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EP3161939A1 - Verfahren zum betrieb einer energiemanagementeinrichtung, energiemanagementeinrichtung und computerprogramm - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer energiemanagementeinrichtung, energiemanagementeinrichtung und computerprogramm

Info

Publication number
EP3161939A1
EP3161939A1 EP15766075.4A EP15766075A EP3161939A1 EP 3161939 A1 EP3161939 A1 EP 3161939A1 EP 15766075 A EP15766075 A EP 15766075A EP 3161939 A1 EP3161939 A1 EP 3161939A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
information
operating
profile
energy management
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15766075.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Lehmann
Johannes Reinschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3161939A1 publication Critical patent/EP3161939A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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    • G01N2021/399—Diode laser
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an energy management device for controlling an operating device connected to a power supply network, wherein the maximum claimed and / or provided power of the controlled operating device is at least 3 kW.
  • the invention provides an associated energy management ⁇ management device and a computer program relates.
  • Automation systems that control individual devices and device groups.
  • These automation systems may include energy management devices that can monitor power consumption of controlled and non-controlled devices and, in the case of an active power management device, control the controlled devices such that energy efficiency is increased and / or peak loads are limited.
  • the object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, which comprises the following steps: a. Receiving an information record describing coupling information or timing of the coupling information from an energy manager external server associated with a grid operator of the power grid or utility, the coupling information having a relationship between a facility load caused by the facility and a target to be optimized during an optimization interval ,
  • Operating means during the optimization interval describes by optimizing the load profile relative to the target by the energy management ⁇ management device,
  • the energy management device in the optimization interval as a function of a predetermined ⁇ value for the device load given by the load profile for the current operating time.
  • a load profile which ⁇ describes the timing of the device load during a time optimization approximately interval, it is suggested in which this loading mood in response to a by a dedicated power supply network or the utility energy management device external server device provided information record.
  • the energy supply network can be a power network for supplying the operating device with electrical energy, but it can also be another energy supply network, for example a gas network or a network in which energy is provided in the form of heat or steam.
  • the load profile can represent a sequence of load values for the A ⁇ direction of the load to represent a time course of the device load.
  • the load values can describe a power demanded and / or provided by the operating device at the time or in the time interval as an input direction load.
  • the individual power values can be specified in kW or MW, for example.
  • the load profile may describe positive device loads describing a required power and / or negative device loads describing a power provided to the power grid.
  • the load profile of the operating device of a predicted operating situation in the power grid can be adjusted.
  • the server device can be operated by an operator of the power supply network or by an energy supplier.
  • inventive information exchange so the reception of the information data record, and providing the load profile to the server device, it is achieved that an optimization tion of the equipment loads, and thus the power generation and energy consumption, not only takes place locally for a single operating device, but also a common optimization of the loads for an entire power grid or for at least parts of a power grid he ⁇ is made possible.
  • the load profile is optimized with respect to a target value, wherein at least one coupling information be ⁇ writes a correlation between the load and the device to be optimized target, provided by the server device.
  • the type of target size specifies the property with which optimization is performed.
  • a target quantity may be a predicted CO 2 consumption or a consumption of non-renewable energy that is minimized.
  • Alternatively or additionally, can be maximized in energy production as an objective example ⁇ as a share of renewable energy.
  • the stated target variables can be used, in particular, if an operator wishes to actively participate in an operating facility to increase the overall efficiency and thus the environmental friendliness of the energy supply network and the supplied operating facilities.
  • the operating device is designed by an energy supplier, a pricing of a power supply so that the operator of a facility is suggested that propel so to be ⁇ that the power grid more efficiently with the connected operating facilities total ent and thus also cheap to operate.
  • Set a target of Kings ⁇ nen therefore cost of a drawn from the power grid energy or income for a provided for the Energyver ⁇ supply network power are evaluated.
  • the determination of the load profile can be done by minimizing or maximizing a cost function determining the target variable.
  • the target size and thus the Kos ⁇ tenfunktion several factors may depend. In this case, the individual factors can be taken into account as a weighted sum, but non-linear couplings between the factors are also possible.
  • predetermined operating parameters and / or properties of the operating device can be taken into account, which are specified by the user or by other devices. For example, when operating an industrial plant, certain operating times of individual elements of the industrial plant are required in order to achieve a given production quantity. If technical facilities or rooms are to be air-conditioned, typically a given temperature range is to be maintained. Depending on the type of operating device, certain predetermined boundary conditions therefore arise, which can be taken into account when optimizing the load profile. The same applies to the
  • Control of the operating device since here, too, the control should always be such that predetermined requirements are met.
  • the optimization and / or control can therefore be carried out in each case under at least one boundary condition in the method according to the invention.
  • the coupling information may be a proportionality factor between a consumed or provided energy, which can be calculated as a particular segmental integral over the load profile, and
  • Target size act.
  • a CO 2 consumption or a price per KWh can be provided as coupling information. It is possible in particular to consider only one effective device .
  • the relationship between load profile and target size and thus the coupling information can also be more complex.
  • a "staggered" proportionality factor can be used, whereby for different supplied or consumed amounts of energy, wise, various proportionality factors are provided.
  • the coupling information may also specify any other functional relationships between the load profile and the target size.
  • the optimization interval may be one day, but also several days, half a day, six hours, or the like. It is also possible that in addition to the load profile for the optimization interval further load profiles for longer periods, in particular for a week, a month or a year are calculated and provided to the server device. Long-term load profiles enable an operator of the power supply system appropriate measures, game example, to plan at ⁇ the putting into operation of power plants at an early stage, whereby the overall effectiveness of the Energyversor ⁇ supply network can be further increased.
  • further coupling information can be provided by the server devices, but it is also possible to determine corresponding medium and long-term load profiles exclusively from operating parameters and / or properties of the operating device itself and to provide them to the server device ,
  • the coupling information may be variable over time and in particular during the optimization interval än ⁇ countries.
  • the coupling information may be a coupling information predicted, in particular by the server device, as a function of operating parameters of the energy supply network or provided by a user of the server device. It can be determined by an evaluation of various information provided to an operator of the energy supply network.
  • the information of the information data record in particular the lung Kopp- information, can be chosen so that an energy supplier side ge ⁇ wünschtes behavior of the operating device is favored at the power supply mains in the context of the determination of the load profile.
  • Are used as coupling For example, if pricing information is provided, low prices may be imposed for times when energy consumption is likely to be less than energy production.
  • the information record may additionally comprise a fixed offset, which is added to the target size.
  • This is insbeson ⁇ particular advantageous for the optimization of the target with the optimization of other parameters, beispielswei- se a production quantity in an industrial plant, carried equal ⁇ time. Variations of the target, for example due to amendments ⁇ conclusions of the load profile, are therefore weighted differently depending on the off ⁇ sets.
  • a corresponding offset can represent, for example, the basic costs of a power supply.
  • the communication between the server device and the energy management device can be achieved, in particular, by network-procurable functions implemented, for example, via SOAP, or by network protocols which map network users as objects with settable or readable properties, for example BACnet or OPC UA ⁇ gen.
  • a data exchange is possible in particular via the Internet or a VPN.
  • the underlying network can be completely wired, wireless or completely teilwei ⁇ se wired and partly wireless.
  • the server device implemented ways once provided by the energy management device to the server device retrieve data through the Energyma ⁇ management device again from the server device.
  • This allows a particularly easy wiederher ⁇ position on the part of the energy management device, for example after a restart or reconfiguration of the energy management device.
  • the steps a) to c) of the process according to the invention Ki ⁇ nen in a predetermined time interval before the Optimticiansin- tervall be performed.
  • the load profile can be transmitted in a predetermined time interval before the optimization interval corresponding to the entire optimization period, two-thirds of the optimization interval, the half of the optimization interval or one third of the Optimticiansin ⁇ tervalls.
  • only a minimum time interval can be predetermined in the method according to the invention, so that an earlier transfer of the load profile is possible.
  • the steps a) to c) can be performed several times at a plurality of temporally spaced points in time before the optimization interval.
  • the information data set transmitted by the server device can be determined in a repeated implementation of steps a) to c), in particular as a function of a previously transmitted load profile.
  • a server device communicates with a plurality of energy management devices, and an information data record transmitted to one of these energy management devices as part of a repetition is determined as a function of the provided load profiles and / or further information of several or all of these energy management devices. It is thus achieved an iterative optimization of the target ⁇ size in an overall composite of a server device and one or more energy management devices.
  • the operating means may direction of the load by the energy management device in the optimization interval in response to a difference between the predetermined by the load profile for the current operating time set value for the input and a current actual value of the difference value setup ⁇ specified load to be controlled.
  • an actual value of the device load may depend on the activities of one or more operators of an operating device. For example, some consumers can be turned on or off manually.
  • the device load of a plurality of energy-converting elements of the operating devices depends on external factors. For example, the device load of an air conditioner or a Photovoltaic system depend on the weather. In the inventive process it is advantageous if the operating means is operated as possible so that the difference value is minimized and the operating device thus netzan gleichsei- tig behave as in the previously determined load profile angege ⁇ ben.
  • the information data record describes a difference information or a time profile of a difference information, wherein the difference information describes a relationship between the difference value and the target size, wherein the loading ⁇ drive device is controlled in dependence of the target size.
  • control can thus be taken into account how strongly a deviation from the load profile affects a target size to be optimized. For example, it can be ⁇ averages, how much a C02 emissions increases or inwie ⁇ far sinks share of renewable energy if the facility A ⁇ ⁇ direction load from differs from the load profile.
  • the difference information can also be a price information, with the help of which the energy management device can calculate which costs cause a deviation from the load profile.
  • the inventive method thus makes it possible to take into account ⁇ under the control of the operating device, the extent to which a deviation from the load profile economically and / or environmentally is appropriate in consideration with the information provided by the deviation from the load profile functionalities.
  • the difference information can be any kind of relationship between the target size and the difference value describe, ie in particular a proportionality or ei ⁇ ne sections proportionality with a staggered proportionality factor.
  • a load adjustment request can be received from the server device, after which the load profile is adapted by the energy management device according to the load adjustment request.
  • a load adjustment request can already be made before the start of the optimization interval and / or during the optimization interval.
  • Load adjustment requests may be sent by the server device, for example, if energy provided and / or consumed in the entire power supply network deviates greatly from consumed and / or provided energy at the appropriate time, thus necessitating adjustments to the energy consumed and provided compensate. While it is typically possible to offset an imbalance between consumed and supplied energy via external energy markets, it can be economical
  • the operating parameter can be influenced by the energy management device as a function of at least one operating parameter influencing the device load of the operating device
  • the setting load of the operation ⁇ means affecting property of the Radio-tung a a time characteristic of a tolerance range of the device load determined in the optimization interval descriptive To ⁇ leranzprofil and is transmitted to the server device übertra ⁇ gene, after which the load adjustment request is determined such that the adjusted load profile is within the tolerance range.
  • Many operating facilities can easily adjust a load profile in some operating situations without sacrificing functionality. For example, batteries may be provided in operating devices which can be used at short notice. can give or receive additional energy.
  • Heating and cooling systems can also, in many applications, at least slightly shift heating and cooling intervals due to thermal inertia of systems, with which tolerances for the load profile can be provided.
  • the energy management system information can be provided, how far it is ecologically and / or eco ⁇ nomic profitable, appropriate tolerances surgezustel ⁇ len. Therefore, the information record may describe a tolerance information or time course of tolerance information at least, wherein the tolerance information describes a relationship between adjustments of the load profile due to possible load matching requests and the target value, wherein the tolerance profile is determined depending on the tole ⁇ ranzinformation.
  • Tolerance information may in particular adjustments different relationships between the arrival and the target size for different matching ⁇ directions of the load profile, that is to a larger required by facility power or a lower power provided by the facility or vice versa, include.
  • Tolerance information may be a proportional factor in particular, the proportionality factor for varying degrees of deviation may be different, so that a staggered proportio ⁇ ality is achieved.
  • the information record can be a
  • Describe power maximum information that determines a relationship between the target size and the maximum of a given time interval, in particular the optimization tervall, provided by the operating device and / or claimed power describes, wherein the determination of the load profile and / or the control of the operating device in response to the power maximum information follows.
