專利名稱：用于運行供能網(wǎng)絡的方法
用于運行供能網(wǎng)絡的方法本發(fā)明涉及一種用于運行供能網(wǎng)絡的方法以及一種用于在供能網(wǎng)絡中控制負荷 分配的系統(tǒng)。該供能網(wǎng)絡包含有作為單元的一個或多個能量生成器、和/或一個或多個能 量消耗器、和/或一個或多個能量存儲器，其中該能量生成器產(chǎn)生能量并將能量饋入到該 供能網(wǎng)絡中，該能量消耗器從該供能網(wǎng)絡中獲取并消耗能量，該能量存儲器用于中間存儲 在該供能網(wǎng)絡中所提供的能量或把該能量存儲器中所含有的能量輸出到該供能網(wǎng)絡中。本 發(fā)明還涉及在該系統(tǒng)中用于控制負荷分配的不同計算機。供能網(wǎng)絡在過去考慮到中心饋電來被設計。因為通過該供能網(wǎng)絡的能量生成和能 量分配通常是已有的，所以該供能網(wǎng)絡的供電線的容量及其拓撲在很少幾個、中心發(fā)電裝 置上被設計。由于中心供電，在該供能網(wǎng)絡的電線中電流通常在一個方向上流動。因此開 關裝置和保護裝置根據(jù)這種運行狀態(tài)來設計。最近在供能網(wǎng)絡上已連接有許多分散的能量 生成裝置(比如再生能量源)。因為這些能量生成裝置不是該供能網(wǎng)絡的運營商所擁有的， 所以其不能影響在哪個時間點以及以多少量把能量饋入到該供能網(wǎng)絡中。由此可能產(chǎn)生一 種狀況，在該狀況中該供能網(wǎng)絡導線的容量不再與實際的能量狀況相匹配。分散能量生成 的應用從而迫使需要新的策略來控制能量生成和能量耗費。從而本發(fā)明的任務是，提供一種用于運行供能網(wǎng)絡的方法以及一種用于在該供能 網(wǎng)絡中控制負荷分配的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)能夠采用任意數(shù)量的分散能量生成器。另外本發(fā) 明的任務是，提供用于控制負荷分配的、該系統(tǒng)的計算機，其中該計算機能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的 方法。這些任務通過具有權利要求1所述特征的方法、具有權利要求21所述特征的計算 機程序產(chǎn)品、具有權利要求22所述特征的用于控制負荷分配的系統(tǒng)、具有權利要求23所述 特征的用于本發(fā)明系統(tǒng)的區(qū)域計算機、具有權利要求25所述特征的用于本發(fā)明系統(tǒng)的配 電計算機、具有權利要求27所述特征的用于本發(fā)明系統(tǒng)的設備計算機以及具有權利要求 29所述特征的用于本發(fā)明系統(tǒng)的供能區(qū)域計算機而得到解決。有利的擴展方案相應參見從 屬權利要求。在本發(fā)明的用于運行供能網(wǎng)絡的方法中，其中該供能網(wǎng)絡包含有作為單元的一個 或多個能量生成器、和/或一個或多個能量消耗器、和/或一個或多個能量存儲器，其中該 能量生成器產(chǎn)生能量并將能量饋入到該供能網(wǎng)絡中，該能量消耗器從該供能網(wǎng)絡中獲取并 消耗能量，該能量存儲器用于中間存儲在該供能網(wǎng)絡中所提供的能量或把該能量存儲器中 所含有的能量輸出到該供能網(wǎng)絡中，分別給這些單元分配了具有預給定優(yōu)先權的一個或多 個供能級別，并基于相應的供能級別與能量饋入有關地對能量生成器或能量存儲器、和/ 或與能量消耗有關地對能量消耗器、和/或與能量耗費有關地對能量存儲器來進行計算機 輔助的、也即自動的控制。本發(fā)明的方法所基于的基本想法是，以不同的優(yōu)先級來進行供電。由此可以利用 通用的部件來逐漸建立針對大的、分級設置和分布的供電網(wǎng)的可放縮系統(tǒng)。由此能夠自動 地控制有優(yōu)先權的供電和/或發(fā)電。為了能夠有效地進行控制，如果每個供能級別與一個供能概率相對應，那么這是符合目的的。一個供能級別符合目的地包含有與100%供能概率相對應的一個優(yōu)先權，并且 其他一個或多個供能級別具有比100%小的供能概率的優(yōu)先權。100%的供能概率在本說明 中理解為在技術范疇內(nèi)所能達到的最大供能概率。根據(jù)其可用性概率來對所生成的電流的 分量進行分類和確定實現(xiàn)了供能網(wǎng)絡可靠而協(xié)調(diào)的運行。如果所生成的電流的可用性是可 靠的，那么給該電流分量分配高的優(yōu)先權。如果該可用性取決于不可影響的因素(比如風 和/或太陽等)，那么就給該電流分量分配一個低的優(yōu)先權。在本發(fā)明的范疇內(nèi)電流供給被區(qū)別為至少兩個供能級別。具有最高優(yōu)先權的供能 級別在此包含針對可靠供能承諾而生成的電流部分。其比如是由連續(xù)運行的發(fā)電廠(比如 煤發(fā)電廠、核發(fā)電廠等)所提供的電流。具有最低優(yōu)先權的供能級別包含比如由可再生能 源(并從而在不可預測的時間段上可能不連續(xù)的)所能提供的電流產(chǎn)品部分?？蛇x地，可 以考慮具有附加優(yōu)先權的、按照供能概率及供電必要性而分級的其他供能級別。根據(jù)另一符合目的的擴展方案，對該供能網(wǎng)絡的拓撲進行計算機輔助檢測。對該 供能網(wǎng)絡拓撲的自動檢測實現(xiàn)了對該供能網(wǎng)絡相應單元的按需控制。在另一擴展方案中，針對能量消耗器的供能承諾進行計算機輔助來確定。對供能 承諾可以以細的粒度、也即直至單個的能量消耗器來進行確定。另外，如果針對每個能量消耗器在預給定的時間點或在預給定的時間段進行計算 機輔助的消耗確定，那么這是符合目的的。消耗數(shù)據(jù)的確定同樣可以以任意的粒度、也即直 至單個能量消耗器來進行。