and/or nuclear energy, ie a coal-fired power plant or a nuclear power plant.
  • the further power generation unit can also be understood to mean a further and/or different power plant for generating power from renewable energies.
  • the at least one electricity consumer can be an industrial plant, a household, an electrical device in the household and/or a mobile electrical device such as a smartphone or a vehicle. Devices such as transformers and/or fuse boxes can also be understood as consumers of electricity.
  • the method is preferably configured to determine a relative power consumption in a power grid, in particular in a low-voltage grid. That means it will preferably determines the relative power consumption of at least one power consumer within a low-voltage network.
  • the power generation units can also be located or connected to a medium-voltage grid and/or a high-voltage grid.
  • the power generated by the first power generation unit, the power generated by the further power generation unit and/or the relative power consumption generated by the power consumer and/or the data packets representing the power values can each be identified by a token and sent to a determination and/or control unit for determination using a blockchain of the relative electricity consumption.
  • the power consumption can thus be determined with a particularly high level of data security.
  • a high level of operational stability can also be achieved by using the tokens and their unique identification.
  • the first producer clock, the further producer clock and/or the consumer clock can be synchronized with one another in a method using an NT protocol.
  • the computer network-based protocol can be understood as the NT protocol or the computer network-based protocol can include the NT protocol.
  • the generator clocks and the consumer clock and/or consumer clocks or the respective times in devices that are many hundreds of kilometers apart can be synchronized with high accuracy. This is particularly useful for power plants and/or installations that are correspondingly far apart.
  • the NT protocol can be understood as a so-called Network Time Protocol (NTP) for synchronizing clocks in computer systems via packet-based communication networks.
  • NTP Network Time Protocol
  • the NT protocol preferably includes and/or uses the connectionless transport protocol UDP or the connection-related transport protocol TCP.
  • the NT protocol can be understood to mean both the protocol and the software reference implementation of the same.
  • a simplified NT protocol (SNTP) can also be used instead of the NT protocol.
  • the NT protocol is preferably used as an NTP service, ie not in the form of an NTP server, for example. A particularly high level of reliability can be achieved in this way.
  • the generator clocks and the consumer clock and/or consumer clocks or the respective times in devices can be synchronized with a particularly high level of accuracy using the PT protocol.
  • the PT protocol can be understood as a so-called Precision Time Protocol (PTP) for effecting the synchronicity of the time settings of a number of devices in a computer network.
  • PTP Precision Time Protocol
  • the PT protocol can achieve accuracy in the nanosecond range in hardware implementation and in the submicrosecond range in software implementation.
  • the PT protocol is preferably used as a PTP service, ie not in the form of a PTP server, for example. A high level of reliability can be achieved in this way.
  • the first producer clock and the other producer clock can be synchronized by or using the NT protocol, with at least one producer clock and the consumer clock being synchronized using the PT protocol.
  • the time of the generator clock can be used as a benchmark and/or master.
  • the method for the producer clocks is defined by a first standard and the method for the consumer clocks is defined by a second standard. It could be that the first standard prescribes an NT protocol and the second standard prescribes a PT protocol. In this case, the three clocks can be advantageously synchronized with one another through the interaction of a number of synchronization protocols.
  • the power generation units can also be correspondingly precisely controlled. For example, electricity generation by a wind farm can be ended or reduced if it is recognized that fewer electricity consumers are currently drawing or want to draw electricity from wind energy. As an alternative to stopping or reducing power generation, the The electricity generated can also be used alternatively, i.e. either temporarily stored and/or diverted. Changing can therefore be understood to mean that more or less electricity is generated or the distribution and/or use of the electricity generated is changed.
  • Programmed power consumers are also conceivable, which check the different availability of different power generation units every second or minute and, based on this, flexibly or dynamically generate different currents and/or types of current, for example first electricity from wind energy from power plant A, then electricity from nuclear energy from power plant B and then use electricity from wind energy from power plant C. This means that the consumer can not only work efficiently and cost-effectively, it can also be used to create peak loads in power plants and/or a power distribution that is as even as possible.
  • a user of the electricity consumer it is also possible for a user of the electricity consumer to be suggested or determined for the electricity consumer based on the determined relative electricity consumption at what time the electricity generated by the additional electricity generation unit and/or the electricity generated by the additional electricity generation unit should be used are.
  • Such a time control and corresponding time proposals can be implemented particularly effectively and sensibly by the time-synchronized power generation units and power consumers. If, for example, it is determined that electricity from a solar system is currently predominantly used, the relative power consumption of electricity using solar energy is generated, ie correspondingly high, but the sun will soon set, it can be proposed to an electricity consumer or the user of the electricity consumer to switch to, for example, electricity from a nuclear power plant or a hydroelectric power plant.
  • a corresponding power change for the power consumer it is possible to automatically determine a corresponding power change for the power consumer.
  • different times of the day, times, weather parameters and/or geopositions of the power generation units and/or the at least one power consumer can also be taken into account. Proposing and/or determining based on the determined relative power consumption can accordingly be understood as suggesting and/or determining using and/or taking into account the determined relative power consumption, with other parameters and/or operating states being considered and/or used in addition to the relative power consumption can.
  • a system for determining a relative power consumption and in particular for carrying out a method as described in detail above includes: a determination unit
  • the system according to the invention thus brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to the method according to the invention.
  • the system can be designed in the form of a computer and/or a central control unit.
  • the system can also include the power generation units, the at least one power consumer, the producer clocks and/or the consumer clocks.
  • the synchronization unit can be configured to synchronize the first producer clock, the further producer clock and the consumer clock using the NT protocol or using the PT protocol. Furthermore, the system can have a control unit that is configured
  • the first generator clock is configured in the first electricity generation unit
  • the additional producer clock is configured in the additional electricity generation unit
  • the consumer clock is configured in the electricity consumer.
  • network-capable clocks and/or time measurement units are implemented in the electricity generation units and in the at least one electricity consumer.