  • High power peaks by a facility are typically particularly disadvantageous for effective operation of a power supply ⁇ network with the associated consumers. As a result, utilities may charge additional costs for peak power. It is thus advantageous ifgorge ⁇ provides information within the information record are the extent to which power peaks in the detected load profile or under the control affect the optimization of the target, that is in particular the extent to economic high power peaks and / or ecological disadvantages are caused.
  • the information data set may describe a reactive power information or a temporal course of the reactive power information, the reactive power information describing a relationship between a reactive power of the operating device and the target variable during the optimization interval , the determination of the load profile and / or the control of the operating device being dependent on the reactive power. power information takes place.
  • reactive power energy supply networks are additionally burdened. Depending Be ⁇ operating state of the power grid this Belas ⁇ tung may have different effects. It is therefore advantageous to take into account the severity of the impairment of the energy supply network by means of reactive power within the framework of the determination of the load profile and / or the control of the operating device.
  • a single orientation-load of the facility in question ⁇ capture data repeatedly by the energy management device ER- summarizes and provided to the server device.
  • the server device will thus be given concrete data about the actual provided neaxial load profile of the operating device, which can be used in particular for billing and / or optimization purposes.
  • a configuration data set can be transmitted to the energy management system by the server device, whereafter the energy management system adapts the determination of the load profile and / or the determination of the tolerance profile and / or the control of the operating device as a function of the configuration data set. It is also possible to adjust distances between a determination of acquisition data or provision of this data.
  • the configuration data set corresponds to the technical counterpart of a "contract", which defines the technical parameters of the data exchange between the energy management device and the server device It is possible for a corresponding configuration data record to be automatically or manually transferred from the specifications of a contract between an operator of the energy management system or ., the operating device and an operator of the power grid is derived.
  • the configuration data record may in particular include information relating to a validity period of the configuration data record. Additionally or alternatively, the configurations can rationsrtzsatz least specify a time of the READY ⁇ development of the load profile with respect to the optimization interval and / or a length of the optimization interval. Also, a particular periodically repeating the start of an optimization interval, the length of an interval for the maximum power determining time points at which other prediction information for medium to long-term load professional ⁇ le are to be transmitted by the energy management, Messin ⁇ intervals for measurement data and / or data formats for by the information data record transmitted information and / or the load or tolerance profiles can be determined by the Konfigurationsda ⁇ cost rate.
  • the invention relates to an energy management device for controlling an operating device connected to a power supply network, wherein the maximum claimed and / or provided power of the controlled operating device is at least 3 kW, wherein the energy management device is designed to carry out the method according to the invention.
  • the Ener ⁇ giemanagement Anlagen may comprise means for receiving information data, in particular, include cost information from a ger by a network operator or operated Energyversor- server device and means for transmitting a predicted load profile for the operating device to the server device.
  • the means for transmitting and receiving may be provided together in the form of a communication nikationsmoduls that is both ei ⁇ gen driving device (gateway) may be provided in a separate housing or integrated in, for example, a computing device of the power management device in particular.
  • the communication module thus forms an interface that provides a communication option between the energy management device and the network operator / network provider, more precisely, the local server device.
  • hardware and software means may be part of the communication module, which form the communication module for receiving the infor- mationskorsatzes for providing or transmitting the load ⁇ profile and possibly the wide data exchange as described, in particular with respect to the configuration data set in Rah ⁇ men initialization, ,
  • the energy management device can have means for determining a load profile after step b) of the method according to the invention and
  • the energy management device according to the invention can be part of an automation system for the operating device , but it is also possible that the energy management device is designed separately from an automation device and with this, for example via network-accessible functions, communicates. Functions for communication between the server device and the power management device may be an integral part of the power management device. However, it is also possible to configure the power management means so that a communication with the server means is provided by a separate module which, in ⁇ play, via a network connection, in particular via netzwerkaufrufbare functions, communicates with other components of the energy management device of the determination of the load profile and / or the control of the operating device serve.
  • the invention relates to a computer program, where the computing device according to the invention forms an energy management ⁇ management device upon execution of the computer program on a computing device.
  • the computing device according to the invention forms an energy management ⁇ management device upon execution of the computer program on a computing device.
  • Fig. 1 shows schematically the timing of a method according to the invention
  • Fig. 2 schematically shows an inventive energy management ⁇ ment means, as well as their connection to an operating device and a an energy supply network associated with the server device.
  • Fig. 1 shows schematically the timing of a method for operating an energy management device 1 for Control of an operating device, not shown, connected to a power supply network.
  • a time sequence is shown schematically, wherein the left edge of the picture time ⁇ Lich early and late time sequences on the right side are shown.
  • the energy management ⁇ management device 1 associated with said power supply network and in particular by the operator of the energy supply network operated server device 2 and a time Leis ⁇ te 3 is shown.
  • the arrows 4, 5, 6, 7, 8, 9 communications between the energy management ⁇ device 1 and the server device 2 are sorted ⁇ wells shown.
  • the time ranges 10, 11, 12 or 13, 14, 15 are respectively shown in which the energy management device 1 or the server device 2 perform essential functions for the method described.
  • the procedure begins at time 16 with a through the
  • the transmission of a configuration data set from the server device 2 to the power management device 1 can be effected by the server device 2 calls a network-callable function of the power management device 1, to set appropriate configuration data to the entspre ⁇ sponding values.
  • the power management device 1 could invoke a network-invokable function implemented by the server device 2 to retrieve the configuration record from the server device 2.
  • both of the functions described are implemen-
  • the method can normally be started by calling a network-invokable function of the energy management device 1 for setting the configuration data, in the case of data loss of the energy management device, for example during a restart
  • configuration data can be retrieved again from the server device 2.
  • data transmissions illustrated 7 and 9 from the server device 2 to the power management device 1 also take place, so that for each transmitted data respectively erläu ⁇ failed pick-up or setting functions on the server device 2 or on the power management device 1 are implemented.
  • a data transmission from the energy management device 1 to the server device 2, as represented by the arrows 6 and 8, is basically the same, in which case a setting function for setting the data on the server 2 side is implemented and a fetch function, when called Data are provided to the server device 2, is implemented on the power management device 1.
  • the configuration record specifies the times and time intervals that will be used in the further procedure.
  • the configuration data set is technically relevant parameters of a contract between a loading ⁇ driver of the power management device 1 and the associated operating means and an operator of the power grid or a dealer that provides on the power supply network power to the operating device and / or decreases from this, from.
  • the server device 2 the data of the configuration data set in particular ⁇ sondere can be generated automatically from an electronically present contract record.
  • the configuration data record comprises in particular a start and end time of the contract and a time interval within which a maximum of the power claimed by the operating device is to be determined in each case.
  • the configuration data set can be assigned to the energy management device a unique identification, which consists in particular of a contract ID and a device ID.
  • data formats and the units assigned to the transferred numerical values can also be specified.
  • the units assigned to the numerical values can also be transmitted in the context of the further communications represented by the arrows 5, 6, 7, 8, 9 in separate data fields.
  • Further data of the configuration data record can define a length of an optimization interval 17 and the relative position of the times 18, 19, 20, 21, 22, to which the data transmissions represented by the arrows 5, 6, 7, 8 between the energy management device 1 and the Server device 2 take place, or to which the optimization interval 17 begins.
  • the time 18 with respect to the time 22 and the time 9 with respect to the time 18 can be set, and so on.
  • the position of the times 18, 19, 20, 21, 22 to each other is determined by a time interval to one of the other times.
  • the configuration data record also describes in what intervals a facility load of the operating facility detected capture data by the energy management device 1 and to be provided to the server device 2.
  • the collection and supply the detection data is not shown in FIG. 1 and can continuously in the background, or even in the optimization interval SUC ⁇ gen.
  • the transmission of the configura ⁇ tion data set indicated by the arrow 4 has only once at the initialization of communication between the server device 2 and the
  • the further explanation of the method assumes that, as an objective to be optimized in the method of operating the Energymana ⁇ ABERGEMENT device 1, a C02 emissions to be minimized. If an economic incentive is to be created for the operator of the energy management device or the operating device to contribute to increasing the overall efficiency of a power supply network, it would also be possible in an alternative embodiment of the method to minimize energy costs as a target variable.
  • the following explained information data set by the server device in particular takes place in such a way that a minimization of the costs for consumed energy or a maximization of the remuneration for the energy provided by The energy management facility is expected to increase the energy efficiency of the energy supply network, which, for example, indirectly also reduces CO 2 emissions and / or promotes the use of renewable energies.
  • an information data record is determined by the server device 2, which is to be transmitted to the energy management system 1 at the time 18.
  • the information record describes the time course of a
  • Coupling information describing a relationship between a load profile of the operating device and the target size to be optimized can describe a relationship between an energy consumption described by the load profile or an energy generation described by the load profile and the target variable. This can be for example a C0 2 emissions per MWh he ⁇ mounted or a C0 2 emissions per MWh.
  • the information record additionally describes a time course of a difference information showing the relationship between a difference value that describes the difference between a predefined by the load profile for a current operation time ⁇ point in the optimization interval default value for the device load and a current actual value of the A ⁇ direction of the load, and the target size.
  • the information record describes the time course of a tolerance information that describes a relationship between adjustments of the load profile up and down due to possible load adjustment issues and the target size.
  • An upward adjustment of the load profile is to be understood as an increase in the required power or a reduction in a provision of power, and an adjustment of the load profile downwards is the opposite.
  • the information record describes the time course of a reactive power information
  • the context between a reactive power of the operating device in the optimization interval and the target size describes.
  • High reactive power of the operating equipment can reduce the achievable efficiency in the energy supply network and thus increase CO 2 emissions. In addition, they lead to additional costs for an energy supplier.
  • the information record comprises two
  • the information data set describes an offset for the target variable, which becomes relevant in particular if the target variable is optimized as a function of further boundary conditions or as part of a multi-factor optimization.
  • the information described by the information record is determined by the server device 2 from statistical information of previous operating cycles and modeling of the power grid with the supplied by the Ener ⁇ giepiecesnetz operating facilities and by a forecast of loads occurring in the power grid loads.
  • a load profile is calculated by the energy management device 1 on the one hand, which describes a prog ⁇ nosti extenten temporal course of the device load of the operating device during the optimization interval 17 and on the other hand, a tolerance profile that ⁇ a Tole ⁇ ranz Scheme the device load in the optimization interval ⁇ writes, the can be used on a load adjustment question by the server device 2 in order to determine the load profile. to fit.
  • the tolerance profile describes for each point of time separate deviation possibilities from the load profile upwards and downwards.
  • the determination of the load profile is carried out by minimizing the target size under at least one boundary condition.
  • the target quantity depends on the load profile to be determined as well as on the information transmitted with the information data set, namely in particular the coupling information, the power maximum information, the reactive power information and the offset for the target size.
  • the coupling information and the reactive power information are, in particular, time-dependent weighting factors for the calculation of the target variable from the load profile or from an energy supply calculated from the load profile or an energy consumption calculated from the load profile.
  • the tolerance profile is additionally determined as a function of the tolerance information.
  • the boundary condition describes insbesonde ⁇ re requirements for the operation of the facility, for example a temperature interval in which an air-conditioned space is to be kept ⁇ ter or a minimum production quantity of an industrial plant.
  • the load profile could also be part of a
  • Multi-factor optimization can be determined, wherein in addition to the target size, another size is optimized.
  • the target size can be minimized while maximizing a size describing the production of an industrial plant.
  • Multiple factor optimization can be combined with the use of boundary conditions.
  • the tolerance information describes ecological and / or economic advantages that are achieved when the tolerance range is used in the context of a load adjustment.
  • the tol- ranzinformation a C02 ⁇ Saving or price savings in a load adjustment by the server device describe.
  • at least one operating result of the operating device is evaluated. For example, a weighted sum of the product of the tolerance information and the deviation described in the tolerance profile and a production quantity of an industrial plant can be minimized or maximized.
  • prognosis information can additionally be used, which can be determined, for example, by a statistical evaluation of preceding operating intervals of the operating device.
