DE102011082780A1 - Local power supply network for e.g. electrical household appliances, has configuration unit for computing combination of power generation units and storage units such that computed combination corresponds to preset optimum decision criteria - Google Patents

Local power supply network for e.g. electrical household appliances, has configuration unit for computing combination of power generation units and storage units such that computed combination corresponds to preset optimum decision criteria Download PDF

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Abstract

The network (1) has a configuration unit (8) i.e. mobile terminal, for computing a combination of a set of regenerative power generation units (2-1, 2-2) and a set of energy storage units (3-1, 3-2) of the power supply network according to type, number, and development characteristics such that the computed combination corresponds to a preset optimum decision criteria. A gateway unit (5) is connected to a composite power supply network (6) that is connected with multiple local power supply networks. The regenerative power generation units comprise wind-power plants, photovoltaic systems, hydroelectric power plants, geothermic systems and biological gas facilities. The energy storage units comprise electrochemical energy storage unit such as lithium-ion or lead-acid batteries or hydrogen reservoirs and/or mechanical energy storage units such as pump storages and rotors. An independent claim is also included for a method for configuring a local power supply network.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes und insbesondere ein Verfahren zur Optimierung einer Energieerzeugungs- und -speicherinfrastruktur.The invention relates to an apparatus and a method for configuring a local power supply network, and more particularly to a method for optimizing a power generation and storage infrastructure.

Ein lokales Energieversorgungsnetzwerk kann verschiedene Einheiten zur Erzeugung und Speicherung von Energie aufweisen. Darüber hinaus weist ein Energieversorgungsnetzwerk auch Energieverbrauchseinheiten auf, die Energie konsumieren. Ursprünglich erfolgte die Energieversorgung von Energieverbrauchseinheiten, insbesondere Haushalten, über ein Verbund-Energieversorgungsnetzwerk, an das die verschiedenen Haushalte angeschlossen waren. Heute besteht allerdings ein Trend zur Dezentralisierung der Energieversorgung sowohl bei der Energieerzeugung als auch bei der Energiespeicherung. So verfügen beispielsweise etwa Kommunen oder sogar Privathaushalte über eigene Energieerzeugungseinheiten zur Energieerzeugung, wobei die erzeugte Energie einerseits zur Selbstversorgung dient und andererseits auch in ein Verbund-Energieversorgungsnetzwerk eingespeist werden kann. Zur Zeit ist dieser Dezentralisierungstrend insbesondere auch durch den zunehmenden Einsatz an erneuerbarer Energien, d. h. Energieerzeugungseinheiten, wie z. B. Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Wasserkraftanlagen, Geothermieanlagen sowie Biogasanlagen bestimmt. Insbesondere erneuerbare Energiequellen unterliegen nicht unerheblichen stochastischen Schwankungen bei der Erzeugung von Energie. Zum Ausgleich dieser Schwankungen bzw. Volatilität bei der Energieerzeugung ist es notwendig, die erzeugte Energie zwischenzuspeichern, wobei neben elektrochemischen Energiespeichern auch mechanische Energiespeicher, wie beispielsweise Pumpspeicher oder Schwungmassen, zum Einsatz kommen. Elektrochemische Speicher, wie beispielsweise Lithiumionenbatterien oder Bleiakkumulatoren oder Wasserstoffspeicher, sind sensitiv bezüglich ihrer Lade- und Entladezyklen und bedürfen eines erheblichen Investitionsaufwandes.A local power supply network may include various units for generating and storing energy. In addition, a power supply network also includes power units that consume energy. Originally, the energy supply of energy consumption units, especially households, took place via a combined energy supply network, to which the various households were connected. Today, however, there is a trend towards decentralization of energy supply in both energy production and energy storage. For example, municipalities or even private households have their own energy generating units for generating energy, with the generated energy on the one hand serving for self-sufficiency and on the other hand being able to be fed into a combined energy supply network. At present, this trend towards decentralization is particularly due to the increasing use of renewable energies, ie. H. Power generation units, such. As wind turbines, photovoltaic systems, hydropower plants, geothermal plants and biogas plants determined. In particular, renewable energy sources are subject to not inconsiderable stochastic fluctuations in the production of energy. To compensate for these fluctuations or volatility in energy production, it is necessary to buffer the energy generated, in addition to electrochemical energy storage and mechanical energy storage, such as pumped storage or flywheel masses are used. Electrochemical storage devices, such as lithium-ion batteries or lead-acid batteries or hydrogen storage devices, are sensitive to their charging and discharging cycles and require considerable capital expenditure.