  • the generated and consumed currents can be set in relation to one another in a particularly advantageous manner in order to determine the relative current consumption.
  • a further aspect of the present invention relates to a computer program product comprising instructions which cause a system as described in detail above to carry out the method described.
  • a computer-readable, in particular non-volatile storage medium is proposed, on which such a computer program product is stored.
  • the computer program product may be implemented as computer-readable instruction code in any suitable machine and/or programming language, such as JAVA, C, C++, C#, and/or Python.
  • the computer program product can be stored on a storage medium such as a data disk, a removable drive, or a built-in memory/processor.
  • the instruction code can program a computer or other programmable device, such as a controller, to perform the desired functions.
  • the computer program product can be and/or be provided on a network such as the Internet, from which it can be downloaded by a user when required.
  • the computer program product can be and/or be implemented both by means of software and by means of one or more special electronic circuits, ie in hardware or in any hybrid form, ie by means of software components and hardware components.
  • FIG. 1 shows a representation for describing a power grid with power generation units, power consumers and network clocks implemented there
  • FIG. 2 shows a block diagram for describing the function of a system according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a storage means with a computer program product stored thereon according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a flow chart for explaining a method according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 shows a power grid 10 with various power generation units 11, 12, 13 and power consumers 17, 18, 19, 20.
  • a first power generation unit 11 in the form of a coal-fired power plant
  • a second power generation unit 12 in the form of a biogas plant
  • a third power generation unit 13 connected to a nuclear power plant.
  • the power generation units 11, 12, 13 transmit the power generated via a high-voltage network 41, a medium-voltage network 42, various transformers 35 and a low-voltage network 43 to three electricity consumers 17, 18, 19 in the form of private households and to a fourth electricity consumer 20 in the form of an industrial plant.
  • the power generation units 11, 12, 13 each have a generator clock 14, 15, 16.
  • the current consumers 17, 18, 19, 20 each have a consumer clock 21, 22, 23, 24.
  • the producer clocks 14, 15, 16 and the consumer clocks 21, 22, 23, 24 can be understood as network clocks, are each connected to the Internet and are set or operated in a manner that is synchronized with one another by a computer network-based protocol.
  • Fig. 2 is a system 50 for determining a relative power consumption with a first power generation unit 11, a second power generation unit 12, a
  • Power generation unit 11 has a first generator clock 14 and the second Power generation unit 12 has a second generator clock 15 .
  • the power consumer 17 has a consumer clock 21 .
  • the control unit 30 has a determination unit 31 , a synchronization unit 32 and a computer program product 33 installed in the control unit 30 .
  • the control unit 30 has a signal connection to the power generation units 11 , 12 and to the power consumer 17 .
  • the determination unit 31 is for determining a power generated by the first power generation unit 11 at a first power generation time and for determining the first power generation time using the first generator clock 14, for determining the power generated by the second power generation unit 12 at a further power generation time and for determining the further power generation time configured by means of the second producer clock 15. This means that the determination unit 31 can record the exact point in time and/or period of time in which which current, ie which current strength and/or which current quantity, is generated.
  • the determination unit 31 is further configured to determine a relative power consumption generated by the power consumer 17 of the power generated by the first power generation unit 11 and the power generated by the further power generation unit 12 at a power consumption time and to determine the power consumption time using the consumer clock 21 .
  • the synchronization unit 32 is configured to synchronize the first producer clock 14, the second producer clock 15 and the consumer clock 21 by a computer network-based protocol, wherein the determination unit 31 is configured to determine the relative power consumption using the first power generation time, the further power generation time and the power consumption time.
  • consumer clock 21 can always be used to determine the exact time and/or the exact period of power consumption by power consumer 17 and to determine and/or calculate the relative power consumption with reference to the previously accurately measured power generated.
  • the synchronization unit 32 is configured to synchronize the first producer clock 14, the second producer clock 15 and the consumer clock 21 using the PT protocol.
  • the control unit 30 is for changing the power generation by the first power generation unit 11 and/or for changing the power generation by the second power generation unit 12 on the basis of the determined relative power consumption configured.
  • the control unit 30 is configured to make different currents from different current generation units 11, 12 available to the current consumer 17 at different points in time and/or periods based on the determined relative current consumption. That is, a timing at which to use the power generated by the first power generation unit 11 and another timing at which to use the power generated by the second power generation unit 12 are determined.
  • the first producer clock 14 is configured in the first electricity generation unit 11, the second producer clock 15 in the further electricity generation unit 12 and the consumer clock 21 in the electricity consumer 17.
  • a power generated by the first power generation unit 11 at a first power generation time is determined using the first generator clock 14.
  • a power generated by the second power generation unit 12 at a second power generation time is determined using the second generator clock 15.
  • a relative power consumption generated by the power consumer 17 of the power generated by the first power generation unit 11 and power generated by the second power generation unit 12 at a power consumption time is determined, the power consumption time being determined using the consumer clock 21.
  • the first producer clock 14, the second producer clock 15 and the consumer clock 21 are synchronized with one another using a computer network-based protocol, with the relative power consumption being determined using the first power generation time, the further power generation time and the power consumption time.
  • the synchronization unit 32 can be configured to synchronize a producer clock 14, 15, 16 and/or a consumer clock 21, 22, 23, 24 using the NT protocol.
  • the control unit 30 can be configured based on the determined relative power consumption to propose different currents from different current generation units 11, 12 to a human user of the current consumer 17 at different points in time and/or periods of time. That is, a timing in which the power generated by the first power generation unit 11 is preferable to be used and another timing or period in which the power generated by the second power generation unit 12 is preferable to be used are suggested. This can be realized through visualization on a screen, for example on a monitor and/or a display of a smartphone. The method can be performed according to the configured system 50.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs, aufweisend die Schritte: Ermitteln eines durch eine erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels einer ersten Erzeugeruhr (14), Ermitteln eines durch eine weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und Ermitteln der weiteren Stromerzeugungszeit mittels einer weiteren Erzeugeruhr (15, 16), und Ermitteln eines durch einen Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) erzeugten relativen Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms und/oder des durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels einer Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24), wobei die erste Erzeugeruhr (14), die weitere Erzeugeruhr (15, 16) und die Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll miteinander synchronisiert werden und der relative Stromverbrauch unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit ermittelt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System (50) und ein Computerprogrammprodukt (33) zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Speichermittel (34), auf dem ein solches Computerprogrammprodukt (33) gespeichert ist.