  • the load profile and the determined tolerance determined are ranzprofil, as shown by arrow 6, is transmitted to the server device ⁇ . 2
  • the server device 2 evaluates the transmitted via ⁇ load profile of the energy management device. 1
  • Other energy management devices can also calculate load profiles and tolerance profiles and provide them to the server device 2.
  • the server device 2 checks whether information previously transmitted by the information data set has to be adapted, since forecasts of the provided or required services or services are available Have changed energies in the power grid due to the received information.
  • the information ⁇ data set is fitted and, as shown by arrow 7, is transmitted to the power management device 1, whereupon the latter described in the time interval 14, as to the time interval 13, calculates an updated load profile and / or an updated To- leranzprofil and at the time 21 to the Serverein ⁇ direction 2 provides.
  • the optimization interval 17 to control the loading ⁇ drive device by the power management device 1 in response to the previously transmitted to the server device 2 ⁇ th load profile and the difference information is carried out.
  • the actual furnishings load ei ⁇ ner factory equipment often varies from a projected and transferred as load profile means loading.
  • the power of a photovoltaic or wind turbine can vary depending on the weather and / or individual elements of the operating device can have a device load that depends on manual operation.
  • a difference value which specifies the deviation between the predetermined by the load profile for the current operating time set value for the setting load and an instantaneous actual value of the device load, different from zero
  • the operating device is to be typically controlled such that the difference value is mini ⁇ mized
  • Strict minimization of the difference value is often not appropriate, however, since a corresponding adjustment of the device load can be detrimental to an operating result of the operating device. For example, a production of an industrial plant can be reduced or certain comfort features of a building can no longer be made available.
  • the target quantity already explained is optimized, which can represent CO 2 consumption or energy costs.
  • at least one operating parameter of the operating device ie, for example, a production quantity or a deviation from a predetermined temperature is taken into account.
  • boundary conditions can be specified. The operation of the operating device thus takes place in such a way that it weighs between an optimization of the target variable and operating requirements for the operating device.
  • detection data relating to the device load of the operating device is repeatedly transmitted to the power management device 1 by the power management device 1.
  • a corresponding transmission also takes place by further energy management devices, not shown.
  • the server device 2 may evaluate forecasts for parameters that affect a device load in the power grid, as explained for the time interval 10.
  • the energy management device 1 can evaluate under which conditions energy can be bought or sold on electricity markets.
  • this information in particular by an optimization algorithm, it can be determined by the server device 2 in some operating situations that an adaptation of the services provided or required in the energy supply network is expedient. For example, if part of the energy provided in the energy supply network is provided by photovoltaic systems and during the initial determinations of the information data set in the time intervals 10 and 11, it was indicated by forecast data that a high solar energy supply by the photovoltaic systems is to be expected due to strong solar radiation Time interval 12 updated a corresponding forecast and it is now expected that the energy supply by the photovoltaic system is much lower, is expected to provide sufficient energy in the energy supply network.
  • the provided from the power management device 1 to the server device 2 tolerance profile is madewer ⁇ tet, which describes the extent to which an adjustment of the load profile of the facility is possible.
  • the server device sends a load matching request to the energy management device 1 at time 24, as shown by the arrow 9, correspondingly the Lastanpassungsanfrage adapts the load profile and the further operation of the operating device in the optimization interval 17 in accordance with the adjusted load profile ⁇ leads.
  • the load can be ⁇ profile adapted such that power consumption is lowered by the operation means and thus a ge ⁇ ringere energy available, for example Due to the mentioned lower than expected solar radiation is compensated to a photovoltaic system.
  • FIG. 2 schematically shows an energy management device 28 for controlling an operating device 25 connected to a not shown power supply network.
  • the operating device 25 serves to operate a building 34.
  • the operating device 25 comprises a plurality of consumers 26 and a photovoltaic system 35 controlled by an automation device 27 become.
  • the behavior of the operating device 25 at the network connection is to be coordinated with a device assigned to the energy supply network, namely the server device 31.
  • the server device 31 also communicates with other operating devices 33 and detects their device load, so that via the server device 31, the respective device load of the operating devices 33 and the operating device 25 can be coordinated to a certain extent.
  • the server device 31 additionally communicates with a device 32 assigned to an energy market, in order to adapt the required or provided services in the energy supply network to conditions on the energy market and, in particular as a function of an energy price, to adapt an acquisition or sale of energy.
  • the building 34 comprising the power management device 28 that a built in the power management device 28, communication module 29 via a network 30 such as the Internet or a VPN, with the Serve pure ⁇ direction 31 as to Fig. 1 explained communicates.
  • the commu nication ⁇ between the power management device 28 and the automation device 27 or the server device 31 is carried out respectively by netzaufrufbare functions.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Betriebseinrichtung, wobei die maximal beanspruchte und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung wenigstens 3 kW ist, umfassend die Schritte: Empfangen eines Informationsdatensatzes, der eine Kopplungsinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Kopplungsinformation beschreibt, von einer einem Netzbetreiber eines Energieversorgungsnetzes oder einem Energieversorger zugeordneten Servereinrichtung, wobei die Kopplungsinformation einen Zusammenhang zwischen einer durch die Betriebseinrichtung verursachten Einrichtungslast und einer zu optimierenden Zielgröße während eines Optimierungsintervalls beschreibt, Bestimmen eines Lastprofils, das einen prognostizierten zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast der Betriebseinrichtung während des Optimierungsintervalls beschreibt, durch Optimieren des Lastprofils bezüglich der Zielgröße durch die Energiemanagementeinrichtung, Bereitstellen des Lastprofils an die Servereinrichtung, und Steuerung der Betriebseinrichtung durch die Energiemanagementeinrichtung im Optimierungsintervall in Abhängigkeit eines durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabewerts für die Einrichtungslast.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung, Energiemanagementeinrichtung und Computerprogramm
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Betriebseinrichtung, wobei die maximal beanspruchte und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung wenigstens 3 kW ist. Daneben betrifft die Erfindung eine zugeordnete Energiemanage¬ menteinrichtung sowie ein Computerprogramm.
Großgebäude und Industrieanlagen verfügen häufig über Automa- tionssysteme, die einzelne Geräte und Gerätegruppen steuern. Diese Automationssysteme können Energiemanagementeinrichtungen umfassen, die einen Energieverbrauch von gesteuerten und nicht gesteuerten Geräten überwachen können und die gesteuerten Geräte im Fall einer aktiven Energiemanagementeinrichtung derart steuern können, dass eine Energieeffizienz erhöht wird und/oder Lastspitzen begrenzt werden.
Betriebseinrichtungen wie Großgebäude und Industrieanlagen verfügen zunehmend auch über energieerzeugende Einrichtungen, wie beispielsweise Fotovoltaikanlagen, Windkraftanlagen oder Ähnliches. Zudem nimmt generell der Anteil an regenerativen Energien in Energieversorgungsnetzen zu und eine Energieerzeugung durch regenerative Energien ist nicht frei steuerbar. Während es in konventionellen Energieversorgungsnetzen üblich ist, eine Energieerzeugung dem benötigten Energieverbrauch anzupassen, ist dies, wenn Betriebseinrichtungen sowohl als Verbraucher als auch als Erzeuger von Energien wirken können und regenerative Energien genutzt werden, nicht in allen Fäl¬ len möglich. Zudem führt eine Optimierung der Energieeffizi- enz einer Vielzahl von einzelnen Betriebseinrichtungen, die an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen sind, nicht notwendigerweise zur einer optimalen Energieeffizienz der Gesamtheit der Betriebseinrichtungen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung anzugeben, durch das eine Energieeffizienz in Energieversorgungsnetzen erhöht werden kann und/oder eine flexiblere Reaktion auf Änderungen der im Energieversorgungsnetz erzeugten Energiemenge möglich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der ein- gangs genannten Art gelöst, das die folgenden Schritte um- fasst : a. Empfangen eines Informationsdatensatzes, der eine Kopplungsinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Kopplungsinformation beschreibt, von einer einem Netzbetreiber des Energieversorgungsnetzes oder einem Energieversorger zugeordneten energiemanage- menteinrichtungsexternen Servereinrichtung, wobei die Kopplungsinformation einen Zusammenhang zwi- sehen einer durch die Betriebseinrichtung verursachten Einrichtungslast und einer zu optimierenden Zielgröße während eines Optimierungsintervalls be¬ schreibt,
b. Bestimmen eines Lastprofils, das einen prognosti- zierten zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast der
Betriebseinrichtung während des Optimierungsintervalls beschreibt, durch Optimieren des Lastprofils bezüglich der Zielgröße durch die Energiemanage¬ menteinrichtung,
c. Bereitstellen des Lastprofils an die Servereinrichtung, und
d. Steuerung der Betriebseinrichtung durch die Energiemanagementeinrichtung im Optimierungsintervall in Abhängigkeit eines durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabe¬ werts für die Einrichtungslast. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass durch die Energiema¬ nagementeinrichtung ein Lastprofil, das den zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast während eines zeitlichen Optimie¬ rungsintervalls beschreibt, bestimmt wird, wobei diese Be- Stimmung in Abhängigkeit eines durch eine dem Energieversorgungsnetz oder dem Energieversorger zugeordnete energiemana- gementeinrichtungsexterne Servereinrichtung bereitgestellten Informationsdatensatzes erfolgt. Das Energieversorgungsnetz kann insbesondere ein Stromnetz zur Versorgung der Betriebs- einrichtung mit elektrischer Energie, jedoch auch ein anderes Energieversorgungsnetz sein, beispielsweise ein Gasnetz oder ein Netz, in dem Energie in Form von Wärme oder Dampf bereitgestellt wird. Das Lastprofil kann eine Abfolge von Lastwerten für die Ein¬ richtungslast darstellen, um einen zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast darzustellen. Die Lastwerte können als Ein¬ richtungslast eine jeweils durch die Betriebseinrichtung zu dem Zeitpunkt bzw. in dem Zeitintervall benötigte und/oder bereitgestellte Leistung beschreiben. Die einzelnen Leistungswerte können beispielsweise in kW oder MW angegeben sein. Das Lastprofil kann positive Einrichtungslasten beschreiben, die eine benötigte Leistung beschreiben, und/oder negative Einrichtungslasten, die eine an das Energieversor- gungsnetz bereitgestellte Leistung beschreiben. Durch die
Vorgabe des Informationsdatensatzes kann das Lastprofil der Betriebseinrichtung einer prognostizierten Betriebssituation im Energieversorgungsnetz angepasst werden. Die Servereinrichtung kann durch einen Betreiber des Energieversorgungs- netzes oder durch einen Energieversorger betrieben werden.
Sie kann einem Energiemarkt, einem Aggregator, der einen gemeinsamen Auftritt mehrerer Betriebseinrichtungen auf dem Energiemarkt ermöglicht, und/oder einem virtuellen Kraftwerk, das einen gemeinsamen Auftritt mehrerer Energieanbieter auf einem Energiemarkt ermöglicht, zugeordnet sein. Durch den er¬ findungsgemäßen Informationsaustausch, also den Empfang des Informationsdatensatzes und das Bereitstellen des Lastprofils an die Servereinrichtung, wird erreicht, dass eine Optimie- rung der Einrichtungslasten, und somit der Energieerzeugung und des Energieverbrauchs, nicht nur lokal für eine einzelne Betriebseinrichtung erfolgt, sondern auch eine gemeinsame Optimierung der Lasten für ein gesamtes Energieversorgungsnetz oder für zumindest Teile eines Energieversorgungsnetzes er¬ möglicht wird.