另外還規(guī)定，對供能網(wǎng)絡的供電線中的電流實施檢測和分析，并通過控制相應的 能量消耗器和/或能量生成器和/或能量存儲器來對能量生成和能量消耗實施控制。由此 能夠?qū)ι珊拖倪M行平衡。上述的功能符合目的地分布到通用的部件上，這些部件相互通信連接。這些部件 的聯(lián)網(wǎng)在此如此來進行，使得獲得了簡單的可放縮性。另一符合目的的擴展方案規(guī)定，該供能網(wǎng)絡包含有鄰近的和/或分級的供能區(qū) 域，該供能區(qū)域具有相應的能量消耗器和能量生成器，其中能量消耗器和能量生成器的配 置針對每個供能區(qū)域單獨地進行。在每個供能區(qū)域中僅針對相應的供能區(qū)域來進行配置。同級或上級或下級的 供能區(qū)域能夠、但不必對某一供能區(qū)域的控制數(shù)據(jù)造成影響。只要相應部件的可用性 被給出，供能區(qū)域可以是供能網(wǎng)絡中的所有層級或單元高壓層級比如可以是頂級范疇 (Top-Domaene)。中壓層級是該頂級范疇的子范疇。低壓分配網(wǎng)絡那么就可以是該中壓范疇 的子范疇。其下又可以為車間、家庭直至復雜的電氣設備而規(guī)定本地范疇。復雜的電氣設 備比如理解為具有較多電氣部件的設備，其中可以給這些電氣部件分別不同地提供電流。為了實現(xiàn)該供能網(wǎng)絡中供電的分優(yōu)先權等級，作為自身的單元而被控制的每個供 能區(qū)域都包含有許多通用的通信部件。在配置一個供能區(qū)域期間所獲得的配置數(shù)據(jù)符合目的地被預置(vorgehalten) 在相應供能區(qū)域的區(qū)域計算機中，其中該計算機根據(jù)單元與供能級別的分配而在該供電區(qū) 域中對供電進行監(jiān)控和控制。該區(qū)域計算機從而負責在分配給它的供能區(qū)域中對分優(yōu)先權 等級的供電進行轉(zhuǎn)換。另外，如果不同供能區(qū)域的配置數(shù)據(jù)以被聚集和/或經(jīng)過濾的形式在相應的區(qū)域計算機之間被交換，那么這是符合目的的。另外還可以規(guī)定，一個供能區(qū)域的區(qū)域計算機與 在該供能區(qū)域中所連接的單元、也即能量生成器和/或能量消耗器和/或能量儲存器對供 能承諾進行協(xié)商。在此不僅可以在一個供能區(qū)域內(nèi)部對單元的供能承諾進行協(xié)商，而且可 以在多個供能區(qū)域之間進行數(shù)據(jù)交換。那么就可以規(guī)定，相應供能區(qū)域的區(qū)域計算機把供 能承諾傳輸?shù)狡渌┠軈^(qū)域的區(qū)域計算機上以進行進一步處理，或者從之接收供能承諾以 進行進一步處理。根據(jù)相應供能區(qū)域的另一擴展方案，合乎目的的是，區(qū)域計算機確定單元的統(tǒng)計 設備值和/或狀態(tài)數(shù)據(jù)。可選地，該區(qū)域計算機把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑暮?或按等級的 上級和下級供能區(qū)域。該區(qū)域計算機從而在通過適當控制在該供能區(qū)域上所連接的單元來對分優(yōu)先權 等級的供電進行轉(zhuǎn)換時，利用了分配給它的供能區(qū)域的拓撲信息、關于供能承諾的信息以 及關于當前狀態(tài)的信息。為了轉(zhuǎn)換優(yōu)先權，比如可以對該供能區(qū)域中的供電線進行直接控 制，和/或?qū)煽康膯卧M行下游自適應控制，其中后者設置有通信部件，所述通信部件 能夠與該區(qū)域計算機進行數(shù)據(jù)交換。在這些可靠的單元中，保證其按照約定的優(yōu)先規(guī)則 來動作，也即，保證其根據(jù)該供能網(wǎng)絡的供電狀態(tài)來吸收或輸出相應的電流量。這些單元 的可靠性可以通過適當?shù)恼J證系統(tǒng)來保證，比如使用已知的PKI方法(PKI = Public Key Infrastructure,公鑰基礎設施)。另外，可以根據(jù)另一擴展方案而規(guī)定，相應供能區(qū)域的區(qū)域計算機在存在預給定 判據(jù)的情況下有選擇地引起斷開單個單元或該供能區(qū)域的單元組或整體斷開該供能區(qū)域。 該擴展方案所基于的考慮是，在供能區(qū)域中并不僅僅存在可靠的單元。從而相應單元的所 確定的數(shù)據(jù)與當前測量的線路數(shù)據(jù)相比較。在出現(xiàn)差異的情況下那么就可以采取上述的措 施。區(qū)域計算機比如集成在單元的電源部分中。本發(fā)明的另一擴展方案規(guī)定，通過配電計算機來檢測哪些單元被連接到相應導線 上，其中在該配電計算機上連接有該供能網(wǎng)絡的供能區(qū)域的多個供電線。通過該配電計算 機來進一步確定這些單元具有哪些電氣特征數(shù)據(jù)。這些特征數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆摴┠軈^(qū)域的區(qū) 域計算機上以進行進一步處理。作為特征數(shù)據(jù)其中可以檢測供電線的物理數(shù)據(jù)、和/或在 所連接供電線上的電流。該區(qū)域計算機可以把由一個或多個配電計算機提供給它的特征數(shù) 據(jù)又傳輸?shù)剿^的設備計算機，其中該設備計算機被分配給一個相應的單元。通過該區(qū)域 計算機的控制，該配電計算機可以斷開或閉合供電線。配電計算機比如可以集成在智能保 護繼電器中。另一擴展方案規(guī)定，分配給相應單元的設備計算機把該單元的認證信息以及對于 分優(yōu)先權等級的供電必要的特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆搯卧挥诘墓┠軈^(qū)域的區(qū)域計算機。該設 備計算機符合目的地針對分配給它的單元而計算機輔助地、并從而自動地與該區(qū)域計算機 協(xié)商供能級別。在此規(guī)定，具有最低優(yōu)先權的供能級別總是得到保證。由該設備計算機的所確定的、被分配給它的單元的特征數(shù)據(jù)可以包括該供能網(wǎng)絡 的一個或多個末端部件的標識以及靜態(tài)電氣設備功率。約定的供能級別比如可以包括能量 負荷或者每個供能級別與必要時其他因素有關的饋電因素，比如當前的設備狀態(tài)、時間、日 期。
