用于系统的控制单元和建筑物能量系统技术方案

提出一种控制单元(100)，所述控制单元用于具有空调设备(10)、用于产生电能的光伏设备(20)和用于存储电能的能量存储器(30)的系统，所述系统与网络连接点存在连接而适于将电能馈入到外部电网(60)中或从中吸收电能。所述控制单元被配置成适于根据与所馈入的或所吸收的电能相关的电流强度和/或电压的至少一个条件来共同地控制所述空调设备(10)、所述光伏设备(20)和所述能量存储器(30)。附加地，提出一种相应的控制方法和建筑物能量系统。种相应的控制方法和建筑物能量系统。种相应的控制方法和建筑物能量系统。

【技术实现步骤摘要】
用于系统的控制单元和建筑物能量系统


[0001]本技术涉及一种用于控制系统、尤其是建筑物能量系统的控制单元，一种相应的控制方法以及一种建筑物能量系统。特别地，本技术涉及这种系统的、尤其是这种建筑物能量系统的能量管理的改善。

技术介绍

[0002]在现有技术中，具有安装在相应建筑物的屋顶上的光伏模块的建筑物能量系统是已知的。这些光伏模块根据太阳辐射的强度产生呈电流形式的电能(或电功率)。如此产生的电流既可以用于运行建筑物内部的用电设备(例如洗衣机、厨房电器或冷却器和空调设备)，也可以借助建筑物的网络连接点馈入到外部电网中。建筑物内部的用电设备的运行所需的附加电能可以通过网络连接点从外部电网取出。
[0003]取决于当前的天气条件以及当前存在的、建筑物内部的内部功率需求，网络交换功率可以为正(即，由光伏模块提供的功率超过建筑物内部所需的功率)或负(即，建筑物内部所需的功率超过由光伏模块提供的功率)。因此，在先前已知的建筑物能量系统中，网络交换功率通常既不能在符号方面也不能在绝对值方面进行预测。
[0004]另一方面，从网络运营商的角度来看，根据外部电网的当前状态，具有预给定的符号(即正或负)的网络交换功率可能是值得期望的。特别地，以有益于网络的方式提供的网络交换功率可以对以下做出贡献：将网络电压的幅度和/或频率稳定在预给定的容差带内。然而，由于在先前已知的建筑物能量系统中所无法预测的网络交换功率，使得实际上不能实现有益于网络地提供网络交换功率。
[0005]此外，在先前已知的建筑物能量系统中，外部电网在日间长久地载荷，即，必须不断地提供不同于零的网络交换功率。因此，从网络运营商的角度来看，在先前已知的建筑物能量系统中出现的不受控且不可预测的网络交换功率是一个问题，例如对于网络稳定性。此外，出于经济上的衡量，也值得期望的是，将网络交换功率最小化，并且例如将建筑物能量系统内的自身电流利用最大化。但是，这种自身需求优化由于在先前已知的建筑物能量系统中所无法预测的网络交换功率而变得明显更加困难。最后，在先前已知的建筑物能量系统中，可能出现以下问题：由于用于将太阳能馈入到外部电网中的适用规定，必须接受在光伏模块处的不期望的调节损耗 (Abregelungsverlust)。EP2660954A1示出用于能量系统的控制单元。