Durch die Energiemanagementeinrichtung wird das Lastprofil bezüglich einer Zielgröße optimiert, wobei zumindest eine Kopplungsinformation, die einen Zusammenhang zwischen der Einrichtungslast und der zu optimierenden Zielgröße be¬ schreibt, durch die Servereinrichtung bereitgestellt wird. Die Art der Zielgröße gibt vor, bezüglich welcher Eigenschaft eine Optimierung durchgeführt wird. Beispielsweise kann eine Zielgröße ein prognostizierter C02-Verbrauch bzw. ein Verbrauch von nicht erneuerbaren Energien sein, der minimiert wird. Alternativ oder ergänzend kann als Zielgröße beispiels¬ weise ein Anteil von erneuerbaren Energien an der Energieerzeugung maximiert werden. Die genannten Zielgrößen sind ins- besondere dann nutzbar, wenn ein Betreiber eine Betriebseinrichtung aktiv an der Steigerung der Gesamteffizienz und damit der Umweltfreundlichkeit des Energieversorgungsnetzes und der versorgten Betriebseinrichtungen mitwirken möchte. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass durch einen Ener- gieversorger eine Preisbildung für eine Energieversorgung derart gestaltet wird, dass der Betreiber einer Betriebseinrichtung angeregt wird, die Betriebseinrichtung derart zu be¬ treiben, dass das Energieversorgungsnetz mit den daran angeschlossenen Betriebseinrichtungen insgesamt besonders effizi- ent und damit auch günstig betreibbar ist. Als Zielgröße kön¬ nen daher auch Kosten für eine aus dem Energieversorgungsnetz bezogene Energie bzw. Einkünfte für eine für das Energiever¬ sorgungsnetz bereitgestellte Energie ausgewertet werden. Bei Vorgabe einer effizienzorientierten Preisgestaltung und einer Optimierung der Kosten bzw. der Vergütung führt auch dies zu einer Steigerung der Effizienz des Energieversorgungsnetzes mit den daran angeschlossenen Betriebseinrichtungen. Die Bestimmung des Lastprofils kann durch Minimierung bzw. Maximierung einer die Zielgröße bestimmenden Kostenfunktion erfolgen. Insbesondere kann die Zielgröße und somit die Kos¬ tenfunktion von mehreren Faktoren abhängen. In diesem Fall können die einzelnen Faktoren als gewichtete Summe berücksichtigt werden, es sind jedoch auch nicht lineare Kopplungen zwischen den Faktoren möglich.
Im Rahmen der Bestimmung des Lastprofils können vorgegebene Betriebsparameter und/oder Eigenschaften der Betriebseinrichtung berücksichtigt werden, die benutzerseitig oder durch weitere Einrichtungen vorgegeben werden. Beispielsweise sind beim Betrieb einer Industrieanlage bestimmte Betriebszeiten einzelner Elemente der Industrieanlage erforderlich, um eine vorgegebene Produktionsmenge zu erreichen. Sollen technische Einrichtungen oder Räume klimatisiert werden, ist typischerweise ein vorgegebener Temperaturbereich einzuhalten. Je nach Art der Betriebseinrichtung ergeben sich daher gewisse vorgegebene Randbedingungen, die bei der Optimierung des Lastpro- fils berücksichtigt werden können. Gleiches gilt für die
Steuerung der Betriebseinrichtung, da auch hier die Steuerung stets derart erfolgen soll, dass vorgegebene Anforderungen erfüllt werden. Die Optimierung und/oder Steuerung kann im erfindungsgemäßen Verfahren daher jeweils unter wenigstens einer Randbedingung erfolgen.
Bei der Kopplungsinformation kann es sich insbesondere um einen Proportionalitätsfaktor zwischen einer verbrauchten bzw. bereitgestellten Energie, die als insbesondere abschnittswei- ses Integral über das Lastprofil berechenbar ist, und der
Zielgröße handeln. Beispielsweise kann ein C02~Verbrauch bzw. ein Preis pro KWh als Kopplungsinformation bereitgestellt werden. Es ist dabei insbesondere möglich, nur eine Wirkleis¬ tung zu berücksichtigen. Der Zusammenhang zwischen Lastprofil und Zielgröße und somit die Kopplungsinformation kann jedoch auch komplexer sein. Beispielsweise kann ein „gestaffelter" Proportionalitätsfaktor genutzt werden, wobei für verschiedene bereitgestellte bzw. verbrauchte Energiemengen abschnitts- weise verschiedene Proportionalitätsfaktoren vorgesehen sind. Die Kopplungsinformation kann jedoch auch beliebige andere funktionale Zusammenhänge zwischen dem Lastprofilund der Zielgröße spezifizieren bzw. parametrisieren .
Das Optimierungsintervall kann insbesondere ein Tag, jedoch auch mehrere Tage, ein halber Tag, sechs Stunden oder Ähnliches sein. Es ist zudem möglich, dass neben dem Lastprofil für das Optimierungsintervall weitere Lastprofile für längere Zeiträume, insbesondere für eine Woche, ein Monat oder ein Jahr berechnet und an die Servereinrichtung bereitgestellt werden. Langfristige Lastprofile ermöglichen einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes entsprechende Maßnahmen, bei¬ spielsweise das Inbetriebsetzen von Kraftwerken, frühzeitig zu planen, womit die Gesamteffektivität des Energieversor¬ gungsnetzes weiter erhöht werden kann. Zur Berechnung der mittel- und langfristigen Prognosen für Lastprofile können durch die Servereinrichtungen weitere Kopplungsinformationen bereitgestellt werden, es ist jedoch auch möglich, entspre- chende mittel- und langfristige Lastprofile ausschließlich aus Betriebsparametern und/oder Eigenschaften der Betriebseinrichtung selbst zu ermitteln und an die Servereinrichtung bereitzustellen. Die Kopplungsinformation kann zeitlich veränderlich sein und sich insbesondere auch während des Optimierungsintervalls än¬ dern. Die Kopplungsinformation kann eine, insbesondere durch die Servereinrichtung, in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Energieversorgungsnetzes prognostizierte Kopplungsinfor- mation sein oder durch einen Benutzer der Servereinrichtung bereitgestellt werden. Sie kann durch eine Auswertung von verschiedenen an einen Betreiber des Energieversorgungsnetzes bereitgestellten Informationen ermittelt werden. Die Informationen des Informationsdatensatzes, insbesondere die Kopp- lungsinformation, können so gewählt werden, dass im Rahmen der Bestimmung des Lastprofils ein energieversorgerseitig ge¬ wünschtes Verhalten der Betriebseinrichtung am Energieversorgungsnetzanschluss begünstigt wird. Werden als Kopplungsin- formationen beispielsweise Preisinformationen übermittelt, können niedrige Preise für Zeiten vorgegeben werden, zu denen voraussichtlich der Energieverbrauch geringer ist als die Energieproduktion .
Der Informationsdatensatz kann ergänzend einen festen Offset umfassen, der zur Zielgröße addiert wird. Dies ist insbeson¬ dere vorteilhaft, wenn die Optimierung der Zielgröße gleich¬ zeitig mit der Optimierung von weiteren Größen, beispielswei- se einer Produktionsmenge in einer Industrieanlage, erfolgt. Variationen der Zielgröße, beispielsweise aufgrund von Ände¬ rungen des Lastprofils, werden somit in Abhängigkeit des Off¬ sets unterschiedlich gewichtet. Ein entsprechender Offset kann beispielsweise Grundkosten einer Energieversorgung dar- stellen.
Die Kommunikation zwischen der Servereinrichtung und der Energiemanagementeinrichtung kann insbesondere durch netz- werkaufrufbare Funktionen, die beispielsweise über SOAP im- plementiert sind, oder durch Netzwerkprotokolle, die Netz¬ teilnehmer als Objekte mit setzbaren bzw. lesbaren Eigenschaften abbilden, beispielsweise BACnet oder OPC UA, erfol¬ gen. Ein Datenaustausch ist insbesondere über das Internet oder ein VPN möglich. Das zugrunde liegende Netzwerk kann vollständig kabelgebunden, vollständig kabellos oder teilwei¬ se kabelgebunden und teilweise kabellos sein.
Vorteilhaft implementiert die Servereinrichtung auch Möglichkeiten, einmal von der Energiemanagementeinrichtung an die Servereinrichtung bereitgestellte Daten durch die Energiema¬ nagementeinrichtung wieder von der Servereinrichtung abzurufen. Dies ermöglicht eine besonders leichte Datenwiederher¬ stellung auf Seiten der Energiemanagementeinrichtung, beispielsweise nach einem Neustart oder einer Neukonfiguration der Energiemanagementeinrichtung.
Die Schritte a) bis c) des erfindungsgemäßen Verfahrens kön¬ nen in einem vorgegebenen Zeitabstand vor dem Optimierungsin- tervall durchgeführt werden. Insbesondere kann das Lastprofil in einem vorgegebenen Zeitabstand vor dem Optimierungsintervall übermittelt werden, der dem gesamten Optimierungsintervall, zwei Drittel des Optimierungsintervalls, der Hälfte des Optimierungsintervalls oder einem Drittel des Optimierungsin¬ tervalls entspricht. Insbesondere kann im erfindungsgemäßen Verfahren nur ein Mindestzeitabstand vorgegeben sein, so dass eine frühere Übertragung des Lastprofils möglich ist. Die Schritte a) bis c) können mehrfach zu mehreren zeitlich beabstandeten Zeitpunkten vor dem Optimierungsintervall durchgeführt werden. Der von der Servereinrichtung übertragene Informationsdatensatz kann bei einer wiederholten Durchführung der Schritte a) bis c) insbesondere in Abhängigkeit eines zuvor übermittelten Lastprofils ermittelt werden. Vorteilhaft kommuniziert eine Servereinrichtung mit mehreren Energiemanagementeinrichtungen und ein im Rahmen einer Wiederholung an eine dieser Energiemanagementeinrichtungen übertragener Informationsdatensatz wird in Abhängigkeit der be- reitgestellten Lastprofile und/oder weiteren Informationen mehrerer oder aller dieser Energiemanagementeinrichtungen ermittelt. Es wird somit eine iterative Optimierung der Ziel¬ größe in einem Gesamtverbund aus einer Servereinrichtung und einer oder mehreren Energiemanagementeinrichtungen erreicht.
Die Betriebseinrichtung kann durch die Energiemanagementeinrichtung im Optimierungsintervall in Abhängigkeit eines die Differenz zwischen dem durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabewert für die Ein- richtungslast und einem momentanen Ist-Wert der Einrichtungs¬ last angegebenen Differenzwertes gesteuert werden. Beispiels¬ weise kann ein Ist-Wert der Einrichtungslast von Tätigkeiten eines oder mehrerer Bediener einer Betriebseinrichtung abhängen. Einige Verbraucher können beispielsweise manuell an- oder ausgeschaltet werden. Zudem hängt die Einrichtungslast einer Vielzahl von energieumsetzenden Elementen der Betriebseinrichtungen von extern vorgegebenen Faktoren ab. Beispielsweise kann die Einrichtungslast einer Klimaanlage oder einer Fotovoltaikanlage vom Wetter abhängen. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Betriebseinrichtung möglichst so betrieben wird, dass der Differenzwert minimiert wird und sich die Betriebseinrichtung somit netzanschlusssei- tig so verhält, wie im zuvor ermittelten Lastprofil angege¬ ben .