所協(xié)商的以及必要時信令發(fā)送的供電規(guī)則被存儲在該區(qū)域計算機中。供電規(guī)則的 初始協(xié)商自動地進行，或者使用例如在制造商處實施于該單元中的通用的設備典型配置， 或者借助用戶特定地設置的配置值。通過該設備計算機可以信令發(fā)送該協(xié)商過程的成功或 失敗。那么在此總是應當至少保證具有最低優(yōu)先權的供電。在經(jīng)過確定的時間段之后，總是能夠又進行供電規(guī)則的重新協(xié)商。這比如可以通 過該區(qū)域計算機來配置。該設備計算機在達成協(xié)商之后相應于為該單元所約定的供電規(guī)則地來控制流入 或流出所連接單元的電流。另外該設備計算機還可以測量當前的狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其傳送到區(qū) 域計算機。根據(jù)另一符合目的的擴展方案，在相互連接的供能區(qū)域之間的過渡區(qū)域上設置有 相應的供能區(qū)域計算機，其對流入和/或流出供能區(qū)域的電流進行監(jiān)控，并根據(jù)供電承諾 來進行調(diào)節(jié)。供能區(qū)域計算機可以由自己的供能區(qū)域的區(qū)域計算機來授權與其他供電區(qū) 域達成供能承諾。該供電區(qū)域計算機監(jiān)控并從而對流入及流出所連接供電區(qū)域的電流進行 相應限制。供能區(qū)域計算機可以調(diào)用所連接供能區(qū)域的被聚集的(aggregierte)狀態(tài)信 息，并傳送到所負責的區(qū)域計算機。相反，可以由該區(qū)域計算機來提供對應于它的供電區(qū)域 的被聚集的狀態(tài)信息。本發(fā)明另外還包括一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品可以直接加載到數(shù)字 計算機的內(nèi)部存儲器中，該產(chǎn)品包含有軟件代碼片段，其中如果該產(chǎn)品在計算機上運行，那 么利用該軟件代碼片段來執(zhí)行前述權利要求的步驟。本發(fā)明另外還包括用于在一種供能網(wǎng)絡中對負荷分配進行控制的系統(tǒng)。該供能網(wǎng) 絡包含以下的單元一個或多個能量生成器，以用于產(chǎn)生能量并把能量饋入到該供能網(wǎng)絡 中；和/或一個或多個能量消耗器，以從該供能網(wǎng)絡中獲取并消耗能量；和/或一個或多個 能量存儲器，以用于中間存儲在該供能網(wǎng)絡中所提供的能量或者把該能量存儲器中所包含 的能量輸出到該供能網(wǎng)絡中。給這些單元分別分配了具有預給定優(yōu)先權的一個或多個供能 級別。該系統(tǒng)包含有控制工具，該控制工具可以基于相應的供能級別關于能量饋入來計算 機輔助地控制能量生成器或能量存儲器，和/或關于能量耗費來計算機輔助地控制能量消 耗器，和/或關于能量耗用來計算機輔助地控制能量存儲器。利用本發(fā)明的系統(tǒng)而獲得了如在前文中結(jié)合本發(fā)明的方法所解釋的優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，規(guī)定了針對一種系統(tǒng)的區(qū)域計算機，其中該系統(tǒng)用于控 制在前述類型的供能網(wǎng)絡中的負荷分配，該區(qū)域計算機包含有如下工具所述工具根據(jù)該 供能網(wǎng)絡的供能區(qū)域中單元與供能級別的分配而對供電進行監(jiān)控和控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包含有用于一種系統(tǒng)的配電計算機，其中該系統(tǒng)用于控 制在前述種類的供能網(wǎng)絡中的負荷分配，其中在配電計算機上可以連接該供能網(wǎng)絡的供能 區(qū)域的多個供電線。該配電計算機包含有第一工具用于檢測哪些單元連接到相應的導線。 還設置有第二工具用于確定這些單元具有哪些電氣特征數(shù)據(jù)。還設置有第三工具用于把特 征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摴┠軈^(qū)域的區(qū)域計算機以進一步處理。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包含有用于一種系統(tǒng)的設備計算機，其中該系統(tǒng)用于控 制在前述種類的供能網(wǎng)絡中的負荷分配，該設備計算機分配給該供能網(wǎng)絡的相應單元，該 設備計算機具有如下工具，該工具用于把認證信息以及相應單元的對于分優(yōu)先權等級的供電必要的特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆搯卧挥诘墓┠軈^(qū)域的區(qū)域計算機上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包含有用于一種系統(tǒng)的供能區(qū)域計算機，其中該系統(tǒng)用 于控制在上述種類的供能網(wǎng)絡中的負荷分配，該供能區(qū)域計算機設置在該供能網(wǎng)絡的相互 連接的供能區(qū)域之間的過渡部分上，該供能區(qū)域計算機包含有用于對流入和/或流出該供 能區(qū)域的電流進行監(jiān)控的工具以及用于根據(jù)供電承諾來調(diào)節(jié)電流的工具。下面借助一個附圖