Description

Bochum, 2. Mai 2022
Ih re Nach richt Ih r Zeichen Unser Zeichen You r message You r File Ou r File
IN047123-PCT
E.ON Digital Technology GmbH Tresckowstr. 5 30457 Hannover
Verfahren und System zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs, Computerprogrammprodukt und Speichermittel
B e s c h r e i b u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs zwischen unterschiedlichen Stromverbrauchern und/oder zwischen erzeugtem Strom und verbrauchtem Strom in einem Stromnetz, insbesondere in einem Niederspannungsnetz. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Speichermittel, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Systeme zum Betreiben eines Stromnetzes sowie zum Betreiben von verschiedenen Funktionseinheiten im Stromnetz bekannt. Unter den Funktionseinheiten können Stromerzeugungseinheiten wie Kohlekraftwerke, Wasserkraftwerke, Windkraftwerke bzw. Windparks, Solarkraftwerke bzw. Solarparks und Kernkraftwerke, Stromverbraucher wie Industrieanlagen, private Haushalte und einzelne Elektrogeräte sowie verschiedene Schalt- und/oder Wandeleinheiten zum Leiten und Umwandeln des Stroms bzw. entsprechender elektrischer Signale verstanden werden. In derzeit verfügbaren Stromnetzen und den zugehörigen Systemen stellt es stets eine große Herausforderung dar, den relativen Stromverbrauch von Strom aus unterschiedlichen Stromerzeugungsquellen mit möglichst kostengünstigen Mitteln und/oder mit einer ausreichend hohen Genauigkeit zu erfassen. Ungeachtet dessen besteht der Wunsch, den relativen Stromverbrauch möglichst in Echtzeit zu ermitteln und/oder überwachen zu können, um den erzeugten Strom bzw. unterschiedliche Stromarten, eine zugehörige Stromerzeugung und/oder den Stromverbrauch basierend darauf zu verwenden, zu verteilen und/oder einzustellen. Ein Ansatz zum Lösen dieser Problematik kann der internationalen Patentanmeldung WO 2017/199053 A1 entnommen werden. Dort wird ein System zum Abgleichen von unterschiedlich regenerativ erzeugten Strömen mit davon verbrauchtem Strom mittels Blockchain und geeigneten Token beschrieben. Ein solches Verfahren bietet zwar eine hohe Datensicherheit, ist jedoch relativ träge, komplex in der Anwendung und weist durch Verwenden der Blockchain bereits selbst einen relativ hohen Stromverbrauch auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum möglichst einfachen, genauen und insbesondere schnellen Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs von Strom aus unterschiedlichen Stromerzeugungseinheiten in einem Stromnetz zur Verfügung zu stellen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 , das System gemäß Anspruch 7, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 14 sowie das Speichermittel gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Ermitteln eines durch eine erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels einer ersten Erzeugeruhr,
- Ermitteln eines durch eine bzw. wenigstens eine weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und Ermitteln der weiteren Stromerzeugungszeit mittels einer weiteren Erzeugeruhr,
- Ermitteln eines durch einen Stromverbraucher erzeugten relativen Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms und/oder des durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels einer Verbraucheruhr, wobei die erste Erzeugeruhr, die weitere Erzeugeruhr und die Verbraucheruhr durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll miteinander synchronisiert werden und der relative Stromverbrauch unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit ermittelt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass durch einen Uhrzeitabgleich bzw. eine entsprechende Synchronisierung mittels eines computernetzwerkbasierten Protokolls relative Stromverbräuche auf einfache Weise mit besonders hoher Genauigkeit sowie Geschwindigkeit bzw. einer hohen Taktrate ermittelt werden können. Genauer gesagt können mittels der vorgeschlagenen Uhrzeitsynchronisierung zwischen den Stromerzeugungseinheiten und dem wenigstens einen Stromverbraucher Stromerzeugungswerte und Stromverbrauchswerte besonders schnell und mit Bezug zueinander ausgelesen werden. So kann beispielsweise in Echtzeit oder annähernd in Echtzeit ein im Vergleich zu einem erzeugten Strom relativer Verbrauch von Strom, der Kilometer entfernt in einem Windpark erzeugt wird sowie von Strom, der nochmals Kilometer entfernt in einem Kernkraftwerk erzeugt wird, ermittelt und/oder berechnet werden. Ebenso kann in Echtzeit oder annähernd in Echtzeit ein Verbrauch von Strom, der Kilometer entfernt in einem Windpark erzeugt wird im Verhältnis zu einem Verbrauch von Strom, der nochmals Kilometer entfernt in einem Kernkraftwerk erzeugt wird, ermittelt und/oder berechnet werden. Durch das computernetzwerkbasierte Synchronisieren können besonders kurze Reaktionszeiten von beispielsweise unter 1 Hz erreicht werden. Dies kann insbesondere beim Verwenden und/oder Verteilen der erzeugten Ströme von entscheidendem Vorteil sein. Unter dem relativen Stromverbrauch können der Verbrauch von Strom aus einer ersten Energieerzeugungseinheit in Relation zu einem Verbrauch von Strom aus einer weiteren Energieerzeugungseinheit, der Verbrauch von Strom aus einer Energieerzeugungseinheit in Relation zu durch diese Energieerzeugungseinheit erzeugtem Strom und/oder der Verbrauch von Strom aus mehreren Energieerzeugungseinheiten in Relation zu erzeugtem Strom aus den mehreren Energieerzeugungseinheiten verstanden werden. Der durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom und/oder der durch die zweite Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom kann über wenigstens einen Transformator und/oder eines am wenigstens einen Transformator transformierten Stroms ermittelt werden. Unter dem Transformer kann vorliegend ein Knotenpunkt verstanden werden, an welchem verschiedene oder sämtliche Energietransaktionen zusammenlaufen und/oder stattfinden. Jede Energieänderung korreliert stets zu einer lokalen Stromerzeugung und einem lokalen Stromverbrauch. Vorzugsweise wird der durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom über einen ersten Transformator bzw. den dort transformierten Strom ermittelt und der durch die zweite Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom wird über einen zweiten Transformator bzw. den dort transformierten Strom ermittelt. Auf analoge Weise kann der relative Stromverbrauch über den wenigstens einen Transformator und/oder einen am wenigstens einen Transformator transformierten Strom ermittelt werden. Auf Messgeräte in Häusern, Fahrzeugen und/oder Industrieanlagen kann dadurch verzichtet werden. Das Verfahren kann damit entsprechend effizient durchgeführt werden. Der wenigstens eine Transformator kann als Teil einer Stromerzeugungseinheit und/oder als Teil eines Stromverbrauchers betrachtet werden.