Eine strikte Minimierung des Differenzwertes kann dazu füh¬ ren, dass eine Betriebseinrichtung ihre Funktion nicht voll- ständig erfüllen kann und beispielsweise die Produktion einer Industrieanlage sinkt, eine Klimatisierung von Räumen nur unvollständig erfolgen kann oder Ähnliches. Zugleich kann in unterschiedlichen Betriebssituationen des Energieversorgungsnetzes eine Abweichung vom Lastprofil die Effizienz des Ener- gieversorgungsnetzes stark senken und in anderen Betriebssi¬ tuationen nahezu keinen Einfluss auf die Effizienz des Energieversorgungsnetzes haben. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Informationsdatensatz eine Differenzinformation oder einen zeitlichen Verlauf einer Differenzinformation beschreibt, wobei die Differenzinformation einen Zusammenhang zwischen dem Differenzwert und der Zielgröße beschreibt, wobei die Be¬ triebseinrichtung in Abhängigkeit der Zielgröße gesteuert wird. Im Rahmen der Steuerung kann somit berücksichtigt werden, wie stark sich eine Abweichung vom Lastprofil auf eine zu optimierende Zielgröße auswirkt. Beispielsweise kann er¬ mittelt werden, wie stark ein C02-Ausstoß steigt oder inwie¬ weit ein Anteil an erneuerbarer Energie sinkt, wenn die Ein¬ richtungslast der Betriebseinrichtung vom Lastprofil ab¬ weicht. Die Differenzinformation kann auch eine Preisinforma- tion sein, womit durch die Energiemanagementeinrichtung berechenbar ist, welche Kosten eine Abweichung vom Lastprofil hervorruft. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es so¬ mit im Rahmen der Steuerung der Betriebseinrichtung zu berücksichtigen, inwieweit eine Abweichung vom Lastprofil öko- nomisch und/oder ökologisch in Abwägung mit den durch die Abweichung vom Lastprofil bereitgestellten Funktionalitäten zweckmäßig ist. Die Differenzinformation kann dabei jede Art von Zusammenhang zwischen der Zielgröße und dem Differenzwert beschreiben, also insbesondere eine Proportionalität oder ei¬ ne abschnittsweise Proportionalität mit einem gestaffelten Proportionalitätsfaktor. Durch die Energiemanagementeinrichtung kann eine Lastanpassungsanfrage von der Servereinrichtung empfangen werden, wonach durch die Energiemanagementeinrichtung das Lastprofil entsprechend der Lastanpassungsanfrage angepasst wird. Eine Lastanpassungsanfrage kann bereits vor Beginn des Optimie- rungsintervalls und/oder während des Optimierungsintervalls erfolgen. Lastanpassungsanfragen können beispielsweise dann von der Servereinrichtung gesendet werden, wenn eine im gesamten Energieversorgungsnetz bereitgestellte und/oder verbrauchte Energie stark von einer für den entsprechenden Zeit- punkt prognostizierten verbrauchten und/oder bereitgestellten Energie abweicht, womit Anpassungen erforderlich werden, um die verbrauchte und bereitgestellte Energie auszugleichen. Während es typischerweise möglich ist, ein Ungleichgewicht zwischen verbrauchter und bereitgestellter Energie über ex- terne Energiemärkte auszugleichen, kann es ökonomisch
und/oder ökologisch zweckmäßiger sein, durch eine Lastanpassungsanfrage ein Lastprofil einer oder mehrerer angeschlosse¬ ner Betriebseinrichtungen anzupassen. Es ist möglich, dass durch die Energiemanagementeinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem die Einrichtungslast der Betriebseinrichtung beeinflussenden Betriebsparameter
und/oder wenigstens einer die Einrichtungslast der Betriebs¬ einrichtung beeinflussenden Eigenschaft der Betriebseinrich- tung ein einen zeitlichen Verlauf eines Toleranzbereichs der Einrichtungslast im Optimierungsintervall beschreibendes To¬ leranzprofil ermittelt und an die Servereinrichtung übertra¬ gen wird, wonach die Lastanpassungsanfrage derart bestimmt wird, dass das angepasste Lastprofil innerhalb des Toleranz- bereichs liegt. Viele Betriebseinrichtungen können in einigen Betriebssituationen ein Lastprofil leicht anpassen, ohne an Funktionalität einzubüßen. So können in Betriebseinrichtungen beispielsweise Batterien vorgesehen sein, die kurzfristig zu- sätzliche Energie abgeben oder aufnehmen können. Auch Heiz- und Kühlsysteme können in sehr vielen Anwendungsfällen Heiz- und Kühlintervalle aufgrund einer thermischen Trägheit von Systemen zumindest geringfügig zeitlich verschieben, womit Toleranzen für das Lastprofil bereitgestellt werden können. Durch Bereitstellung eines entsprechenden Toleranzprofils durch das Energiemanagementsystem an die Servereinrichtung und eine Nutzung von den jeweiligen Toleranzprofilen ange- passten Lastanpassungsanfragen an eines oder mehrere Energie- managementsysteme kann ein besonders ökologischer und ökono¬ mischer Ausgleich von verbrauchten und bereitgestellten Energie in Energieversorgungsnetzen erreicht werden.
Vorteilhaft können dem Energiemanagementsystem Informationen bereitgestellt werden, inwieweit es ökologisch und/oder öko¬ nomisch rentabel ist, entsprechende Toleranzen bereitzustel¬ len. Daher kann der Informationsdatensatz wenigstens eine Toleranzinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Toleranzinformation beschreiben, wobei die Toleranzinformation einen Zusammenhang zwischen Anpassungen des Lastprofils aufgrund möglicher Lastanpassungsanfragen und der Zielgröße beschreibt, wobei das Toleranzprofil in Abhängigkeit der Tole¬ ranzinformation bestimmt wird. Toleranzinformationen können insbesondere unterschiedliche Zusammenhänge zwischen den An- passungen und der Zielgröße für unterschiedliche Anpassungs¬ richtungen des Lastprofils, also hin zu einer größeren durch die Betriebseinrichtung benötigten Leistung bzw. einer geringeren durch die Betriebseinrichtung bereitgestellten Leistung oder umgekehrt, umfassen. Die Toleranzinformation kann insbe- sondere ein Proportionalitätsfaktor sein, wobei der Proportionalitätsfaktor für unterschiedlich starke Abweichungen unterschiedlich sein kann, so dass eine gestaffelte Proportio¬ nalität erreicht wird. Der Informationsdatensatz kann eine
Leistungsmaximumsinformation beschreiben, die einen Zusammenhang zwischen der Zielgröße und dem Maximum einer in einem vorgegebenen Zeitintervall, insbesondere dem Optimierungsin- tervall, durch die Betriebseinrichtung bereitgestellten und/oder beanspruchten Leistung beschreibt, wobei die Bestimmung des Lastprofils und/oder die Steuerung der Betriebseinrichtung in Abhängigkeit der Leistungsmaximumsinformation er- folgt. Hohe Leistungsspitzen durch eine Betriebseinrichtung sind für einen effektiven Betrieb eines Energieversorgungs¬ netzes mit den damit verbundenen Verbrauchern typischerweise besonders nachteilig. Daher werden von Energieversorgern unter Umständen zusätzliche Kosten, die für Leistungsspitzen festgelegt werden, berechnet. Es ist somit vorteilhaft, wenn im Rahmen des Informationsdatensatzes Informationen bereitge¬ stellt werden, inwieweit Leistungsspitzen im ermittelten Lastprofil bzw. im Rahmen der Steuerung die Optimierung der Zielgröße beeinträchtigen, das heißt insbesondere, inwieweit durch hohe Leistungsspitzen ökonomische und/oder ökologische Nachteile verursacht werden.
Der Informationsdatensatz kann eine Blindleistungsinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Blindleistungsinformation beschreiben, wobei die Blindleistungsinformation einen Zusammenhang zwischen einer Blindleistung der Betriebseinrichtung und der Zielgröße während des Optimierungsintervalls be¬ schreibt, wobei die Bestimmung des Lastprofils und/oder die Steuerung der Betriebseinrichtung in Abhängigkeit der Blind- leistungsinformation erfolgt. Durch Blindleistungen werden Energieversorgungsnetze zusätzlich belastet. Je nach Be¬ triebszustand des Energieversorgungsnetzes kann diese Belas¬ tung unterschiedliche Auswirkungen haben. Es ist daher vorteilhaft, die Stärke der Beeinträchtigung des Energieversor- gungsnetzes durch Blindleistungen im Rahmen der Bestimmung des Lastprofils und/oder der Steuerung der Betriebseinrichtung zu berücksichtigen.
Zumindest während des Optimierungsintervalls können eine Ein- richtungslast der Betriebseinrichtung betreffende Erfassungs¬ daten wiederholt durch die Energiemanagementeinrichtung er- fasst und an die Servereinrichtung bereitgestellt werden. Der Servereinrichtung werden somit konkrete Daten über den tat- sächlichen Lastgang der Betriebseinrichtung bereitgestellt, die insbesondere zu Abrechnungs- und/oder Optimierungszwecken genutzt werden können. Vor Schritt a) kann durch die Servereinrichtung ein Konfigurationsdatensatz an das Energiemanagementsystem übertragen werden, wonach das Energiemanagementsystem die Bestimmung des Lastprofils und/oder die Bestimmung des Toleranzprofils und/oder die Steuerung der Betriebseinrichtung in Abhängig- keit des Konfigurationsdatensatzes anpasst. Auch Abstände zwischen einer Ermittlung von Erfassungsdaten bzw. einer Bereitstellung dieser Daten können angepasst werden. Der Konfigurationsdatensatz entspricht dem technischen Gegenstück eines „Vertrags", durch den die technischen Parameter des Da- tenaustausches zwischen der Energiemanagementeinrichtung und der Servereinrichtung festgelegt werden. Es ist möglich, dass ein entsprechender Konfigurationsdatensatz automatisch oder manuell aus Vorgaben eines Vertrags zwischen einem Betreiber des Energiemanagementsystems bzw. der Betriebseinrichtung und einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes abgeleitet wird.
Der Konfigurationsdatensatz kann insbesondere Informationen bezüglich eines Gültigkeitszeitraums des Konfigurationsdatensatzes umfassen. Ergänzend oder alternativ kann der Konfigu- rationsdatensatz wenigstens einen Zeitpunkt der Bereitstel¬ lung des Lastprofils bezüglich des Optimierungsintervalls und/oder eine Länge des Optimierungsintervalls vorgeben. Auch ein insbesondere periodisch wiederkehrender Beginn eines Optimierungsintervalls, die Länge eines Intervalls für die Leistungsmaximumbestimmung, Zeitpunkte, zu denen weitere Vorhersageinformationen für mittel- bzw. langfristige Lastprofi¬ le durch das Energiemanagement zu übermitteln sind, Messin¬ tervalle für Messdaten und/oder Datenformate für durch den Informationsdatensatz übertragene Informationen und/oder die Last- bzw. Toleranzprofile können durch den Konfigurationsda¬ tensatz bestimmt werden. Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung eine Energiemanagementeinrichtung zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Betriebseinrichtung, wobei die maximale beanspruchte und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung wenigstens 3 kW ist, wobei die Energiemanagementeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Die Ener¬ giemanagementeinrichtung kann Mittel zum Empfangen von Informationsdaten, die insbesondere Kosteninformationen umfassen, von einer durch einen Netzbetreiber oder einen Energieversor- ger betriebenen Servereinrichtung und Mittel zum Senden eines prognostizierten Lastprofils für die Betriebseinrichtung an die Servereinrichtung umfassen. Die Mittel zum Senden und Empfangen können insbesondere gemeinsam in Form eines Kommu- nikationsmoduls bereitgestellt werden, welches sowohl als ei¬ genständige Vorrichtung (Gateway) in einem eigenen Gehäuse vorgesehen sein kann als auch integriert in beispielsweise eine Recheneinrichtung der Energiemanagementeinrichtung. Das Kommunikationsmodul bildet somit eine Schnittstelle, die eine Kommunikationsmöglichkeit zwischen der Energiemanagementeinrichtung und dem Netzbetreiber/Netzversorger, genauer der dortigen Servereinrichtung, bereitstellt. Hierfür können Hardware- und Softwaremittel seitens des Kommunikationsmoduls vorliegen, die das Kommunikationsmodul zum Empfang des Infor- mationsdatensatzes , zum Bereitstellen bzw. Senden des Last¬ profils und ggf. dem weiten beschriebenen Datenaustausch, insbesondere bezüglich des Konfigurationsdatensatzes im Rah¬ men der Initialisierung, ausbilden. Zusätzlich kann die Energiemanagementeinrichtung Mittel zum Bestimmen eines Lastpro- fils nach Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Mittel zur Steuerung der Betriebseinrichtung nach Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweisen.
Die erfindungsgemäße Energiemanagementeinrichtung kann ein Teil eines Automatisierungssystems für die Betriebseinrich¬ tung sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Energiemanagementeinrichtung separat von einer Automatisierungseinrichtung ausgebildet ist und mit dieser, beispielsweise über netzwerkaufrufbare Funktionen, kommuniziert. Funktionen für eine Kommunikation zwischen der Servereinrichtung und der Energiemanagementeinrichtung können ein integraler Bestandteil der Energiemanagementeinrichtung sein. Es ist jedoch auch möglich, die Energiemanagementeinrichtung derart auszubilden, dass eine Kommunikation mit der Servereinrichtung durch ein separates Modul bereitgestellt wird, das, bei¬ spielsweise über eine Netzwerkverbindung, insbesondere über netzwerkaufrufbare Funktionen, mit weiteren Komponenten der Energiemanagementeinrichtung kommuniziert, die der Bestimmung des Lastprofils und/oder der Steuerung der Betriebseinrichtung dienen. Merkmale, die zum erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, sind äquivalent auf die erfindungsgemäße Energiemanagementeinrichtung übertragbar .
