用于运行自主能源供应网络的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于运行自主能量供应网络的方法，包括多个能量产生器和多个能量消耗器，其中设有本地控制装置，其构建用于控制能量产生器和/或能量消耗器。为了减少自主能量供应网络的运行所需的参数化耗费，建议执行以下步骤：将自主能量供应网络的模型数据提供计算装置的数据存储器中，其中模型数据说明相应的能量产生器以及其运行参数；借助计算装置通过使用模型数据来确定自主能量供应网络的运行计划，运行计划规定在特定时间间隔期间自主能量供应网络的运行状态；将运行计划传输到本地控制装置；以及由本地控制装置根据运行计划的规定来控制能量产生器和/或能量消耗器。本发明专利技术还涉及一种用于运行自主能量供应网络的相应系统。

【技术实现步骤摘要】
用于运行自主能源供应网络的方法和系统
本专利技术涉及一种用于运行自主能量供应网络的方法，该自主能量供应网络包括多个能量产生器和多个能量消耗器。本专利技术还涉及一种用于运行这种自主能量供应网络的系统。
技术介绍
响应于与能量供应网络的供应可靠性和再生能量生产商(例如风力发电厂，光伏电站)的增加的比例有关的问题，最近已经使用了自主能量供应网络(以下也称为“微电网”)。这种微电网是包括能量产生器和能量消耗器的相对小的能量供应网络。除此之外，这种微电网还可以包括电能存储单元。这种能量存储单元将在下面被视为能量产生器(能量存储单元传递电力)或能量消耗器(能量存储单元汲取电力)，这取决于它们的运行模式。通常，微电网根据存在的能量产生器和能量消耗器的容量来配置，使得电能的产生和消耗至少近似彼此平衡，使得可以使用术语自主的，即自供电的运行。此外，微电网并不连接到其它能量供应网络(例如岛上的微电网或在远程区域中)，或者它们在网络连接点处耦合到上级能量供应网络(配电网络)并且可以从其汲取电力或向其输送电力。在后一种变型的情况下，存在借助上级能量供应网络进行功率补偿的可能性，同时在上级能源供应网络的故障时确保微电网的内部电力供应可以通过其自身的能量产生器来维持。微电网的运行可以根据各种参数来优化。例如，微电网可以以最低可能成本或最低可能的CO2排放运行。在这种情况下，常规能量产生器(例如柴油发电机)和再生能量产生器(从可再生能源(例如太阳，风)产生电能的能量产生器)和任何能量存储单元都要被考虑、建模和控制。具体地，为了使网络运行尽可能高效，一个重要方面在于预测微网络中网络内部的未来能量产生以及网络内的未来能量消耗，其中两个量通常至少部分地依赖于天气，以及优化投资组合，即综合使用各个能源生产商。当前可用于微电网中的能量自动化的解决方案基本上基于常规管理系统，例如也用于站自动化(例如，西门子SICAM系列)或网络管理技术(例如西门子SpectrumPower系列)。原则上，这些系统非常适合于微电网的控制和调节。然而，它们的运行和建模概念主要涉及技术培训的专业人员，他们通常不能用于上述应用情况，并且其使用还需要相对高的成本。此外，这种自动化解决方案的成本/效益比对于微电网的数量级是不利的，微电网通常仅具有几MW的生产功率。这不仅涉及系统成本(即相应自动化解决方案的组件和软件)，而且还涉及参数化和调试所需的费用。具体地，在这种情况下，建立通常所需的数学建模函数特别导致高的手动分析和参数化花费。此外，已知的自动化解决方案通常假设微电网和管理中心之间的恒定通信。这已经是有问题的，特别是当微电网用于确保在偏远地区的安全电力供应时，或者在上级能量供应网络故障(通常还涉及长距离通信的故障)的情况下。此外，美国专利申请US2010/0023174A1公开了一种微电网的控制系统，其中微电网由相应的各个本地控制装置控制，并且微电网的本地控制装置彼此交换控制数据，以便使上级能源供应网络的运行进入优化。在该解决方案中，对于各个本地控制装置存在高配置费用。
技术实现思路