Entscheidend für das vorgeschlagene Verfahren ist es, dass jede Stromerzeugungseinheit und jeder Stromverbraucher bzw. die zugehörigen Uhren mittels computernetzwerkbasiertem Protokoll miteinander synchronisiert werden oder werden können. Dazu weisen die erste Erzeugeruhr, die weitere Erzeugeruhr und die Verbraucheruhr bevorzugt jeweils einen geeigneten Netzwerkzugang, insbesondere einen Internetzugang, auf. Die erste Erzeugeruhr, die weitere Erzeugeruhr und/oder die Verbraucheruhr können beispielsweise initial ihre jeweilige Uhrzeit durch ein GPS-Signal erhalten und/oder ableiten. Unter der ersten Erzeugeruhr, der weiteren Erzeugeruhr und/oder der Verbraucheruhr kann jeweils eine digitale und/oder computerimplementierte Uhr und/oder eine entsprechend konfigurierte Zeitmesseinheit verstanden werden. Die Stromerzeugungszeit und/oder die Stromverbrauchszeit können jeweils als wenigstens ein Zeitpunkt oder wenigstens ein Zeitraum verstanden werden. So können unter der Stromerzeugungszeit die Zeitdauer, in welcher durch eine Stromerzeugungseinheit Strom erzeugt wird, oder Zeitpunkte, zu welchen Strom durch die Stromerzeugungseinheit erzeugt wird, verstanden werden. Unter der Stromverbrauchszeit kann entsprechend die Zeitdauer, in welcher Strom durch einen Stromverbraucher verbraucht wird, oder Zeitpunkte, in welchen Strom durch den Stromverbraucher verbraucht wird, verstanden werden. Unter der jeweiligen Zeit kann ferner eine Uhrzeit verstanden werden, zu welcher Strom erzeugt und/oder verbraucht wird. Die erste Stromerzeugungszeit und die weitere Stromerzeugungszeit können sich teilweise oder vollständig überschneiden. Das Synchronisieren der Uhren kann mittels einer zentralen Atomuhr, einer koordinierten Weltzeit (UTC) und/oder einer entsprechenden Atomzeit durchgeführt werden.
Unter der ersten Stromerzeugungseinheit kann beispielsweise ein Kraftwerk oder eine Anlage zum Erzeugen von Strom aus erneuerbaren Energien, also ein Windkraftwerk, ein Wasserkraftwerk oder eine Solaranlage, verstanden werden. Unter der weiteren Stromerzeugungseinheit kann beispielsweise ein Kraftwerk oder eine Anlage zum Erzeugen von Strom aus fossilen Energieträgern und/oder Kernenergie, also ein Kohlekraftwerk oder ein Kernkraftwerk, verstanden werden. Unter der weiteren Stromerzeugungseinheit kann allerdings auch ein weiteres und/oder anderes Kraftwerk zum Erzeugen von Strom aus erneuerbaren Energien verstanden werden. Dasselbe gilt auf analoge Weise für unterschiedliche Kraftwerke und/oder Anlagen zum Erzeugen von Strom aus fossilen Energieträgern und/oder aus Kernenergie. Der wenigstens eine Stromverbraucher kann eine Industrieanlage, ein Haushalt, ein elektrisches Gerät im Haushalt und/oder ein mobiles elektrisches Gerät wie ein Smartphone oder ein Fahrzeug sein. Unter einem Stromverbraucher können auch Geräte wie Transformatoren und/oder Sicherungskästen verstanden werden.
Das Verfahren ist bevorzugt zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs in einem Stromnetz, insbesondere in einem Niederspannungsnetz, konfiguriert. Das heißt, es wird vorzugsweise der relative Stromverbrauch von wenigstens einem Stromverbraucher innerhalb eines Niederspannungsnetztes ermittelt. Die Stromerzeugungseinheiten können sich auch in einem Mittelspannungsnetz und/oder einem Hochspannungsnetz befinden bzw. dort angebunden sein.