Zudem betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, wobei bei Ausführung des Computerprogramms auf einer Recheneinrichtung die Recheneinrichtung eine erfindungsgemäße Energiemanage¬ menteinrichtung ausbildet. Zum erfindungsgemäßen Verfahren bzw. zur erfindungsgemäßen Energiemanagementeinrichtung erläuterte Merkmale lassen sich mit den dort beschriebenen Vorteilen äquivalent auf das erfindungsgemäße Computerprogramm übertragen .
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung beschreiben die folgenden Ausführungsbeispiele sowie die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch den zeitlichen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Energiemanage¬ menteinrichtung sowie ihre Verbindung zu einer Betriebseinrichtung und einer einem Energieversorgungsnetz zugeordneten Servereinrichtung.
Fig. 1 zeigt schematisch den zeitlichen Ablauf eines Verfahrens zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung 1 zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen nicht gezeigten Betriebseinrichtung. Die beanspruchte
und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung ist wenigstens 3 kW. In Fig. 1 ist schematisch ein zeitlicher Ablauf gezeigt, wobei am linken Bildrand zeit¬ lich frühe und am rechten Bildrand zeitlich späte Abläufe dargestellt sind. Schematisch sind zudem die Energiemanage¬ menteinrichtung 1, eine dem Energieversorgungsnetz zugeordnete und insbesondere durch den Betreiber des Energieversor- gungsnetzes betriebene Servereinrichtung 2 und eine Zeitleis¬ te 3 dargestellt. Durch die Pfeile 4, 5, 6, 7, 8, 9 sind je¬ weils Kommunikationsvorgänge zwischen der Energiemanagement¬ einrichtung 1 und der Servereinrichtung 2 dargestellt. Im Bereich der Energiemanagementeinrichtung 1 und der Serverein- richtung 2 sind jeweils die Zeitbereiche 10, 11, 12 bzw. 13, 14, 15 dargestellt, in denen die Energiemanagementeinrichtung 1 bzw. die Servereinrichtung 2 für das beschriebene Verfahren wesentliche Funktionen durchführen. Das Verfahren beginnt zum Zeitpunkt 16 mit einer durch den
Pfeil 4 dargestellten Übertragung eines Konfigurationsdatensatzes von der Servereinrichtung 2 an die Energiemanagement¬ einrichtung 1. Die Kommunikation zwischen der Energiemanagementeinrichtung 1 und der Servereinrichtung 2 erfolgt während dieses und der im Folgenden beschriebenen Kommunikationsvorgänge jeweils durch einen Aufruf von netzwerkaufrufbaren Funktionen, die beispielsweise über SOAP aufgerufen werden.
Die Übertragung eines Konfigurationsdatensatzes von der Ser- vereinrichtung 2 an die Energiemanagementeinrichtung 1 kann dadurch erfolgen, dass die Servereinrichtung 2 eine netzwerk- aufrufbare Funktion der Energiemanagementeinrichtung 1 aufruft, um entsprechende Konfigurationsdaten auf die entspre¬ chenden Werte zu setzen. Alternativ könnte die Energiemanage- menteinrichtung 1 eine durch die Servereinrichtung 2 implementierte netzwerkaufrufbare Funktion aufrufen, um den Konfigurationsdatensatz von der Servereinrichtung 2 abzurufen. Vorteilhaft sind beide der beschriebenen Funktionen implemen- tiert, wobei das Verfahren normalerweise durch einen Aufruf einer netzwerkaufrufbaren Funktion der Energiemanagementeinrichtung 1 zum Setzen der Konfigurationsdaten gestartet werden kann, bei einem Datenverlust der Energiemanagementein- richtung, beispielsweise bei einem Neustart, entsprechende
Konfigurationsdaten jedoch wieder von der Servereinrichtung 2 abgerufen werden können. Die weiteren durch die Pfeile 5, 7 und 9 dargestellten Datenübertragungen von der Servereinrichtung 2 an die Energiemanagementeinrichtung 1 erfolgen ebenso, so dass für die jeweils übertragenen Daten jeweils die erläu¬ terten Abhol- bzw. Setzfunktionen auf der Servereinrichtung 2 bzw. auf der Energiemanagementeinrichtung 1 implementiert sind. Eine Datenübertragung von der Energiemanagementeinrichtung 1 an die Servereinrichtung 2, wie sie durch die Pfeile 6 und 8 dargestellt ist, erfolgt prinzipiell ebenso, wobei in diesem Fall eine Setzfunktion zum Setzen der Daten auf Seiten der Servereinrichtung 2 implementiert ist und eine Abholfunktion, bei deren Aufruf Daten an die Servereinrichtung 2 bereitgestellt werden, auf der Energiemanagementeinrichtung 1 implementiert ist.
Der Konfigurationsdatensatz legt insbesondere die Zeitpunkte und Zeitintervalle fest, die im weiteren Verfahren genutzt werden. Insbesondere bildet der Konfigurationsdatensatz tech- nisch relevante Parameter eines Vertrags zwischen einem Be¬ treiber der Energiemanagementeinrichtung 1 und der zugehörigen Betriebseinrichtung und einem Betreiber des Energieversorgungsnetzes bzw. einem Händler, der über das Energieversorgungsnetz Energie für die Betriebseinrichtung bereitstellt und/oder sie von dieser abnimmt, ab. Durch die Servereinrichtung 2 können die Daten des Konfigurationsdatensatzes insbe¬ sondere automatisch aus einem elektronisch vorliegenden Vertragsdatensatz generiert werden. Der Konfigurationsdatensatz umfasst insbesondere einen Anfangs- und Endzeitpunkt des Vertrages und ein Zeitintervall, innerhalb dem jeweils ein Maximum der durch die Betriebseinrichtung beanspruchten Leistung bestimmt werden soll. Durch den Konfigurationsdatensatz kann der Energiemanagementeinrichtung eine eindeutige Identifikation zugeordnet werden, die insbesondere aus einer Vertrags-ID und einer Einrich- tungs-ID besteht. Im Rahmen des Konfigurationsdatensatzes können zudem Datenformate und die den übertragenen Zahlenwerten zugeordneten Einheiten festgelegt werden. Die den Zahlenwerten zugeordneten Einheiten können alternativ auch im Rahmen der weiteren durch die Pfeile 5, 6, 7, 8, 9 dargestellten Kommunikationen in separaten Datenfeldern übertragen werden.
Weitere Daten des Konfigurationsdatensatzes können eine Länge eines Optimierungsintervalls 17 sowie die relative Lage der Zeitpunkte 18, 19, 20, 21, 22 festlegen, zu denen die durch die Pfeile 5, 6, 7, 8 dargestellten Datenübertragungen zwi- sehen der Energiemanagementeinrichtung 1 und der Servereinrichtung 2 erfolgen, bzw. zu dem das Optimierungsintervall 17 beginnt. Beispielsweise kann der Zeitpunkt 18 bezüglich des Zeitpunkts 22 und der Zeitpunkt 9 bezüglich des Zeitpunkts 18 festgelegt werden usw. Die Lage der Zeitpunkte 18, 19, 20, 21, 22 zueinander wird jeweils durch einen zeitlichen Abstand zu einem der anderen Zeitpunkte festgelegt.
Zusätzlich werden mit dem Konfigurationsdatensatz Intervalllängen und Zeitpunkte zur Übertragung eines langfristigen und eines kurzfristigen Lastprofils übermittelt, wobei die jewei¬ ligen Intervalle länger als das Optimierungsintervall sind, beispielsweise ein Monat für ein kurzfristiges Lastprofil und eines oder mehrere Jahre für ein langfristiges Lastprofil. Die Ermittlung und Übertragung der kurz- und langfristigen Lastprofile ist nicht gezeigt. Kurz- und langfristige Last¬ profile werden zu den durch den Konfigurationsdatensatz bestimmten Zeitpunkten durch eine statistische Auswertung von im laufenden Betrieb der Betriebseinrichtung gesammelten Betriebsdaten ermittelt und an die Servereinrichtung 2 übertra- gen.
Der Konfigurationsdatensatz beschreibt zudem, in welchen Intervallen eine Einrichtungslast der Betriebseinrichtung be- treffende Erfassungsdaten durch die Energiemanagementeinrichtung 1 erfasst und an die Servereinrichtung 2 bereitgestellt werden sollen. Die Erfassung und Bereitstellung der Erfassungsdaten ist in Fig. 1 nicht dargestellt und kann laufend im Hintergrund oder auch nur im Optimierungsintervall erfol¬ gen .
Die durch den Pfeil 4 dargestellte Übertragung des Konfigura¬ tionsdatensatzes muss nur einmalig zu einer Initialisierung der Kommunikation zwischen der Servereinrichtung 2 und der
Energiemanagementeinrichtung 1 erfolgen. Die im Folgenden erläuterten Verfahrensschritte können nach einer anfänglichen Konfiguration der Energiemanagementeinrichtung 1 durch Empfang des Konfigurationsdatensatzes beliebig oft wiederholt werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 1 der vorbereitende Datenaustausch vor dem Optimierungsintervall 17 zu den Zeitpunkten 18, 19, 20, 21 und das Optimierungsintervall 17 zwischen den Zeitpunkten 22 und 23 separat dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass bereits wäh- rend des Optimierungsintervalls 17 eine entsprechende vorbe¬ reitende Kommunikation für ein darauf folgendes nächstes Op¬ timierungsintervall erfolgen würde, das sich insbesondere un¬ mittelbar an das Optimierungsintervall 17 anschließt, also zum Zeitpunkt 23 beginnt.
Die weitere Erläuterung des Verfahrens geht davon aus, dass als Zielgröße, die im Verfahren zum Betrieb der Energiemana¬ gementeinrichtung 1 optimiert werden soll, ein C02-Ausstoß minimiert werden soll. Soll für den Betreiber der Energiema- nagementeinrichtung bzw. der Betriebseinrichtung ein ökonomischer Anreiz geschaffen werden, daran mitzuwirken, die Gesamteffizienz eines Energieversorgungsnetzes zu erhöhen, wäre es in einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens auch möglich, als Zielgröße Energiekosten zu minimieren, wobei die Vorgabe des im Folgenden erläuterten Informationsdatensatzes durch die Servereinrichtung insbesondere derart erfolgt, dass eine Minimierung der Kosten für verbrauchte Energie bzw. eine Maximierung der Vergütung für bereitgestellte Energie durch die Energiemanagementeinrichtung voraussichtlich zu einer Steigerung der Energieeffizienz des Energieversorgungsnetzes führt, wodurch beispielsweise indirekt auch ein C02~Ausstoß gesenkt und/oder eine Nutzung von regenerativen Energien ge- fördert werden kann.
Im Zeitintervall 10 wird durch die Servereinrichtung 2 ein Informationsdatensatz ermittelt, der zum Zeitpunkt 18 an das Energiemanagementsystem 1 übermittelt werden soll. Der Infor- mationsdatensatz beschreibt den zeitlichen Verlauf einer
Kopplungsinformation, die einen Zusammenhang zwischen einem Lastprofil der Betriebseinrichtung und der zu optimierenden Zielgröße beschreibt. Die Kopplungsinformation kann insbesondere einen Zusammenhang zwischen einem durch das Lastprofil beschriebenen Energieverbrauch bzw. einer durch das Lastprofil beschriebenen Energieerzeugung und der Zielgröße beschreiben. Dies kann beispielsweise ein C02-Ausstoß pro er¬ brachter MWh bzw. eine C02-Einsparung pro erzeugter MWh sein. Der Informationsdatensatz beschreibt zusätzlich einen zeitlichen Verlauf einer Differenzinformation, die den Zusammenhang zwischen einem Differenzwert, der die Differenz zwischen einem durch das Lastprofil für einen momentanen Betriebszeit¬ punkt im Optimierungsintervall vorgegebenen Vorgabewert für die Einrichtungslast und einem momentanen Ist-Wert der Ein¬ richtungslast beschreibt, und der Zielgröße beschreibt.