技术实现思路

[0006]因此，本技术的任务是提供一种用于系统、尤其是建筑物能量系统的控制设备，一种相应的控制方法和一种建筑物能量系统，其没有现有技术中的上述问题。特别地，本技术的任务是提供一种控制设备、一种相应的控制方法和一种建筑物能量系统，其降低外部电网的负载、使得能够以有益于网络的方式提供网络交换功率并改善内部能量管理。
[0007]为了解决该任务，根据本技术，提出具有根据本技术的特征的一种控制设备、一种控制方法和一种建筑物能量系统。本技术的优选实施方式是优选的实施例。
[0008]根据本技术的第一方面，提出一种用于系统的控制单元，该系统具有空调设备、作为用于产生电能的产生器单元(能量产生器单元)的光伏设备和用于存储电能的能量存储器，该系统与网络连接点存在连接而适于将电能馈入到外部电网(例如，配电网络、独立供电网络(Inselnetz)或输电网络)中或从该外部电网中吸收电能。控制单元可以被配置成适于根据与所馈入的或所吸收的电能(或电功率)相关的电流强度和/或电压的至少一个条件来共同地(即统一地、全面地、上级地)控制空调设备、产生器单元和能量存储器。在此，空调设备、光伏设备和能量存储器的共同控制包含对由空调设备吸收的功率、由光伏设备输出的功率以及由能量存储器吸收或输出的功率的控制。该系统可以涉及建筑物能量系统，例如涉及具有高达10kW(例如，对于单户住宅)或高达100kW(例如，对于多户住宅或商业地产)的功率范围(电功率)的建筑物能量系统。该空调设备可以涉及热泵单元或空调设备，并且该空调设备可以包括功率控制的压缩机。
[0009]所提出的控制单元的使用使得能够通过建筑物能量系统的部件的上级的控制或调节实现空调设备、产生器单元和能量存储器的控制的协调，并且因此使得能够实现控制的优化。这尤其允许以一种在独立控制建筑物能量系统的部件的情况下将不可能实现的类型和方式来优化网络连接点处的功率馈入或功率吸收。此外，通过上级的共同的控制能够实现节省硬件部件，例如通过设置诸如逆变器(英语Inverter)、电容器组(Kondensatorbank) 和其他功率电子部件之类的共同的电子部件。建筑物能量系统的部件的其余专有电子部件的时间常数可以相互协调，从而能够实现更快的调节回路。最后，对建筑物能量系统的部件的共同的、上级的控制能够实现对于用户更加直观地操纵建筑物能量系统及其部件。
[0010]优选地，所述至少一个条件是控制单元根据在网络连接点处或在外部电网的另一点处检测的一个或多个测量参量来推导出的至少一个条件。附加地或替代地，控制单元可以被配置成适于根据日间时间(Tageszeit)和/ 或预先确定的时间表(“能量时刻表(Energiefahrplan)”)推导出至少一个条件，该预先确定的时间表用于将电能馈入到外部电网中或从外部电网中吸收电能(或电功率)。在此，所检测的测量参量可能涉及将能量馈入到外部电网中或从外部电网中吸收能量。
[0011]通过如此推导出的至少一个条件，可以以简单且透明的方式表示在网络连接点处的期望特性。
[0012]优选地，控制单元被配置成适于控制用于存储(例如中间存储)用于空调设备、产生器单元和能量存储器的电能的共同的缓冲器单元(例如电容器组)。此外，控制单元可以被配置成适于控制用于空调设备、产生器单元和能量存储器的共同的逆变器。在此，控制单元可以包括共同的缓冲器单元和/或共同的逆变器。如果控制单元附加地被配置成适于控制用于半导体开关的共同的驱动器电路、共同的正弦滤波器或功率因子校正滤波器 (PFC)、用于电压供给的共同的车载网络和/或用于可视化的共同的显示器，或者包括所提及的元件中的一个或多个，则得出进一步的优点。
[0013]通过控制单元的上述构型可以实现节省材料消耗和成本以及建筑物能量系统的各个部件的模块尺寸。附加的节省潜力通过建筑物能量系统的电子部件的彼此协调的尺寸
得出。由于电子部件彼此之间的空间接近，因此还可以实现更快的控制或调节，并且简化电子部件的安装和维护。
[0014]特别有利的是，控制单元被配置成适于如此控制空调设备、产生器单元和能量存储器，使得网络连接点处的电流强度和/或电压具有预先确定的特性。
[0015]除了自身需求优化之外，该构型还使得能够将服务提供给外部电网(例如配电网络、独立供电网络或输电网络)。这些服务可能包括电压保持、频率保持、对无功功率的校正以及对需求侧响应的反应(例如以能量灯的形式)。此外，使得能够对价格信号作出反应，以及建立并遵守用于电流馈入的时间表(“时刻表”)。
[0016]在本技术的实施方式中，控制单元可以被配置成适于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于系统的控制单元(100)，其特征在于，所述系统具有空调设备(10)、用于产生电能的光伏设备(20)和用于存储电能的能量存储器(30)，其中，所述系统与网络连接点存在连接而适于将电能馈入到外部电网(60)中或从外部电网(60)中吸收电能，其中，所述控制单元(100)是被配置成适于根据与馈入到所述外部电网(60)中的电能或从所述外部电网(60)吸收的电能相关的电流强度和/或电压的至少一个条件来共同地控制所述空调设备(10)、所述光伏设备(20)和所述能量存储器(30)并且适于根据所检测到的测量参量控制用于所述空调设备(10)、所述光伏设备(20)和所述能量存储器(30)的共同的逆变器而提供取决于所检测到的测量参量的无功功率的控制器，其中，对所述空调设备(10)、所述光伏设备(20)和所述能量存储器(30)的共同的控制包含对由所述空调设备(10)所吸收的功率、由所述光伏设备(20)所输出的功率以及由所述能量存储器(30)所吸收的或所输出的功率的控制；其中，所述至少一个条件是所述控制单元(100)根据在所述网络连接点处或所述外部电网(60)的另一点处检测到的一个或多个测量参量来推导出的至少一个条件；其中，所检测到的测量参量涉及网络电压。2.根据权利要求1所述的控制单元(100)，其特征在于，所述控制单元被配置成适于根据日间时间和/或根据预先确定的时间表推导出所述至少一个条件，所述预先确定的时间表用于将电能馈入到所述外部电网(60)中或从所述外部电网(60)中吸收电能。3.根据权利要求1或2所述的控制单元(100)，其特征在于，所述控制单元还还被配置成适于控制用于存储如下电能的共同的缓冲器单元：所述电能用于所述空调设备(10)、所述光伏设备(20)和所述能量存储器(30)。4.根据权利要求1或2所述的控制单元(100)，其特征在于，所检测的测量参量涉及所述网络电压的频率，并且所述控制单元(100)被配置成适于根据所检测的、关于所述频率的测量参量来...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：菲斯曼气候解决方案欧洲股份公司，
类型：新型
国别省市：