Der durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom, der durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom und/oder der durch den Stromverbraucher erzeugte relative Stromverbrauch und/oder die Stromwerte repräsentierende Datenpakete können jeweils durch einen Token gekennzeichnet und mittels Blockchain an eine Ermittlungs und/oder Kontrolleinheit zum Ermitteln des relativen Stromverbrauchs übermittelt werden. Damit kann das Ermitteln des Stromverbrauchs mit einer besonders hohen Datensicherheit durchgeführt werden. Durch die Verwendung der Token und deren eindeutige Kennung kann außerdem eine hohe Betriebsstabilität erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die erste Erzeugeruhr, die weitere Erzeugeruhr und/oder die Verbraucheruhr bei einem Verfahren durch ein NT-Protokoll miteinander synchronisiert werden. Das heißt, unter dem computernetzwerkbasierten Protokoll kann das NT-Protokoll verstanden werden oder das computernetzwerkbasierte Protokoll kann das NT-Protokoll aufweisen. Mittels NT-Protokoll können die Erzeugeruhren und die Verbraucheruhr und/oder Verbraucheruhren bzw. die jeweiligen Uhrzeiten in Geräten, die viele hundert Kilometer voneinander beabstandet sind, mit hoher Genauigkeit synchronisiert werden. Dies bietet sich insbesondere für entsprechend weit voneinander entfernte Kraftwerke und/oder Anlagen an. Unter dem NT-Protokoll kann ein sogenanntes Network Time Protocol (NTP) zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen über paketbasierte Kommunikationsnetze verstanden werden. Das NT- Protokoll umfasst und/oder verwendet vorzugsweise das verbindungslose Transportprotokoll UDP oder das verbindungsbezogene Transportprotokoll TCP. Unter dem NT-Protokoll kann sowohl das Protokoll als auch die Software-Referenzimplementierung desselben verstanden werden. Anstelle des NT-Protokolls kann auch ein vereinfachtes NT-Protokoll (SNTP) verwendet werden. Das NT-Protokoll wird vorzugsweise als NTP-Service, also beispielsweise nicht in Form eines NTP-Servers, verwendet. Damit kann eine besonders hohe Ausfallsicherheit erreicht werden. Außerdem ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die erste Erzeugeruhr, die weitere Erzeugeruhr und/oder die Verbraucheruhr durch ein PT-Protokoll miteinander synchronisiert werden. Das heißt, unter dem computernetzwerkbasierten Protokoll kann das PT-Protokoll verstanden werden oder das computernetzwerkbasierte Protokoll kann das PT-Protokoll aufweisen. Mittels PT-Protokoll können die Erzeugeruhren und die Verbraucheruhr und/oder Verbraucheruhren bzw. die jeweiligen Uhrzeiten in Geräten mit besonders hoher Genauigkeit synchronisiert werden. Unter dem PT-Protokoll kann ein sogenanntes Precision Time Protocol (PTP) zum Bewirken der Synchronität der Uhrzeiteinstellungen mehrerer Geräte in einem Computernetzwerk verstanden werden. Das PT-Protokoll kann in Hardware-Ausführung eine Genauigkeit im Bereich von Nanosekunden und in Software-Ausführung im Bereich weniger Mikrosekunden erzielen. Das PT-Protokoll wird vorzugsweise als PTP-Service, also beispielsweise nicht in Form eines PTP-Servers, verwendet. Damit kann eine hohe Ausfallsicherheit erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die erste Erzeugeruhr und die weitere Erzeugeruhr durch bzw. mittels NT-Protokoll synchronisiert werden, wobei eine Synchronisierung zwischen wenigstens einer Erzeugeruhr und der Verbraucheruhr mittels PT- Protokoll durchgeführt wird. Hierbei kann beispielsweise die Zeit der Erzeugeruhr als Maßstab und/oder Master genutzt werden. Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn das Verfahren für die Erzeugeruhren durch einen ersten Standard definiert wird und das Verfahren mit den Verbraucheruhren durch einen zweiten Standard definiert wird. Es könnte sein, dass der erste Standard ein NT-Protokoll vorschreibt und der zweite Standard ein PT-Protokoll vorschreibt. In diesem Fall können die drei Uhren durch das Zusammenspiel von mehreren Synchronisationsprotokollen miteinander vorteilhaft synchronisiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, dass bei einem Verfahren anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs eine Stromerzeugung durch die erste Stromerzeugungseinheit und/oder eine Stromerzeugung durch die weitere Stromerzeugungseinheit verändert wird. Unter Berücksichtigung der synchronisierten Uhren bzw. Uhrzeiten und des entsprechend genau ermittelten relativen Stromverbrauchs können auch die Stromerzeugungseinheiten entsprechend genau kontrolliert werden. So kann Stromerzeugung durch einen Windpark beispielsweise beendet oder reduziert werden, wenn erkannt wird, dass aktuell weniger Stromverbraucher Strom aus Windenergie beziehen oder beziehen möchten. Alternativ zum Beenden oder Reduzieren der Stromerzeugung kann der erzeugte Strom auch alternativ verwendet, also entweder zwischengespeichert und/oder umgeleitet werden. Unter dem Verändern kann mithin verstanden werden, dass mehr oder weniger Strom erzeugt wird oder die Verteilung und/oder Verwendung des erzeugten Stroms verändert wird.
Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers vorgeschlagen wird oder für den Stromverbraucher bestimmt wird, den durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Strom und/oder den durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Strom zu verwenden. Anhand des präzise und mit einer hohen Taktzeit erfassten relativen Stromverbrauchs ist es möglich, die erzeugten Ströme entsprechend für die gewünschten Aufgaben schnell zuzuordnen und/oderzu verwenden. Das heißt, Stromverbrauchern bzw. deren Nutzern können beispielsweise im Sekundentakt unterschiedliche Stromtarife für unterschiedliche Stromarten und/oder Stromerzeugungseinheiten vorgeschlagen werden. Ebenso sind programmierte Stromverbraucher denkbar, die im Sekunden- oder Minutentakt unterschiedliche Verfügbarkeiten von verschiedenen Stromerzeugungseinheiten überprüfen und basierend darauf flexibel bzw. dynamisch unterschiedliche Ströme und/oder Stromarten, also beispielsweise zunächst Strom aus Windenergie aus Kraftwerk A, anschließend Strom aus Kernenergie aus Kraftwerk B und danach Strom aus Windenergie aus Kraftwerk C, verwenden. Damit kann der Verbraucher nicht nur effizient und kostensparend arbeiten, vielmehr können damit auch Lastspitzen in Kraftwerken und/oder eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung geschaffen werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zudem möglich, dass anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers vorgeschlagen wird oder für den Stromverbraucher bestimmt wird, in welcher Zeit der durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom und/oder der durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom zu verwenden sind. Eine solche Zeitsteuerung und entsprechende Zeitvorschläge lassen sich durch die zeitlich synchronisierten Stromerzeugungseinheiten und Stromverbraucher besonders effektiv bzw. sinnvoll realisieren. Wird beispielsweise festgestellt, dass aktuell überwiegend Strom aus einer Solaranlage verwendet wird, der relative Stromverbrauch von Strom, der mittels Solarenergie erzeugt wird, also entsprechend hoch, die Sonne aber bald untergehen wird, kann einem Stromverbraucher oder dem Nutzer des Stromverbrauchers vorgeschlagen werden, auf beispielsweise Strom aus einem Kernkraftwerk oder einem Wasserkraftwerk umzusteigen. Alternativ ist es möglich, einen entsprechenden Stromwechsel automatisiert für den Stromverbraucher zu bestimmen. Zusätzlich zum relativen Stromverbrauch können, beispielsweise auch verschiedene Tageszeiten, Uhrzeiten, Parameter zum Wetter und/oder Geopositionen der Stromerzeugungseinheiten und/oder des wenigstens einen Stromverbrauchers berücksichtigt werden. Das Vorschlägen und/oder Bestimmen anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs kann entsprechend als Vorschlägen und/oder Bestimmen unter Verwendung und/oder Berücksichtigen des ermittelten relativen Stromverbrauchs verstanden werden, wobei neben dem relativen Stromverbrauch noch weitere Parameter und/oder Betriebszustände berücksichtigt und/oder verwendet werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs und insbesondere zum Durchführen eines wie vorstehend im Detail beschriebenen Verfahrens zur Verfügung gestellt. Das System umfasst: eine Ermittlungseinheit
- zum Ermitteln eines durch eine erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels einer ersten Erzeugeruhr,
- zum Ermitteln eines durch eine weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der weiteren
Stromerzeugungszeit mittels einer weiteren Erzeugeruhr, sowie
- zum Ermitteln eines durch einen Stromverbraucher erzeugten relativen
Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms und/oder des durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und zum Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels einer Verbraucheruhr, und eine Synchronisierungseinheit zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr, der weiteren Erzeugeruhr und der Verbraucheruhr durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll, wobei die Ermittlungseinheit zum Ermitteln des relativen Stromverbrauchs io unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit konfiguriert ist.
Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Das System kann in Form eines Computers und/oder einer zentralen Kontrolleinheit ausgestaltet sein. Das System kann ferner die Stromerzeugungseinheiten, den wenigstens einen Stromverbraucher, die Erzeugeruhren und/oder die Verbraucheruhren umfassen.
Bei dem System kann die Synchronisierungseinheit zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr, der weiteren Erzeugeruhr und der Verbraucheruhr mittels NT-Protokoll oder mittels PT-Protokoll konfiguriert sein. Fernern kann das System eine Kontrolleinheit aufweisen, die konfiguriert ist,
- anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs eine Stromerzeugung durch die erste Stromerzeugungseinheit und/oder eine Stromerzeugung durch die weitere Stromerzeugungseinheit zu verändern,
- anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers vorzuschlagen oder für den Stromverbraucher zu bestimmen, den durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugten Strom und/oder den durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugten Strom zu verwenden, und/oder
- anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers vorzuschlagen oder für den Stromverbraucher zu bestimmen, in welcher Zeit der durch die erste Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom und/oder der durch die weitere Stromerzeugungseinheit erzeugte Strom zu verwenden sind.
Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen System die erste Erzeugeruhr in der ersten Stromerzeugungseinheit ausgestaltet ist, die weitere Erzeugeruhr in der weiteren Stromerzeugungseinheit ausgestaltet ist und/oder die Verbraucheruhr im Stromverbraucher ausgestaltet ist. Das heißt, in den Stromerzeugungseinheiten und in dem wenigstens einen Stromverbraucher sind jeweils selbst netzwerkfähige Uhren und/oder Zeitmesseinheiten, insbesondere digital oder überwiegend digital, implementiert. Damit können die erzeugten und verbrauchten Ströme zum Ermitteln des relativen Stromverbrauchs besonders vorteilhaft zueinander ins Verhältnis gesetzt werden. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, das Befehle umfasst, die bewirken, dass ein wie vorstehend im Detail beschriebenes System das beschriebene Verfahren ausführt. Darüber hinaus wird ein computerlesbares, insbesondere nichtflüchtiges Speichermittel vorgeschlagen, auf welchem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Damit bringen auch das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie das Speichermittel die vorstehend beschriebenen Vorteile mit sich. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Maschinensprache und/oder Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem Speichermittel wie einer Datendisk, einem Wechsel laufwerk, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie ein Steuergerät derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden und/oder sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, das heißt in Hardware oder in beliebig hybrider Form, das heißt mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden und/oder sein.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 eine Darstellung zum Beschreiben eines Stromnetzes mit Stromerzeugungseinheiten, Stromverbrauchern und dort implementierten Netzwerkuhren, Figur 2 ein Blockschaltbild zum Beschreiben der Funktion eines Systems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Figur 4 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Stromnetz 10 mit verschiedenen Stromerzeugungseinheiten 11, 12, 13 und Stromverbraucher 17, 18, 19, 20. An dem gezeigten Stromnetz 10 sind eine erste Stromerzeugungseinheit 11 in Form eines Kohlekraftwerks, eine zweite Stromerzeugungseinheit 12 in Form einer Biogasanlage und eine dritte Stromerzeugungseinheit 13 eines Kernkraftwerks angeschlossen. Die Stromerzeugungseinheiten 11, 12, 13 übertragen den erzeugten Strom über ein Hochspannungsnetz 41, ein Mittelspannungsnetz 42, verschiedene Transformatoren 35 und ein Niederspannungsnetz 43 an drei Stromverbraucher 17, 18, 19 in Form von Privathaushalten und an einen vierten Stromverbraucher 20 in Form einer Industrieanlage. Wie in Fig. 1 gezeigt, weisen die Stromerzeugungseinheiten 11, 12, 13 jeweils eine Erzeugeruhr 14, 15, 16 auf. Die Stromverbraucher 17, 18, 19, 20 weisen jeweils eine Verbraucheruhr 21, 22, 23, 24 auf. Die Erzeugeruhren 14, 15, 16 und die Verbraucheruhren 21, 22, 23, 24 können als Netzwerkuhren verstanden werden, sind jeweils mit dem Internet verbunden und durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll miteinander synchronisiert eingestellt bzw. betrieben.