Ergänzend beschreibt der Informationsdatensatz den zeitlichen Verlauf einer Toleranzinformation, die einen Zusammenhang zwischen Anpassungen des Lastprofils nach oben und nach unten aufgrund möglicher Lastanpassungsfragen und der Zielgröße beschreibt. Unter einer Anpassung des Lastprofils nach oben ist eine Erhöhung der benötigten Leistung bzw. eine Reduzierung einer Leistungsbereitstellung zu verstehen und unter einer Anpassung des Lastprofils nach unten das Gegenteil.
Zudem beschreibt der Informationsdatensatz den zeitlichen Verlauf einer Blindleistungsinformation, die den Zusammenhang zwischen einer Blindleistung der Betriebseinrichtung im Optimierungsintervall und der Zielgröße beschreibt. Hohe Blind¬ leistungen der Betriebseinrichtung können die erreichbare Effizienz im Energieversorgungsnetz reduzieren und somit den C02-Ausstoß erhöhen. Zudem führen sie zu zusätzlichen Kosten für einen Energieversorger .
Zudem umfasst der Informationsdatensatz zwei
Leistungsmaximumsinformationen, die jeweils einen Zusammen- hang zwischen einem Maximum einer in einem vorgegebenen Zeitintervall durch die Betriebseinrichtung beanspruchten Leistung und der Zielgröße beschreiben. Das vorgegebene Zeitin¬ tervall ist für eine dieser beiden
Leistungsmaximumsinformationen das durch den Konfigurations- datensatz definierte Zeitintervall und für die andere der
Leistungsmaximumsinformationen das Optimierungsintervall 17.
Zusätzlich beschreibt der Informationsdatensatz einen Offset für die Zielgröße, der insbesondere dann relevant wird, wenn die Zielgröße in Abhängigkeit weitere Randbedingungen oder im Rahmen einer Multifaktoroptimierung optimiert wird.
Die durch den Informationsdatensatz beschriebenen Informationen werden durch die Servereinrichtung 2 aus statistischen Informationen vorangehender Betriebszyklen und einer Modellbildung des Energieversorgungsnetzes mit den durch das Ener¬ gieversorgungsnetz versorgten Betriebseinrichtungen sowie durch eine Prognose von im Energieversorgungsnetz auftretende Lasten beeinflussenden Faktoren bestimmt.
Im Zeitintervall 13 wird durch die Energiemanagementeinrichtung 1 einerseits ein Lastprofil berechnet, das einen prog¬ nostizierten zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast der Betriebseinrichtung während des Optimierungsintervalls 17 be- schreibt und andererseits ein Toleranzprofil, das einen Tole¬ ranzbereich der Einrichtungslast im Optimierungsintervall be¬ schreibt, der auf eine Lastanpassungsfrage durch die Server¬ einrichtung 2 hin genutzt werden kann, um das Lastprofil an- zupassen. Das Toleranzprofil beschreibt für jeden Zeitpunkt separate Abweichungsmöglichkeiten vom Lastprofil nach oben und nach unten. Die Bestimmung des Lastprofils erfolgt durch Minimieren der Zielgröße unter wenigstens einer Randbedingung. Bei einer Nutzung des C02~Ausstoßes als Zielgröße wird somit der CO2- Ausstoß minimiert, bei einer Nutzung eines Preises als Ziel¬ größe der Preis. Die Zielgröße hängt vom zu bestimmenden Lastprofil sowie von den mit dem Informationsdatensatz übertragenen Informationen, nämlich insbesondere der Kopplungsinformation, den Leistungsmaximumsinformationen, der Blindleistungsinformation sowie dem Offset für die Zielgröße ab. Dabei sind die Kopplungsinformationen und die Blindleistungsinfor- mation insbesondere zeitabhängige Gewichtungsfaktoren für die Berechnung der Zielgröße aus dem Lastprofil bzw. aus einer aus dem Lastprofil berechneten Energiebereitstellung bzw. einem aus dem Lastprofil berechneten Energieverbrauch. Das Toleranzprofil wird zusätzlich in Abhängigkeit der Toleranzin- formation ermittelt. Die Randbedingung beschreibt insbesonde¬ re Anforderungen an den Betrieb der Betriebseinrichtung, beispielsweise ein Temperaturintervall, in dem ein klimatisier¬ ter Raum zu halten ist oder eine minimale Produktionsmenge einer Industrieanlage.
Alternativ könnte das Lastprofil auch im Rahmen einer
Mehrfaktoroptimierung bestimmt werden, wobei neben der Zielgröße eine weitere Größe optimiert wird. Beispielsweise kann die Zielgröße minimiert werden, während eine Größe, die die Produktion einer Industrieanlage beschreibt, maximiert wird. Eine Mehrfaktoroptimierung kann mit der Nutzung von Randbedingungen kombiniert werden.
Zur Bestimmung eines Toleranzintervalls wird eine
Mehrfaktoroptimierung durchgeführt. Die Toleranzinformation beschreibt ökologische und/oder ökonomische Vorteile, die bei einer Inanspruchnahme des Toleranzbereichs im Rahmen einer Lastanpassung erreicht werden. Beispielsweise kann die Tole- ranzinformation eine C02~Einsparung oder eine Preiseinsparung bei einer Lastanpassung durch die Servereinrichtung beschreiben. Als weiterer Faktor wird zumindest ein Betriebsergebnis der Betriebseinrichtung ausgewertet. Beispielsweise kann eine gewichtete Summe des Produkts aus der Toleranzinformation und der im Toleranzprofil beschriebenen Abweichung und einer Produktionsmenge einer Industrieanlage minimiert bzw. maximiert werden . Zur Bestimmung des Lastprofils und des Toleranzprofils können zusätzlich Prognoseinformationen genutzt werden, die beispielsweise durch eine statistische Auswertung vorangehender Betriebsintervalle der Betriebseinrichtung bestimmt werden können. Das ermittelte Lastprofil und das ermittelte Tole- ranzprofil werden, wie durch Pfeil 6 gezeigt, an die Server¬ einrichtung 2 übertragen.
Im Zeitintervall 11 wertet die Servereinrichtung 2 das über¬ tragene Lastprofil der Energiemanagementeinrichtung 1 aus. Auch weitere nicht gezeigte Energiemanagementeinrichtungen können Lastprofile und Toleranzprofile berechnen und an die Servereinrichtung 2 bereitstellen. In Abhängigkeit dieser Daten sowie weiterer Informationen, die eine Prognose von in dem Energieversorgungsnetz bereitstehenden Leistungen bzw. Energien erlauben, wird durch die Servereinrichtung 2 überprüft, ob zuvor durch den Informationsdatensatz übertragene Informationen anzupassen sind, da sich Prognosen über die bereitgestellten bzw. benötigten Leistungen bzw. Energien im Energieversorgungsnetz aufgrund der empfangenen Informationen verändert haben. Ist dies der Fall, so wird der Informations¬ datensatz angepasst und, wie durch Pfeil 7 dargestellt, an die Energiemanagementeinrichtung 1 übertragen, worauf diese im Zeitintervall 14, wie zum Zeitintervall 13 beschrieben, ein aktualisiertes Lastprofil und/oder ein aktualisiertes To- leranzprofil berechnet und zum Zeitpunkt 21 an die Serverein¬ richtung 2 bereitstellt. Im Optimierungsintervall 17 erfolgt eine Steuerung der Be¬ triebseinrichtung durch die Energiemanagementeinrichtung 1 in Abhängigkeit des zuvor an die Servereinrichtung 2 übermittel¬ ten Lastprofils sowie der Differenzinformation. In typischen Anwendungsfällen weicht die tatsächliche Einrichtungslast ei¬ ner Betriebseinrichtung häufig von einer prognostizierten und als Lastprofil übertragenen Einrichtungslast ab. Beispiels¬ weise kann die Leistung einer Fotovoltaik- oder einer Windkraftanlage in Abhängigkeit des Wetters variieren und/oder einzelne Elemente der Betriebseinrichtung können eine Einrichtungslast aufweisen, der von einer manuellen Bedienung abhängig ist. Ist ein Differenzwert, der die Abweichung zwischen dem durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabewert für die Einrichtungslast und einem momentanen Ist-Wert der Einrichtungslast vorgibt, von Null verschieden, soll die Betriebseinrichtung typischerweise derart gesteuert werden, dass der Differenzwert mini¬ miert wird. Eine strikte Minimierung des Differenzwertes ist häufig jedoch nicht zweckmäßig, da eine entsprechende Anpas- sung der Einrichtungslast schädlich für ein Betriebsergebnis der Betriebseinrichtung sein kann. Beispielsweise kann eine Produktion einer Industrieanlage reduziert werden oder be¬ stimmte Komfortmerkmale eines Gebäudes können nicht mehr zur Verfügung gestellt werden.
Daher ist es vorteilhaft, zur Steuerung der Betriebseinrichtung eine Mehrfaktoroptimierung zu nutzen. Als einer der Optimierungsfaktoren wird wiederum die bereits erläuterte Ziel¬ größe optimiert, die einen C02~Verbrauch oder Energiekosten darstellen kann. Als weiterer Optimierungsfaktor wird wenigstens ein Betriebsparameter der Betriebseinrichtung, also beispielsweise eine Produktionsmenge oder eine Abweichung von einer vorgegebenen Temperatur berücksichtigt. Ergänzend können Randbedingungen vorgegeben werden. Der Betrieb der Be- triebseinrichtung erfolgt somit derart, dass zwischen einer Optimierung der Zielgröße und Betriebsanforderungen für die Betriebseinrichtung abgewogen wird. Zumindest während des Betriebsintervalls werden durch die Energiemanagementeinrichtung 1 die Einrichtungslast der Betriebseinrichtung betreffende Erfassungsdaten wiederholt an die Energiemanagementeinrichtung 1 übertragen. Eine entspre- chende Übertragung erfolgt zudem von weiteren nicht gezeigten Energiemanagementeinrichtungen. Zudem kann die Servereinrichtung 2 Prognosen für Parameter auswerten, die eine Einrichtungslast im Energieversorgungsnetz beeinflussen, wie zum Zeitintervall 10 erläutert. Alternativ oder ergänzend kann die Energiemanagementeinrichtung 1 auswerten, unter welchen Bedingungen Energie auf Strommärkten zukauf- bzw. verkaufbar ist .
Durch Auswertung dieser Informationen, insbesondere durch ei- nen Optimierungsalgorithmus, kann durch die Servereinrichtung 2 in einigen Betriebssituationen ermittelt werden, dass eine Anpassung der im Energieversorgungsnetz bereitgestellten bzw. benötigten Leistungen zweckmäßig ist. Wird beispielsweise ein Teil der im Energieversorgungsnetz bereitgestellten Energie durch Fotovoltaikanlagen bereitgestellt und während der ursprünglichen Ermittlungen des Informationsdatensatzes in den Zeitintervallen 10 bzw. 11 wurde durch Prognosedaten indiziert, dass aufgrund einer starken Sonneneinstrahlung eine hohe Energiebereitstellung durch die Fotovoltaikanlagen zu erwarten ist, wird jedoch während des Zeitintervalls 12 eine entsprechende Prognose aktualisiert und ist nun zu erwarten, dass die Energiebereitstellung durch die Fotovoltaikanlage wesentlich geringer ausfällt, wird im Energieversorgungsnetz voraussichtlich nicht genügend Energie bereitgestellt.
Abhängig von einer momentanen Kosten- und Versorgungslage auf einem Energiemarkt kann dieser Mangel an bereitgestellter Energie ausgeglichen werden, indem Energie von einem Energiemarkt zugekauft wird. Häufig ist dies jedoch ökologisch und/oder ökonomisch nicht zweckmäßig, so dass es vorteilhaft sein kann, stattdessen das Lastprofil der durch die Energiemanagementeinrichtung 1 gesteuerten Betriebseinrichtung anzupassen . Hierzu wird das von der Energiemanagementeinrichtung 1 an die Servereinrichtung 2 bereitgestellte Toleranzprofil ausgewer¬ tet, das beschreibt, inwieweit eine Anpassung des Lastprofils der Betriebseinrichtung möglich ist. Zeigt das Toleranzprofil für einen relevanten Zeitraum an, dass eine Anpassung des Lastprofils zur Absenkung der durch die Betriebseinrichtung benötigten Leistung möglich ist, sendet die Servereinrichtung zum Zeitpunkt 24, wie mit dem Pfeil 9 gezeigt, eine Lastan- passungsanfrage an die Energiemanagementeinrichtung 1, die entsprechend der Lastanpassungsanfrage das Lastprofil anpasst und den weiteren Betrieb der Betriebseinrichtung im Optimierungsintervall 17 gemäß des angepassten Lastprofils durch¬ führt .