本专利技术的目的是减少自主能量供应网络(微电网)的运行所需的参数化开销。该目的通过根据本专利技术的方法来实现。因此，提供了构建为用于控制能量产生器和/或能量消耗器的本地控制装置；在所述方法中执行以下步骤：在对于所述本地控制装置上级布置的计算装置的数据存储器中提供自主能量供应网络的模型数据，其中所述模型数据说明了所述微电网的相应设施，特别是可用的能量产生器，以及能量消耗器和/或存储器，以及它们的运行参数；通过使用所述模型数据，利用所述计算装置确定所述自主能量供应网络的运行计划，其中所述运行计划规定了所述自主能量供应网络在特定时间间隔期间的运行状态；所述运行计划被发送到所述本地控制装置；并且能量产生器和/或能量消耗器由本地控制装置根据运行计划的规定来控制。根据本专利技术的方法的特别的优点是，本地控制装置的几乎所有的参数化都不是现场地而是借助计算装置来执行。这避免了微电网的运营商在现场使用受过训练的人员的需要。此外，可以使用相对简单的装置作为本地控制装置，在该装置上不必对其计算能力提出严格的要求，因为计算密集的过程，特别是数学运算优化通过计算装置来执行。借助于计算装置提供的模型数据尤其包括例如相应能量产生器的类型和安装位置、空间取向、名称、能量产生器的最小和最大生产功率、效率特性、可能使用的燃料的燃料价格或电池容量。在根据本专利技术的方法的一个有利的改进方案中，为了借助计算装置确定相应的时间间隔中的运行计划，确定相应的能量产生器的预期馈送功率，并且预期馈送功率使用相应的能量产生器以便确定运行计划。在该实施方式中，相应能量产生器的运行预测有利地用作运行优化的基础。以这种方式，每个能量产生器的预期馈送功率可以本身被预测，使得例如对于所讨论的时间间隔，可以计划是否需要从任何上级分配网络提取电功率或者可以递送到其中，例如以便优化货币收益。在此，在根据本专利技术的方法的一个有利的实施方式中，此外，借助于计算装置为相应的时间间隔确定自主能量供应网络的区域的天气预报，并且对于那些其馈送功率取决于相应能量产生器的区域中的当前天气条件的能量产生器，通过使用与相应能量产生器的运行相关的天气预报的信息以及至少一些模型数据来确定相应时间间隔的预期馈送功率。特别地，从短期可再生能源(风力，太阳辐射)产生电能的那些能量产生器在特定程度上取决于相应能量产生器的区域中的相应天气情况。根据最后提及的实施方式，计算装置然后确定各个能量产生器的区域的天气预报。由于微电网通常仅具有小的空间范围，在这种情况下，仅仅为微电网的区域确定天气情况就足够了，并且对于所有可用的能量产生器使用这种天气情况。基于天气情况或与相应能量产生器的电能生产相关的信息(例如风强度、云量、日光长度和太阳光的入射角)，在特定模型数据的知识的基础上对于相应的能量产生器(例如效率、安装地点、取向)，计算装置可以确定所讨论的时间间隔的预期馈送功率。因此也可以借助计算装置对这样的能量产生器进行假设，而不需要使用本地控制装置。在根据本专利技术的方法的另一有利实施方式中，通过由计算装置提供或连接到计算装置的数据编辑器获取模型数据作为用户输入，并且将模型数据存储在计算装置的数据存储器中。这提供了由计算装置获取模型数据的简单可能性。也不需要在本地控制装置之一处手动输入。此外，在根据本专利技术的方法的另一有利实施方式中，计算装置由配置为云计算机系统的数据处理设备构成。在该实施方式中，以特别灵活的方式配置计算装置。云计算机系统在这种情况下旨在表示具有一个或多个数据存储设备和一个或多个数据处理设备的装置，其可以通过适当的编程来配置以便执行任何期望的数据处理运行。在这种情况下，数据处理设备通常构成通用数据处理设备(例如服务器)，其最初在其设计和其编程方面没有特定配置。只有通过已经执行的编程，通用数据处理设备才被设置为执行特定功能。如果云计算机系统包括多个单独的组件，则这些将以适于数据通信的合适方式(例如通过通信网络)彼此连接。可以向云计算机系统提供用于数据存储和/或处理的任何期望的数据。云计算机系统本身使得存储的数据和/或执行的数据处理的结果又可用于其他设备，例如微电网的本地控制装置和连接到云计算机系统的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行自主能量供应网络(11)的方法，所述自主能量供应网络包括多个能量产生器(15)和多个能量消耗器(16)，其中，设有本地控制装置(18)，所述本地控制装置(18)构建为用于控制所述能量产生器(15)和/或能量消耗器(16)，并且其中在所述方法中执行以下步骤：‑在对于所述本地控制装置(18)上级布置的计算装置(20)的数据存储器中提供所述自主能量供应网络(11)的模型数据，所述模型数据说明了相应的能量产生器(15)及其运行参数；‑通过使用所述模型数据，利用所述计算装置(20)确定所述自主能量供应网络(11)的运行计划，其中所述运行计划规定了在特定时间间隔期间所述自主能量供应网络(11)的运行状态；‑将所述运行计划传输到所述本地控制装置(18)；和‑由所述本地控制装置(18)根据运行计划的规定来控制所述能量产生器(15)和/或所述能量消耗器(16)。