來詳細解釋本發(fā)明。這個唯一的附圖示意性示出了一種供能網(wǎng) 絡 ENW。該供能網(wǎng)絡ENW包含示例分級的供能區(qū)域D1、D1. 1、D1. 1. 1以及在等級上位于一 個層級并且鄰近的供能區(qū)域Dl. 1. 1. 1至Dl. 1. 1.4。該供能區(qū)域D1包含被分配給一個高壓 層級的全部單元。在等級上低于該供能區(qū)域D1的供能區(qū)域Dl. 1比如包含有一個中壓層級 的全部單元。低于該供能區(qū)域Dl. 1的是供能區(qū)域Dl. 1. 1，該供能區(qū)域Dl. 1. 1包含一個低 壓分配網(wǎng)絡的全部單元。在該供能區(qū)域Dl. 1. 1中設置有等級上并列的供能區(qū)域Dl. 1. 1. 1 至Dl. 1. 1.4，這些供能區(qū)域Dl. 1. 1. 1至Dl. 1. 1.4比如為車間、家庭或復雜的電氣設備。該供能網(wǎng)絡ENW包含多個能量生成器EE、能量消耗器EV和能量存儲器ES，其通過 供電線EL(實線)相互電氣連接。如果能量從能量存儲器中被取出并被饋入到該供能網(wǎng)絡 ENW中，那么每個能量存儲器ES就體現(xiàn)為能量生成器。相反，如果能量存儲器從該供能網(wǎng)絡 中獲取能量，以將能量為以后進行取出而進行中間存儲，那么能量存儲器ES就體現(xiàn)為能量 消耗器。該能量生成器ES、能量消耗器EV和能量存儲器ES可以在該供能網(wǎng)絡ENW中任意 地分布，并由此能夠有選擇地設置于所述供能區(qū)域之一中。在附圖中所示的供能網(wǎng)絡ENW 的特征是分散的電力饋入，尤其也在等級低的供能區(qū)域中。為了能夠?qū)υ摴┠芫W(wǎng)絡的調(diào)節(jié)進行匹配以提高網(wǎng)絡效率，規(guī)定給每個單元(能量 生成器EE、能量消耗器EV和能量存儲器ES)分配具有預給定優(yōu)先權的供能級別。能夠保證 供電的單元(比如中心電廠)以及需要100%供能概率的能量消耗器被分配了具有最高優(yōu) 先權的供能級別。不能保證供電的單元(比如由于在再生能量源等中因維修而導致的能量 生成器的不可用)或者在某些時間點不需要供能的能量消耗器被分配了具有較低優(yōu)先權 的供能級別。本發(fā)明規(guī)定，至少采用兩個供能級別，其中一個供能級別包含有相應于100% 供能概率的優(yōu)先權?？蛇x地，也可以考慮任意的附加的具有梯級優(yōu)先權、也即較小供能概率 的供能級別。為了保證分優(yōu)先權等級的供電，在該供能網(wǎng)絡中規(guī)定了以下的功能-根據(jù)其可用性概率來對所產(chǎn)生的電流分量進行分類和確定，其中可靠的可用性 包括具有高優(yōu)先權的電流分量，較低可用性包括具有低優(yōu)先權的電流分量；-自動檢測該供能網(wǎng)絡的拓撲；-以細的粒度(Granularitaet)來自動協(xié)商供能承諾；-以細的粒度來確定當前的消耗數(shù)據(jù)；-通過控制在供電線中以及在供能區(qū)域的過渡區(qū)域上的電流，并結(jié)合控制能量消 耗器、能量生成器和能量存儲器，來平衡能量生成和能量消耗。對此必要的功能部件(其在下文中被詳細解釋)分布于該供能網(wǎng)絡中，并彼此之 間形成通信連接(通過通信信道KK利用虛線來表示)。為實施該方法，針對每個供能區(qū)域D1、D1. 1、D1. 1. 1至Dl. 1. 1.4單獨進行必要的
9配置。在此，上級或下級供能區(qū)域可以不直接對本地控制數(shù)據(jù)施加影響。只要在這些單個 的供能區(qū)域之間進行數(shù)據(jù)交換，那么其就以被聚集和被過濾的形式來實現(xiàn)。作為自己的單元而被控制的每個供能區(qū)域支配有以下通用IT部件-區(qū)域計算機D0C，其每個供能區(qū)域設置一次；-多個設備計算機DEC，其在理想情況下設置在該供能區(qū)域的每個單元上；-供能區(qū)域計算機GW，其也可以稱為網(wǎng)關，并且其可選地設置在與鄰近及上級或 下級供能區(qū)域的過渡部分中；-配電計算機SW，其可選地比如設置在該供能區(qū)域的配電元件中。每個區(qū)域計算機D0C都負責在分配給它的供能區(qū)域中對分優(yōu)先權等級的供電進 行轉(zhuǎn)換。為此每個區(qū)域計算機D0C都擁有有關供能區(qū)域的必要數(shù)據(jù)、即關于該供能區(qū)域拓 撲的數(shù)據(jù)、關于所協(xié)商的供能承諾的數(shù)據(jù)以及該供能區(qū)域的狀態(tài)數(shù)據(jù)。該供能區(qū)域的拓撲數(shù)據(jù)代表的是在有關的供能區(qū)域中供電線網(wǎng)絡的結(jié)構以及所 述單元的靜態(tài)設備值(比如能量消耗器、能量生成器或能量存儲器的電氣設備功率或額 定值以及其在該供能區(qū)域中的位置)。電線網(wǎng)絡的結(jié)構在此可以通過在相應配電計算機 SW與區(qū)域計算機D0C之間的數(shù)據(jù)交換而被自動地獲知。在該供能網(wǎng)絡運行期間由于故障 單元或去除或添加單元，為了能夠識別拓撲數(shù)據(jù)的變化，規(guī)定該區(qū)域計算機D0C通過激活 (pro-aktiv)而周期地調(diào)用設備值，以能夠為該供能區(qū)域維護拓撲數(shù)據(jù)。該供能區(qū)域的相應單元的供能承諾與該供能區(qū)域中所連接單元來進行協(xié)商。