Durch eine entsprechende Lastanpassungsfrage kann das Last¬ profil derart angepasst werden, dass ein Energieverbrauch durch die Betriebseinrichtung gesenkt wird und somit eine ge¬ ringere zur Verfügung stehende Energie, beispielsweise auf- grund der genannten geringer als erwartet ausfallenden Sonneneinstrahlung an einer Fotovoltaikanlage, ausgeglichen wird .
Fig. 2 zeigt schematisch eine Energiemanagementeinrichtung 28 zur Steuerung einer an ein nicht gezeigtes Energieversorgungsnetz angeschlossenen Betriebseinrichtung 25. Die Betriebseinrichtung 25 dient dem Betrieb eines Gebäudes 34. Die Betriebseinrichtung 25 umfasst mehrere Verbraucher 26 sowie eine Fotovoltaikanlage 35, die durch eine Automatisierungs- einrichtung 27 gesteuert werden. Um eine Effizienz des gesamten Energieversorgungsnetzes mit der daran angeschlossenen Betriebseinrichtung 25 zu steigern, soll das Verhalten der Betriebseinrichtung 25 am Netzanschluss , also deren Einrichtungslast, mit einer dem Energieversorgungsnetz zugeordneten Einrichtung, nämlich der Servereinrichtung 31, koordiniert werden . Die Servereinrichtung 31 kommuniziert zudem mit weiteren Betriebseinrichtungen 33 und erfasst deren Einrichtungslast, so dass über die Servereinrichtung 31 die jeweilige Einrichtungslast der Betriebseinrichtungen 33 und der Betriebsein- richtung 25 zu einem gewissen Grad koordiniert werden können. Die Servereinrichtung 31 kommuniziert zudem mit einer einem Energiemarkt zugeordneten Einrichtung 32, um die benötigten bzw. bereitgestellten Leistungen im Energieversorgungsnetz an Bedingungen auf dem Energiemarkt anzupassen und, insbesondere in Abhängigkeit eines Energiepreises, einen Zukauf bzw. einen Verkauf von Energie anzupassen.
Zur Koordination des Netzanschlussverhaltens der Betriebseinrichtung 25 umfasst das Gebäude 34 die Energiemanagementein- richtung 28, die über ein in die Energiemanagementeinrichtung 28 integriertes Kommunikationsmodul 29 über ein Netzwerk 30, beispielsweise das Internet oder ein VPN, mit der Serverein¬ richtung 31 wie zu Fig. 1 erläutert kommuniziert. Die Kommu¬ nikation zwischen der Energiemanagementeinrichtung 28 und der Automatisierungseinrichtung 27 bzw. der Servereinrichtung 31 erfolgt jeweils durch netzaufrufbare Funktionen.
In alternativen Ausführungsbeispielen wäre es möglich, das Energiemanagementsystem 28 in die Automatisierungseinrichtung 27 zu integrieren und/oder das Kommunikationsmodul 29 separat von der Energiemanagementeinrichtung 28 auszubilden, wobei in diesem Fall eine Kommunikation zwischen dem Kommunikationsmodul 29 und der Energiemanagementeinrichtung 28 ebenfalls über netzaufrufbare Funktionen erfolgen kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Energiemanagementeinrichtung zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlos- senen Betriebseinrichtung, wobei die maximal beanspruchte und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung wenigstens 3 kW ist, umfassend die Schritte:
a. Empfangen eines Informationsdatensatzes, der eine Kopplungsinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Kopp- lungsinformation beschreibt, von einer einem Netzbetreiber eines Energieversorgungsnetzes oder einem Energieversorger zugeordneten Servereinrichtung, wobei die Kopplungsinformation einen Zusammenhang zwischen einer durch die Betriebseinrichtung verursachten Einrichtungslast und einer zu optimie- renden Zielgröße während eines Optimierungsintervalls be¬ schreibt,
b. Bestimmen eines Lastprofils, das einen prognosti¬ zierten zeitlichen Verlauf der Einrichtungslast der Be¬ triebseinrichtung während des Optimierungsintervalls be- schreibt, durch Optimieren des Lastprofils bezüglich der
Zielgröße durch die Energiemanagementeinrichtung, c. Bereitstellen des Lastprofils an die Servereinrichtung, und
d. Steuerung der Betriebseinrichtung durch die Ener- giemanagementeinrichtung im Optimierungsintervall in Abhängigkeit eines durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabewerts für die Ein¬ richtungslast .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis c) in einem vorgegebenen Zeitabstand vor dem Optimierungsintervall durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) bis c) mehrfach zu mehreren zeitlich beabstandeten Zeitpunkten vor dem Optimierungsintervall durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebseinrichtung durch die Energiemanagementeinrichtung im Optimierungsintervall in Abhängigkeit eines die Differenz zwischen dem durch das Lastprofil für den momentanen Betriebszeitpunkt vorgegebenen Vorgabewert für die Einrichtungslast und einem momentanen Ist-Wert der Einrichtungslast angebenden Differenzwertes gesteuert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsdatensatz eine Differenzinformation oder einen zeitlichen Verlauf einer Differenzinformation beschreibt, wobei die Differenzinformation einen Zusammenhang zwischen dem Differenzwert und der Zielgröße beschreibt, wobei die Be¬ triebseinrichtung in Abhängigkeit der Zielgröße gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Energiemanagementeinrichtung eine Lastanpassungsanfrage von der Servereinrichtung empfan- gen wird, wonach durch die Energiemanagementeinrichtung das Lastprofil entsprechend der Lastanpassungsanfrage angepasst wird .
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Energiemanagementsystem in Abhängigkeit von wenigstens einem die Einrichtungslast der Betriebseinrichtung beeinflussenden Betriebsparameter und/oder wenigstens einer die Einrichtungslast der Betriebseinrichtung beeinflussenden Eigenschaft der Betriebseinrichtung ein einen zeitlichen Ver- lauf eines Toleranzbereichs der Einrichtungslast im Optimie¬ rungsintervall beschreibendes Toleranzprofil ermittelt und an die Servereinrichtung übertragen wird, wonach die Lastanpassungsanfrage derart bestimmt wird, dass das angepasste Last¬ profil innerhalb des Toleranzbereichs liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsdatensatz wenigstens eine Toleranzinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Toleranzinformation be- schreibt, wobei die Toleranzinformation einen Zusammenhang zwischen Anpassungen des Lastprofils aufgrund möglicher Lastanpassungsanfragen und der Zielgröße beschreibt, wobei das Toleranzprofil in Abhängigkeit der Toleranzinformation be- stimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsdatensatz eine
Leistungsmaximumsinformation beschreibt, die einen Zusammen- hang zwischen der Zielgröße und dem Maximum einer in einem vorgegebenen Zeitintervall, insbesondere dem Optimierungsintervall, durch die Betriebseinrichtung bereitgestellten und/oder beanspruchten Leistung beschreibt, wobei die Bestimmung des Lastprofils und/oder die Steuerung der Betriebsein- richtung in Abhängigkeit der Leistungsmaximumsinformation erfolgt .
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsdatensatz eine Blind- leistungsinformation oder einen zeitlichen Verlauf der Blindleistungsinformation beschreibt, wobei die Blindleistungsinformation einen Zusammenhang zwischen einer Blindleistung der Betriebseinrichtung und der Zielgröße während des Optimie¬ rungsintervalls beschreibt, wobei die Bestimmung des Lastpro- fils und/oder die Steuerung der Betriebseinrichtung in Abhängigkeit der Blindleistungsinformation erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während des Optimierungsinter- valls eine Einrichtungslast der Betriebseinrichtung betref¬ fende Erfassungsdaten wiederholt durch die Energiemanagement¬ einrichtung erfasst und an die Servereinrichtung bereitgestellt werden.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a) durch die Servereinrich¬ tung ein Konfigurationsdatensatz an die Energiemanagementeinrichtung übertragen wird, wonach das Energiemanagementsystem die Bestimmung des Lastprofils und/oder die Bestimmung des Toleranzprofils und/oder die Steuerung der Betriebseinrichtung in Abhängigkeit des Konfigurationsdatensatzes anpasst.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Konfigurationsdatensatz wenigstens ein Zeitpunkt der Bereitstellung des Lastprofils bezüglich des Optimierungsintervalls und/oder eine Länge des Optimierungsinter¬ valls vorgegeben wird.
14. Energiemanagementeinrichtung zur Steuerung einer an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Betriebseinrichtung (25), wobei die maximal beanspruchte und/oder bereitgestellte Leistung der gesteuerten Betriebseinrichtung (25) wenigstens
3 kW ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausge¬ bildet ist.
15. Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aus¬ führung des Computerprogramms auf einer Recheneinrichtung die Recheneinrichtung eine Energiemanagementeinrichtung (1, 28) gemäß Anspruch 13 ausbildet.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018015376A1 (de) * 2016-07-18 2018-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, computer-programm-produkt, vorrichtung und "energie-cluster-service"-system zum managen von regelzielen, insbesondere lastausgleichen, bei der steuerung der versorgung, umwandlung, speicherung, einspeisung, verteilung und/oder des verbrauchs von energie in einem energienetz
DE102017209801A1 (de) * 2017-06-09 2018-12-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Vielzahl von technischen Einheiten als Verbund an einem elektrischen Verteilungsnetz sowie Steuervorrichtung und elektrische Vorrichtung
CN110248328B (zh) * 2018-03-10 2024-04-26 代傲表计系统有限公司 用于运行通信系统的方法
DE102018222753A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Energie-Management-Systems sowie elektronische Recheneinrichtung zum Durchführen des Verfahrens, Computerprogramm und Datenträger
DE102019119082B3 (de) * 2019-07-15 2020-12-24 Sonnen Eservices Gmbh Steuerungsverfahren zur Bereitstellung elektrischer Regelleistung für Übertragungsnetze und/oder eines elektrischen Energiemarktproduktes
US11803164B2 (en) * 2020-12-01 2023-10-31 DemandQ, Inc. Controlling power distribution serving an aggregate of electrical loads behind a meter

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1556211A (en) * 1975-11-19 1979-11-21 Csl Ind System for monitoring and controlling electrical energy demand
KR100701110B1 (ko) * 2002-03-28 2007-03-30 로버트쇼 컨트롤즈 캄파니 에너지 관리 시스템 및 방법
US20070043478A1 (en) * 2003-07-28 2007-02-22 Ehlers Gregory A System and method of controlling an HVAC system
DE102008057563B4 (de) * 2008-11-11 2017-07-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum netzkonformen Betreiben einer Mehrzahl von dezentralen mit Verbrauchern/Erzeugern von elektrischer Energie versehenen und an ein elektrisches Niederspannungsnetz angeschlossenen Einheit
EP2192458B2 (de) * 2008-11-28 2014-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Steuerungskomponente und Verfahren für ein Energiemanagement einer industriellen Automatisierungsanordnung
US8600556B2 (en) * 2009-06-22 2013-12-03 Johnson Controls Technology Company Smart building manager
US9159042B2 (en) * 2009-10-23 2015-10-13 Viridity Energy, Inc. Facilitating revenue generation from data shifting by data centers
US8457802B1 (en) * 2009-10-23 2013-06-04 Viridity Energy, Inc. System and method for energy management
GB2479060B (en) * 2011-03-24 2012-05-02 Reactive Technologies Ltd Energy consumption management
CN103733463B (zh) * 2011-06-20 2016-03-02 Aes有限公司 基于市场数据来控制能量服务的方法及装置
US20140156095A1 (en) * 2011-07-16 2014-06-05 Gregory C. Rouse Campus energy managers

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