In Fig. 2 ist ein System 50 zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs mit einer ersten Stromerzeugungseinheit 11, einer zweiten Stromerzeugungseinheit 12, einem
Stromverbraucher 17 und einer Kontrolleinheit 30 dargestellt. Die erste
Stromerzeugungseinheit 11 weist eine erste Erzeugeruhr 14 auf und die zweite Stromerzeugungseinheit 12 weist eine zweite Erzeugeruhr 15 auf. Der Stromverbraucher 17 weist eine Verbraucheruhr 21 auf. Die Kontrolleinheit 30 weist eine Ermittlungseinheit 31, eine Synchronisierungseinheit 32 und ein in der Kontrolleinheit 30 installiertes Computerprogrammprodukt 33 auf. Die Kontrolleinheit 30 steht mit den Stromerzeugungseinheiten 11 , 12 und mit dem Stromverbraucher 17 in Signalverbindung.
Die Ermittlungseinheit 31 ist zum Ermitteln eines durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels der ersten Erzeugeruhr 14, zum Ermitteln des durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der weiteren Stromerzeugungszeit mittels der zweiten Erzeugeruhr 15 konfiguriert. Das heißt, die Ermittlungseinheit 31 kann den genauen Zeitpunkt und/oder Zeitraum erfassen, in welchem welcher Strom, also welche Stromstärke und/oder welche Strommenge, erzeugt werden. Die Ermittlungseinheit 31 ist ferner zum Ermitteln eines durch den Stromverbraucher 17 erzeugten relativen Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugten Stroms und des durch die weitere Stromerzeugungseinheit 12 erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und zum Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels der Verbraucheruhr 21 konfiguriert. Die Synchronisierungseinheit 32 ist zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr 14, der zweiten Erzeugeruhr 15 und der Verbraucheruhr 21 durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll konfiguriert, wobei die Ermittlungseinheit 31 zum Ermitteln des relativen Stromverbrauchs unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit konfiguriert ist. Das heißt, mittels der Verbraucheruhr 21 kann stets der genaue Zeitpunkt und/oder der genaue Zeitraum des Stromverbrauchs durch den Stromverbraucher 17 ermittelt und entsprechend genau der relative Stromverbrauch mit Bezug auf den zuvor entsprechend genau gemessenen erzeugten Strom ermittelt und/oder berechnet werden.
In dem in Fig. 2 gezeigten System 50 ist die Synchronisierungseinheit 32 zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr 14, der zweiten Erzeugeruhr 15 und der Verbraucheruhr 21 mittels PT-Protokoll konfiguriert. Die Kontrolleinheit 30 ist zum Verändern der Stromerzeugung durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 und/oder zum Verändern der Stromerzeugung durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs konfiguriert. Außerdem ist die Kontrolleinheit 30 konfiguriert, anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs für den Stromverbraucher 17 zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder Zeiträumen unterschiedliche Ströme von unterschiedlichen Stromerzeugungseinheiten 11, 12 zur Verfügung zu stellen. Das heißt, es werden ein Zeitpunkt bzw. Zeitraum, in welchem der durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugte Strom zu verwenden ist und ein anderer Zeitpunkt bzw. Zeitraum, in welchem der durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 erzeugte Strom zu verwenden ist, bestimmt. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die erste Erzeugeruhr 14 in der ersten Stromerzeugungseinheit 11, die zweite Erzeugeruhr 15 in der weiteren Stromerzeugungseinheit 12 und die Verbraucheruhr 21 im Stromverbraucher 17 ausgestaltet.
Fig. 3 zeigt ein computerlesbares und nichtflüchtiges Speichermittel 34 mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt 33. Das Computerprogrammprodukt 33 ist zum Durchführen eines Verfahrens zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs konfiguriert, das anschließend mit Bezug auf die Figuren 2 und 4 erläutert wird. In einem ersten Schritt S1 wird ein durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugter Strom zu einer ersten Stromerzeugungszeit mittels der ersten Erzeugeruhr 14 ermittelt. In einem zweiten Schritt S2 wird ein durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 erzeugter Strom zu einer zweiten Stromerzeugungszeit mittels der zweiten Erzeugeruhr 15 ermittelt. In einem dritten Schritt S3 wird ein durch den Stromverbraucher 17 erzeugter relativer Stromverbrauch des durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugten Stroms und durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit ermittelt, wobei die Stromverbrauchszeit unter Verwendung der Verbraucheruhr 21 ermittelt wird. Die erste Erzeugeruhr 14, die zweite Erzeugeruhr 15 und die Verbraucheruhr 21 werden hierbei durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll miteinander synchronisiert, wobei der relative Stromverbrauch unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit ermittelt wird.
Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. Das heißt, die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden. So kann bei einem System 50 die Synchronisierungseinheit 32 zum Synchronisieren einer Erzeugeruhr 14, 15, 16 und/odereiner Verbraucheruhr 21, 22, 23, 24 mittels NT-Protokoll konfiguriert sein. Außerdem kann die Kontrolleinheit 30 konfiguriert sein, anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem menschlichen Nutzer des Stromverbrauchers 17 zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder Zeiträumen unterschiedliche Ströme von unterschiedlichen Stromerzeugungseinheiten 11, 12 vorzuschlagen. Das heißt, es werden ein Zeitpunkt bzw. Zeitraum, in welchem der durch die erste Stromerzeugungseinheit 11 erzeugte Strom vorzugsweise zu verwenden ist und ein anderer Zeitpunkt bzw. Zeitraum, in welchem der durch die zweite Stromerzeugungseinheit 12 erzeugte Strom vorzugsweise zu verwenden ist, vorgeschlagen. Dies kann durch die Visualisierung auf einem Bildschirm, beispielsweise auf einem Monitor und/oder einem Display eines Smartphones, realisiert werden. Das Verfahren kann entsprechend dem konfigurierten System 50 durchgeführt werden.
B ez u g s ze i c h e n l i ste Stromnetz Stromerzeugungseinheit Stromerzeugungseinheit Stromerzeugungseinheit Erzeugeruhr Erzeugeruhr Erzeugeruhr Stromverbraucher Stromverbraucher Stromverbraucher Stromverbraucher Verbraucheruhr Verbraucheruhr Verbraucheruhr Verbraucheruhr Kontrolleinheit Ermittlungseinheit Synchronisierungseinheit Computerprogrammprodukt Speichermittel T ransformator Hochspannungsstromnetz Mittelspannungsnetz Niederspannungsnetz System

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs, aufweisend die Schritte:
- Ermitteln eines durch eine erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels einer ersten Erzeugeruhr (14),
- Ermitteln eines durch eine weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und Ermitteln der weiteren Stromerzeugungszeit mittels einerweiteren Erzeugeruhr (15, 16),
- Ermitteln eines durch einen Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) erzeugten relativen Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms und/oder des durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels einer Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erzeugeruhr (14), die weitere Erzeugeruhr (15, 16) und die Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll miteinander synchronisiert werden und der relative Stromverbrauch unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erzeugeruhr (14), die weitere Erzeugeruhr (15, 16) und/oder die Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) durch ein NT-Protokoll miteinander synchronisiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erzeugeruhr (14), die weitere Erzeugeruhr (15, 16) und/oder die Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) durch ein PT-Protokoll miteinander synchronisiert werden.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs eine Stromerzeugung durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) und/oder eine Stromerzeugung durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) verändert wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des
Stromverbrauchers (17, 18, 19, 20) vorgeschlagen wird oder für den Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) bestimmt wird, den durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Strom und/oder den durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Strom zu verwenden.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs einem Nutzer des
Stromverbrauchers (17, 18, 19, 20) vorgeschlagen wird oder für den Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) bestimmt wird, in welcher Zeit der durch die erste
Stromerzeugungseinheit (11) erzeugte Strom und/oder der durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugte Strom zu verwenden sind.
7. System (50) zum Ermitteln eines relativen Stromverbrauchs, aufweisend: eine Ermittlungseinheit (31)
- zum Ermitteln eines durch eine erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms zu einer ersten Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der ersten Stromerzeugungszeit mittels einer ersten Erzeugeruhr (14),
- zum Ermitteln eines durch eine weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer weiteren Stromerzeugungszeit und zum Ermitteln der weiteren Stromerzeugungszeit mittels einerweiteren Erzeugeruhr (15, 16), sowie
- zum Ermitteln eines durch einen Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) erzeugten relativen Stromverbrauchs des durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Stroms und/oder des durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Stroms zu einer Stromverbrauchszeit und zum Ermitteln der Stromverbrauchszeit mittels einer Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24), und eine Synchronisierungseinheit (32) zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr (14), der weiteren Erzeugeruhr (15, 16) und der Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) durch ein computernetzwerkbasiertes Protokoll, wobei die Ermittlungseinheit (31) zum Ermitteln des relativen Stromverbrauchs unter Verwendung der ersten Stromerzeugungszeit, der weiteren Stromerzeugungszeit und der Stromverbrauchszeit konfiguriert ist.
8. System (50) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierungseinheit (32) zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr (14), der weiteren Erzeugeruhr (15, 16) und/oder der Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) mittels NT-Protokoll konfiguriert ist.
9. System (50) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisierungseinheit (32) zum Synchronisieren der ersten Erzeugeruhr (14), der weiteren Erzeugeruhr (15, 16) und/oder der Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) mittels PT-Protokoll konfiguriert ist.
10. System (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch, eine Kontrolleinheit (30) zum Verändern der Stromerzeugung durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) und/oder der Stromerzeugung durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) anhand des ermittelten relativen Stromverbrauchs.
11. System (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinheit (30) die konfiguriert ist, anhand des ermittelten relativen
Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers (17, 18, 19, 20) vorzuschlagen oder für den Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) zu bestimmen, den durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugten Strom und/oder den durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugten Strom zu verwenden.
12. System (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinheit (30) die konfiguriert ist, anhand des ermittelten relativen
Stromverbrauchs einem Nutzer des Stromverbrauchers (17, 18, 19, 20) vorzuschlagen oder für den Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) zu bestimmen, in welcher Zeit der durch die erste Stromerzeugungseinheit (11) erzeugte Strom und/oder der durch die weitere Stromerzeugungseinheit (12, 13) erzeugte Strom zu verwenden sind.
13. System (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erzeugeruhr (14) in der ersten Stromerzeugungseinheit (11) ausgestaltet ist, die weitere Erzeugeruhr (15, 16) in der weiteren Stromerzeugungseinheit (12, 13) ausgestaltet ist und/oder die Verbraucheruhr (21, 22, 23, 24) im Stromverbraucher (17, 18, 19, 20) ausgestaltet ist.
14. Computerprogrammprodukt (33), umfassend Befehle, die bewirken, dass ein System (50) nach einem der Ansprüche 7 bis 13 ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt.
15. Computerlesbares Speichermittel (34) mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt (33) nach Anspruch 14.
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