為此 該區(qū)域計算機D0C通過一個通信連接與單元的相應設備計算機DEC交換數(shù)據(jù)(見通信信道 KK)。鄰近或上級或下級供能區(qū)域的供能承諾此外還在相應的區(qū)域計算機D0C之間進行交 換。狀態(tài)數(shù)據(jù)除了靜態(tài)以及拓撲有關的信息之外還被其他的分布單元所確定。狀態(tài)數(shù) 據(jù)比如包括流入或流出相應單元的當前電流、相應單元的當前能量生成能力/存儲能力、 在供能區(qū)域中當前的電流數(shù)據(jù)、流出或流入鄰近、上級及下級供能區(qū)域的當前電流數(shù)據(jù)。每個區(qū)域計算機D0C都在通過合適地控制該供能區(qū)域中所連接的單元而對分優(yōu) 先權等級的供電進行轉(zhuǎn)換時利用了拓撲數(shù)據(jù)、供能承諾和狀態(tài)數(shù)據(jù)。通過把該供能區(qū)域內(nèi) 供電導線EL的直接控制(借助配電計算機SW)與下游通過所謂“可靠設備”的自適應控制 相組合來進行優(yōu)先權等級的轉(zhuǎn)換?？煽康脑O備是裝備有設備計算機DEC或者下級供能區(qū)域 的區(qū)域計算機的單元。在這種可靠的單元中，保證了其根據(jù)所約定的優(yōu)先規(guī)則(所謂的策 略)來工作，也即其根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)來吸收或輸出相應的電流量。在供能網(wǎng)絡ENW的單元中 的可靠性可以通過已知的認證機制來保證。其比如是PKI (Public Key Infrastructure，公 鑰基礎設施)方法。然而還必須假定，在該供能網(wǎng)絡ENW中并不僅僅連接有可靠的單元。因此將由可 靠的單元傳輸?shù)较鄳獏^(qū)域計算機D0C上的數(shù)據(jù)與當前測量的供電線數(shù)據(jù)相比較。在出現(xiàn)差 異的情況下則由該區(qū)域計算機D0C來采取相應的補救措施。從而供電線可以從確定差異值 起借助鄰近和/或上級或下級供能區(qū)域的配電計算機而被去耦合。在此容錯的差異閾值根 據(jù)供能網(wǎng)絡的狀態(tài)而可以是不同的。該配電計算機SW為在該供能網(wǎng)絡ENW中的智能配電裝置。在每個配電計算機上 可以連接多個供電線EL。如果配電計算機SW連接到供電線EL上，那么其就自動檢測哪些單元已連接到有關的供電線EL上?；蛟S在此它測量物理線路數(shù)據(jù)比如阻抗。隨后由該配 電計算機SW所獲得的信息被傳送到有關供能區(qū)域的區(qū)域計算機D0C上。該區(qū)域計算機D0C 把這些數(shù)據(jù)用于建立該供能區(qū)域的拓撲，并之后把特定的線路標識(比如線路ID)傳送到 該配電計算機SW。該配電計算機SW然后針對它的每個有效的供電線路端口來設置供能區(qū) 域特定的線路標識。之后該配電計算機SW把對該供能區(qū)域特定的線路標識信令發(fā)送到從 該配電計算機SW出發(fā)的所有供電線上的所有連接的設備計算機DEC。由此能夠借助該配電 計算機SW來自動地確定供能區(qū)域的拓撲。此外該配電計算機SW還測量來自從其出發(fā)的供電線的當前電流，并把所獲得的 數(shù)據(jù)傳送到區(qū)域計算機D0C。在該區(qū)域計算機負責該供能區(qū)域的控制之后，在該區(qū)域計算機 D0C的控制下來執(zhí)行供電線可能的斷開和/或閉合，這通過該配電計算機SW來執(zhí)行。該配電計算機SW比如可以集成在智能保護繼電器中。每個設備計算機DEC在連接到相應的供能區(qū)域時都通知其區(qū)域計算機D0C。這意 味著，在相應供能區(qū)域的區(qū)域計算機與該設備計算機DEC之間存在通信信道KK。該設備計 算機DEC傳送認證信息以及對于分優(yōu)先權等級的供電必要的參數(shù)，這些參數(shù)的完整性可以 借助該認證信息而被驗證。這些參數(shù)包括靜態(tài)電氣設備功率或時間性質(zhì)參數(shù)以及用于進行 連接的供能網(wǎng)絡的一個或多個末端單元的標識。另外，與該區(qū)域計算機D0C來協(xié)商針對被 分配了設備計算機DEC的所連接設備的供能承諾。所約定的、應該適用于有關單元的優(yōu)先 規(guī)則比如取決于其他的系數(shù)地包含有每供能級別一個能量負載系數(shù)以及一個能量饋入系 數(shù)。所述其他的系數(shù)可以是當前的設備狀態(tài)、時間或日期。所協(xié)商的并信令發(fā)送的供電規(guī)則被存儲在該區(qū)域計算機D0C中。供電規(guī)則的初始 協(xié)商是自動進行的。這或者可以使用通用的設備典型配置，其中該配置在制造商處已永久 存儲在被分配給該設備計算機DEC的單元中，或者可以借助用戶特定地設置的配置值來進 行。該設備計算機DEC信令發(fā)送該協(xié)商過程的用戶成功或失敗。由此總是保證了至少處 于最低供能級別中(具有最低優(yōu)先權)的供電得到保證。在經(jīng)過一個預給定的、可配置的時間段之后可以進行供電規(guī)則的重新協(xié)商。該時 間段比如可以通過該區(qū)域計算機D0C來配置。該設備計算機DEC在供能級別協(xié)商達成之后相應于所約定的供電規(guī)則來調(diào)節(jié)流 入及流出所連接單元的電流。另外它還測量當前的狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其傳送到該區(qū)域計算機 D0C。該設備計算機DEC比如可以集成在該單元的電源部分中。該供能區(qū)域計算機GW設置在鄰近或相連接的供能區(qū)域之間的過渡部分上。其調(diào) 節(jié)在鄰近以及與上級及下級供能區(qū)域之間的關系。該供能區(qū)域計算機GW由自己的供能區(qū) 域的區(qū)域計算機D0C來授權與其他的供能區(qū)域達成供能承諾。這被傳送到區(qū)域計算機D0C 上。供能區(qū)域計算機GW于是在必要時相應地監(jiān)控并限制流入或流出所連接的能量消耗區(qū) 域的電流。該供能區(qū)域計算機GW另外還調(diào)用所連接供能區(qū)域(也即它的區(qū)域計算機D0C) 的被聚集的狀態(tài)信息，并將其傳送到它的區(qū)域計算機D0C。相反，通過該供能區(qū)域計算機GW 由該區(qū)域計算機D0C向其他所連接的供能區(qū)域提供自己供能區(qū)域的被聚集的狀態(tài)信息。上述的功能部件也可以組合在一些單個物理部件中。那么比如功能部件供能區(qū)域 計算機GW和區(qū)域計算機D0C可以集成在所謂的“SmartMeter”、也即智能表中。
11
本發(fā)明所基于的行動是，對在電信網(wǎng)絡領域已公開的技術比如服務質(zhì)量QoS或差 別化服務，以及電信解決方案領域已公開的技術比如PKI基礎設施、網(wǎng)絡中單元的尋址進 行推導，并匹配地應用到供能網(wǎng)絡上來。由此在采用通用部件的情況下針對大的、等級上分 級設置和分布的供電網(wǎng)也實現(xiàn)了可放縮的通用I T解決方案，其中該供電網(wǎng)可以逐步地構 建并能擴建。由此能夠自動地控制分優(yōu)先權等級的供電及發(fā)電。
權利要求
一種用于運行供能網(wǎng)絡(ENW)的方法，其中該供能網(wǎng)絡至少包含有作為單元的-一個或多個能量生成器(EE)，其產(chǎn)生能量并將能量饋入到該供能網(wǎng)絡(ENW)中，和/或-一個或多個能量消耗器(EV)，其從該供能網(wǎng)絡(ENW)中獲取并消耗能量，和/或-一個或多個能量存儲器(ES)，其用于中間存儲在該供能網(wǎng)絡所提供的能量或者用于把在該能量存儲器(ES)中所包含的能量輸出到該供能網(wǎng)絡(ENW)中，其中-給這些單元分別分配了一個或多個具有預給定優(yōu)先權的供能級別，以及-基于相應的供能級別關于能量饋入來計算機輔助地控制能量生成器(EE)或能量存儲器(ES)，和/或關于能量消耗來計算機輔助地控制能量消耗器(EV)，和/或關于能量耗用來計算機輔助地控制能量存儲器(ES)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中每個供能級別都對應于一個供能概率。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述供能級別之一包含有對應于100%供能概率 的優(yōu)先權，另一或其他供能級別具有低于100%供能概率的優(yōu)先權。
4.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中對該供能網(wǎng)絡(ENW)的拓撲進行計算機輔 助檢測。
5.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中為能量消耗器(EV)來計算機輔助地確定 供能承諾。
6.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中為每個用戶在預給定的時間點或在預給定 的時間段來進行計算機輔助消耗確定。
7.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中通過控制相應的能量消耗器(EV)和/或能 量生成器(EE)和/或能量存儲器(ES)來實施在該供能網(wǎng)絡(ENW)的供電線中電流的檢測 和分析以及能量生成和能量消耗的控制。
8.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中該供能網(wǎng)絡(ENW)包含有具有相應能量 消耗器和能量生成器的鄰近和/或分級設置的供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1， Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)，其中針對每個供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1， Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)單獨地進行能量消耗器(EV)和能量生成器(EE)的配置。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中在配置所述供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ； Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1.2，Dl. 1. 1.3，Dl. 1. 1.4)之一期間所獲得的配置數(shù)據(jù)被預置在相應 供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機 (DOC)中，該區(qū)域計算機在該供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3， Dl. 1. 1.4)中根據(jù)單元與供能級別的分配來監(jiān)控和控制供電。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中不同供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1， Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的配置數(shù)據(jù)以被聚集和/或經(jīng)過濾的形式在各區(qū)域計算機 之間進行交換。