【技术特征摘要】
2016.03.01 EP 16158006.31.一种用于运行自主能量供应网络(11)的方法，所述自主能量供应网络包括多个能量产生器(15)和多个能量消耗器(16)，其中，设有本地控制装置(18)，所述本地控制装置(18)构建为用于控制所述能量产生器(15)和/或能量消耗器(16)，并且其中在所述方法中执行以下步骤：-在对于所述本地控制装置(18)上级布置的计算装置(20)的数据存储器中提供所述自主能量供应网络(11)的模型数据，所述模型数据说明了相应的能量产生器(15)及其运行参数；-通过使用所述模型数据，利用所述计算装置(20)确定所述自主能量供应网络(11)的运行计划，其中所述运行计划规定了在特定时间间隔期间所述自主能量供应网络(11)的运行状态；-将所述运行计划传输到所述本地控制装置(18)；和-由所述本地控制装置(18)根据运行计划的规定来控制所述能量产生器(15)和/或所述能量消耗器(16)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，-为了在相应的时间间隔借助于所述计算装置(20)确定所述运行计划，确定各个能量产生器(15)的预期馈送功率；和-使用相应能量产生器(15)的预期馈送功率，以便确定运行计划。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，-针对相应的时间间隔，借助于所述计算装置(20)为所述自主能量供应网络(11)的区域确定天气预报；和-对于其馈送功率取决于相应能量产生器(15)的区域中的当前天气状况的能量产生器(15)，通过使用与相应能量产生器(15)的运行关联的天气预报的信息以及至少一部分模型数据，确定相应时间间隔的预期馈送功率。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-通过由计算装置(20)提供或与其连接的数据编辑器(24)获取模型数据作为用户输入，并且将模型数据存储在计算装置(20)的数据存储器中。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-所述计算装置(20)由配置为云计算机系统的数据处理设备构成。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，-用于相应时间间隔的运行计划包括：总体运行计划，所述总体运行计划规定所述自主能量供应网络(11)的网络连接点(12)处的电功率；以及部分运行计划，用于自主能量供应网络(11)的能量产生器(15)和/或能量消耗器(16)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，-所述部分运行计划分别至少包括对于如下的规定：相应能量产生器(15)或能量消耗器(16)的功率输出或功率需求的开关状态和额定值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，-部分运行计划还包括对于相应能量产生器(15)或能量消耗器(16)在能量产生或能量消耗期间产生的成本的规定。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，-在所述自主能量供应网络(11)由所述本地控制装置(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：W弗罗纳，M雷施伯克，T沃纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE