电能供应网的控制制造技术

本发明专利技术涉及一种控制电能供应网（10）的方法，由所述电能供应网向终端用电器（13a-d）供应电能，并且如下的分散的能量产生器（12a-c）将电能馈入到所述电能供应网中：所述能量产生器所产生的能量的量取决于在各个分散的能量产生器（12a-c）的范围内的当前天气情况。为了提高特别是在电能供应网（10）的单独的片段（17a、17b）内的电压的稳定性，建议在电能供应网（10）的自动化设备的控制装置（15）内提供数学的电网模型，其说明了在各个能量产生器（12a-c）的局部范围内的当前天气情况和分别馈入到各个片段（17a、17b）中的电能之间的相互关系。由说明了各个能量产生器（12a-c）的局部范围内的当前天气情况的天气数据确定说明了各个能量产生器（12a-c）的范围内的预计的未来的天气情况的天气预测数据，并且借助电网模型确定从各个能量产生器（12a-c）方面的预计的未来的电能馈入。借助控制装置（15）生成控制信号，其用于稳定在如下的电网片段（17a、17b）中的电压电平：到该电网片段中的预计的未来的馈入已经被确定，该馈入导致电压电平与预先给定的额定电压电平的明显偏差。本发明专利技术还涉及一种控制装置（15）和一种具有控制装置（15）的自动化设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制电能供应网的方法，由所述电能供应网向终端用电器供应电能，并且如下的分散的能量产生器将电能馈入到所述电能供应网中:所述能量产生器所产生的能量的量取决于在各个分散的能量产生器的局部范围内的当前天气情况。此外，本专利技术涉及一种用于控制电能供应网的控制装置以及一种具有相应控制装置的自动化设备。
技术介绍
在近年中，用于传输和分配电能的电能供应网关于其结构发生了巨大的变化。在传统结构的能量供应网中，从少量中央的大的产生器向大量终端用电器传输电能，并由此传输方向基本上是从大的产生器(作为源)向单独的终端用电器(作为汇点(Senke))延伸，而近期对于自由化的能源市场努力导致出现大量较小并分散地在能源供应网中分布的能量产生器，其将自身的电能馈入到能源供应网中。这样的分散的小的产生器例如是所谓的可再生的能量产生器，即由短期可恢复的能量源(如风或太阳辐射)提供电能的能量产生器。这样的能量产生器可以例如是风力设备或者光电设备。大量现有的分散的能量产生器向用于控制电能供应网的现有的能量自动化设备提出了新的挑战，因为许多至今用于传统能量供应网的中央的常规方式不再适合于控制具有多个分散的能量产生器的能源供应网。而在传统的能源供应网中，也存在着对由于用电器对电能的时间上波动的需求进行供应的难题，在具有分散的能量产生器的能源供应网中，又添加了有关由于分散的能量产生器的强烈波动的电能供应的问题，其例如与存在不可控的初级能源(如风或太阳辐射)有关。对于光电设备，产生的电能的量取决于当前的在有关设备上的太阳辐射。其具体的意思是，这样的设备在太阳辐射特别强烈时(例如在天空无云时)产生特别多的能量，而在太阳辐射微弱时(例如在突然升起浓密的云时)所产生的电能的量明显地降低。相应的关系也可以在风能设备中关于当前的风力被观察到，所产生的电能的量与该风力相关。能量产生器与在各个能量产生器的局部范围的当前天气情况直接相关的结果是馈入到能源供应网中的电能的量具有强烈的波动性。因为光电设备典型是被安装在能源供应网的低压部分中，而风力设备也越来越频繁地馈入到低压部分中，所以将可再生产生的电能馈入到能源供应网的低压部分中有时产生特别强烈的波动，大量的终端用电器也由该低压部分供应电能。另外，由于波动的馈入所导致的波动性也可以在能源供应网的中压部分被观察到。在技术上，通过突然过高的或突然侵入的电压电平能够对能源供应网的各个片段产生影响。升高的馈入能够导致在电网片段中的电压电平上升，而降低的馈入可能导致电压电平下降。由此一方面导致终端用电器的能量供应的波动的质量，另一方面由于违反了例如在欧洲标准EN50160中定义的预先规定的电压带，也导致对于供能网运营者的客户的仪器和设备出现技术故障的风险。另外也同样会发生以下情况，即，在超出了在其电网片段上所定义的最大电压时分散的能量产生器(例如光电设备)自动断开，而其所有者因此不能继续向电网馈入能量，这与收入损失相连。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，提高电能供应网的稳定性，如下的分散的能量产生器向所述电能供应网中馈入电能:该能量产生器产生的能量的量取决于在各个分散的能量产生器的局部范围内的当前天气情况。为了解决该技术问题，建议一种用于控制电能供应网的方法，从该电能供应网为终端用电器供应电能并且如下的分散的能量产生器向所述电能供应网中馈入电能:该能量产生器产生的能量的量取决于在各个分散的能量产生器的局部范围内的当前天气情况，对此提供了电能供应网的自动化设备的控制装置的数学的电网模型，该模型说明了在各个分散的能量产生器的局部范围内的当前天气情况与由各个分散的能量产生器向电能供应网的各个片段中馈入的电能之间的相互关系。将说明了在各个分散的能量产生器的局部范围内的当前天气情况的天气数据传送到控制装置。根据该天气数据借助控制装置确定天气预测数据(Wetterprognosedaten),其说明了在各个分散的能量产生器的局部范围内的预计的未来的天气情况，并且根据该天气预测数据借助控制装置在使用电网模型的条件下确定从各个分散的能量产生器方面向电能供应网中的所预计的未来的电能馈入。借助控制装置产生控制信号，其用于稳定在能量供应网的这样的片段中的电压电平，在该片段中在使用电网模型的结果的条件下确定了预计的未来的电能馈入，其导致在各个片段中的电压电平与预先给定的额定电压电平的偏差，该偏差超出了偏差阈值。按照本专利技术的方法的特别的优点在于，通过考虑在分散的能量产生器的局部范围内的未来的预计的天气情况影响其电能馈入，实现对能量供应网的各个片段的前瞻控制，并且在通过改变馈入状况能够预计电压电平的明显变化的这样的片段中，以对当前产生影响的和/或针对不久的未来的控制信号的形式进行控制行为，其用于稳定电压电平。由此一方面改善了在所涉及的电网片段中的电能质量，因为那里在馈入电能突然改变的情况下也不再出现强烈的电压波动，而另一方面能够避免在低的电压电平时供电不足的终端设备的所不希望的中断。前瞻控制在该情况下意味着，为了得出控制行为，必须考虑在不久的未来的各个天气情况，例如直到I小时的未来的时间范围。为了控制可以具体地设置，如果到能量供应网的片段中的所确定的未来的电能馈入说明了在该片段中的电压电平下降，则该控制信号断开由涉及的片段馈电的被选定的终端用电器。由此已经可以前瞻性地稳定涉及的电网片段的电压电平，因为通过有针对性地断开用电器，以降低在该电网片段中对电功率的需求的方式对预计的更低的电功率馈入进行反应。另外，通过断开被选定的用电器能够避免不希望的干扰或者避免断开敏感的用电器。例如具有记忆功能性的终端用电器适合于暂时断开，例如冷柜和冰柜、空调、热水供应器或者用于电动车辆的充电站，在该电动车辆中可以将车辆电池视为储能器。另外，这样的被选定的终端用电器也可以是这样的设备:其当前的运行不一定是必须的，例如大型照明系统的单个照明元件。在特殊情况下，可以与能源供应网的运营者的客户协商各个设备，其在电网运营者方面在需要时能够被断开。对此，这样的设备必须具有相应的控制器，其被构造为用于接收和用于转换由自动化设备的控制装置发出的控制信号(例如按照中央遥控技术的控制信号)。另外可以设置，如果到能量供应网的片段中的所确定的未来的电能馈入说明了在该片段中的电压电平的上升，则该控制信号接通由涉及的片段馈电的被选定的终端用电器和/或该控制信号断开馈入涉及的片段的被选定的分散的能量产生器。由此可以避免过高的电压电平，因为随着馈电的上升通过有针对性地接通终端用电器也提高对电能的需求，或者(例如当不能接通另外的终端用电器或不能充足地接通另外的终端用电器时)通过有针对性地断开被选定的分散的能量产生器防止向涉及的电网片段中更多馈入。另外，这样的有针对性的断开提供以下的优点:能够关于电网片段中的所有能量产生器实施断开时间的均衡的且由此合理的分配，并且由此将与断开相连的收入损失均匀的分配给各个运营者。按照另一种按照本专利技术的方法的优选的实施方式，可以设置，借助在各个分散的能量产生器上的测量设备来采集天气数据和/或由中央的天气数据库提供天气数据，并且将其传输到控制装置。以这种方式能够始终给控制装置提供当前的天气数据。因为在一些分散的能量产生器(例如风力设备)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制电能供应网(10)的方法，由所述电能供应网向终端用电器(13a-d)供应电能，并且如下的分散的能量产生器(12a-c)将电能馈入到所述电能供应网中:所述能量产生器所产生的能量的量取决于在各个分散的能量产生器(12a_c)的局部范围内的当前天气情况，其中，所述方法执行以下的步骤: -在所述电能供应网(10)的自动化设备的控制装置(15)中提供数学的电网模型，其中，所述电网模型说明了在各个分散的能量产生器(12a-c)的局部范围内的当前天气情况和由各个分散的能量产生器(12a-c)馈入到电能供应网(10)的单独的片段(17a、17b)中的电能之间的相互关系； -将说明了在各个分散的能量产生器(12a_c)的局部范围内的当前天气情况的天气数据传输到所述控制装置(15); -借助所述控制装置(15)由所述天气数据确定说明了在各个分散的能量产生器(12a_c)的范围内的预计的未来天气情况的天气预测数据； -借助所述控制装置(15)在使用所述电网模型的条件下，由所述天气预测数据确定从各个分散的能量产生器(12a_c)方面向所述电能供应网(10)的预计的未来的电能馈入；以及 -借助所述控制装置(15)生成控制信号，其用于稳定在电能供应网(10)的如下的片段(17a、17b)中的电压电平:在该片段中在使用所述电网模型的结果的条件下确定了预计的未来的电能馈入，该电能馈入导致了在各个片段(17a、17b)中的电压电平与预先给定的额定电压电平偏差，该偏差超出了偏差阈值。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于， -如果到电能供应网(10)的片段(17a、17b)中的所确定的未来的电能馈入说明了在该片段(17a、17b)中电压电平下降，则所述控制信号断开由涉及的片段(13a_d)馈电的所选择的终端用电器(13a_...

【专利技术属性】
技术研发人员：ST斯特尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：
国别省市：