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其中供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1， Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)與在該供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ； Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)中所連接的單元來協(xié)商供能承諾。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中各供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)把供能承諾傳輸?shù)搅硗獾墓┠軈^(qū)域 (Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，D1. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)上以進 行進一步處理，或者從所述另外的供能區(qū)域的區(qū)域計算機(DOC)接收供能承諾以進行進一 步處理。
13.根據(jù)權利要求9至12之一所述的方法，其中各供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ； Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)確定所述單元的靜態(tài)設 備值和/或狀態(tài)數(shù)據(jù)，并可選地將其傳送到鄰近的和/或上級和下級供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ； Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)。
14.根據(jù)權利要求9至13之一所述的方法，其中各供能區(qū)域(Dl；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ； Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)在存在預給定的判據(jù)的 情況下有選擇地引起斷開該供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3， Dl. 1. 1.4)的單個單元或單元組，或者整體斷開該供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1， Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)。
15.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中-通過配電計算機(SW)來檢測哪些單元連接到相應的導線上，其中在所述配電計算 機(SW)上連接有該供能網(wǎng)絡(ENW)的供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2， Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的多個供電線，-確定所述單元具有哪些電氣的特征數(shù)據(jù)，以及-將所述特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摴┠軈^(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1.1.1，Dl. 1.1.2， Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(DOC)上以進行進一步處理。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中作為特征數(shù)據(jù)來確定一個或多個以下的量_供電線的物理數(shù)據(jù)，-在所連接的供電線上的電流。
17.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中被分配給相應單元的設備計算機(DEC) 把該單元的認證信息以及對于分優(yōu)先權等級的供電所必要的參數(shù)傳輸?shù)皆搯卧幍?供能區(qū)域(Dl ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機 (DOC)。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中該設備計算機(DEC)針對分配給它的單元而與 該區(qū)域計算機(DOC)計算機輔助地協(xié)商供能級別。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中總是保證具有最低優(yōu)先權的供能級別。
20.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中在相互連接的供能區(qū)域之間的過渡處設 置有相應的供能區(qū)域計算機(GW)，其監(jiān)控流入和/或流出該供能區(qū)域的電流，并根據(jù)供能 承諾來進行調(diào)節(jié)。
21.一種計算機程序產(chǎn)品，其可以被直接加載到數(shù)字計算機的內(nèi)部存儲器上，并包含有 軟件代碼片段，其中如果該產(chǎn)品在計算機上運行，那么利用該軟件代碼片段來執(zhí)行前述權 利要求所述的步驟。
22.一種用于在供能網(wǎng)絡(ENW)中控制負荷分配的系統(tǒng)，其包含有以下單元-一個或多個能量生成器(EE)，其用于生成能量并把能量饋入到該供能網(wǎng)絡(ENW)中， 和/或-一個或多個能量消耗器(EV)，其用于從該供能網(wǎng)絡(ENW)中獲取并消耗能量，和/或-一個或多個能量存儲器(ES)，其用于中間存儲該供能網(wǎng)絡中所提供的能量，或者用 于把能量存儲器(ES)中所包含的能量輸出到該供能網(wǎng)絡(ENW)中，其中-給這些單元分配了具有預給定優(yōu)先權的一個或多個供能級別，以及_設置有控制工具，該控制工具基于相應的供能級別可以關于能量饋入來計算機輔助 地控制所述能量生成器(EE)或能量存儲器(ES)，和/或關于能量消耗來計算機輔助地控制 所述能量消耗器(EV)，和/或關于能量耗用而計算機輔助地控制能量存儲器(ES)。
23.一種用于根據(jù)權利要求22所述系統(tǒng)的區(qū)域計算機(D0C)，其中該系統(tǒng)用于在供 能網(wǎng)絡(ENW)中控制負荷分配，該區(qū)域計算機(D0C)包含有根據(jù)所述單元與供能級別的分 配而在該供能網(wǎng)絡(ENW)的供能區(qū)域(D1 ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3， Dl. 1. 1. 4)中對供電進行監(jiān)控和控制的工具。
24.根據(jù)權利要求23所述的區(qū)域計算機(D0C)，其包含有其他的、能夠用來實施根據(jù)權 利要求9至14所述步驟的工具。
25.一種用于根據(jù)權利要求22所述系統(tǒng)的配電計算機(SW)，其中該系統(tǒng)用于在供能網(wǎng) 絡(ENW)中控制負荷分配，在該配電計算機上能夠連接該供能網(wǎng)絡(ENW)的供能區(qū)域(D1 ； Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的多個供電線，_具有第一工具，其用于檢測哪些單元被連接到相應的導線上，_具有第二工具，其用于確定所述單元具有哪些電氣的特征數(shù)據(jù)，以及-具有第三工具，其用于把所述特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆摴┠軈^(qū)域(D1 ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ； Dl. 1. 1. 1，Dl. 1. 1. 2，Dl. 1. 1. 3，Dl. 1. 1. 4)的區(qū)域計算機(D0C)上以進行進一步處理。
26.根據(jù)權利要求25所述的配電計算機(SW)，其包含有其他的、能夠用來實施根據(jù)權 利要求15至16所述的步驟的工具。
27.一種用于根據(jù)權利要求22所述系統(tǒng)的設備計算機(D0C)，其中該系統(tǒng)用于在供能 網(wǎng)絡(ENW)中控制負荷分配，該設備計算機被分配給該供能網(wǎng)絡(ENW)的相應單元，其具有 用于把相應單元的認證信息以及對于分優(yōu)先權等級的供電所必要的特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆搯?元所處的供能區(qū)域(D1 ；Dl. 1 ；Dl. 1. 1 ；Dl. 1. 1. 1，D1. 1. 1. 2，D1. 1. 1. 3，D1. 1. 1. 4)的區(qū)域計 算機(D0C)上的工具。
28.根據(jù)權利要求27所述的設備計算機(DEC)，其包含有其他的、能夠用來實施權利要 求18至19所述步驟的工具。
29.一種用于根據(jù)權利要求22所述系統(tǒng)的供能區(qū)域計算機(GW)，其中該系統(tǒng)用于在供 能網(wǎng)絡(ENW)中控制負荷分配，該供能區(qū)域計算機(GW)設置在該供能網(wǎng)絡(ENW)的相互連 接的供能區(qū)域之間的過渡處，其包含有用于對流入和/或流出該供能區(qū)域的電流進行監(jiān)控 的工具以及用于根據(jù)供能承諾來調(diào)節(jié)所述電流的工具。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運行供能網(wǎng)絡(ENW)的方法。該方法提供有作為單元的至少一個或多個能量生成器(FE)和/或一個或多個能量消耗器(EV)和/或一個或多個能量存儲器(ES)，其中該能量生成器用于產(chǎn)生能量并饋入到該供能網(wǎng)絡(ENW)中，該能量消耗器從該供能網(wǎng)絡(ENW)中獲取并消耗能量，該能量存儲器用于中間存儲該供能網(wǎng)絡中所提供的能量或者用于把該能量存儲器(ES)中所包含的能量輸出到該供能網(wǎng)絡(ENW)中。分別給單元分配了具有預給定優(yōu)先權的供能級別。根據(jù)相應的供能級別關于能量饋入來對能量生成器(EE)或能量存儲器(ES)來進行計算機輔助控制，和/或關于能量消耗來對能量消耗器(EV)來進行計算機輔助控制，和/或關于能量吸收來對能量存儲器(ES)來進行計算機輔助控制。
文檔編號H02J3/38GK101855807SQ200880115443
公開日2010年10月6日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權日2007年9月10日
發(fā)明者M·奧斯特雷徹爾, M·溫特 申請人:西門子公司