Ein Energieversorgungsnetzwerk stellt somit eine komplexe Anlage dar, in der Energieerzeugungseinheiten, Energiespeichereinheiten sowie Energieversorgungseinheiten unterschiedlicher Technologien in komplexer Weise zusammenwirken. Darüber hinaus unterscheiden sich die Energieerzeugungseinheiten, die Energiespeichereinheiten und die Energieverbrauchseinheiten in ihren Leistungsmerkmalen und ihrem Ressourcenbedarf, wobei der Betreiber des Energieversorgungsnetzwerkes, der das Energieversorgungsnetzwerk aufbaut bzw. erweitert, zwischen einer Vielzahl unterschiedlicher Gerätetypen wählen kann. Besonders Betreiber kleinerer oder mittlerer lokaler Energieversorgungsnetzwerke, beispielsweise Privatpersonen oder kommunale Betreiber, sind aufgrund dieser komplexen Fragestellungen meist nicht in der Lage, ein geeignetes lokales Energieversorgungsnetzwerk mit geeigneten Einheiten auszulegen bzw. zu konfigurieren.An energy supply network thus represents a complex system in which energy generating units, energy storage units and energy supply units of different technologies interact in a complex manner. In addition, the power generation units, the energy storage units and the energy consumption units differ in their performance and resource requirements, and the power supply network operator building or expanding the power supply network can choose among a variety of different types of equipment. In particular, operators of small or medium-sized local power supply networks, for example private individuals or municipal operators, are usually not able to design or configure a suitable local power supply network with suitable units because of these complex issues.

Es besteht daher ein Bedarf, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es einem Betreiber erlauben, ein lokales Energieversorgungsnetzwerk entsprechend seinen Bedürfnissen zu konfigurieren.Therefore, there is a need to provide a method and apparatus that allows an operator to configure a local power network according to his needs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein lokales Energieversorgungsnetzwerk mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a local power supply network with the features specified in claim 1.

Die Erfindung schafft demnach ein lokales Energieversorgungsnetzwerk mit einer Konfigurationseinheit, die eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des Energieversorgungsnetzwerkes nach Typ, Anzahl und Ausbaukenngrößen derart berechnet, dass diese berechnete Zusammenstellung vorgegebenen Entscheidungskriterien optimal entspricht.The invention accordingly provides a local power supply network with a configuration unit which calculates a composition of power generation units and energy storage units of the power supply network according to type, number and expansion characteristics such that this calculated composition optimally corresponds to predetermined decision criteria.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weist das lokale Energieversorgungsnetzwerk eine Gateway-Einheit zum Anschluss an ein Verbund-Energieversorgungsnetzwerk auf, an dem weitere lokale Energieversorgungsnetzwerke angeschlossen sind.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the local power supply network has a gateway unit for connection to a network power supply network, to which further local power supply networks are connected.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weisen die Energieerzeugungseinheiten regenerative Energieerzeugungseinheiten auf, insbesondere Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Wasserkraftanlagen, Geothermieanlagen und Biogasanlagen.In one possible embodiment of the local energy supply network according to the invention, the energy generating units have regenerative energy generating units, in particular wind power plants, photovoltaic plants, hydroelectric plants, geothermal plants and biogas plants.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weisen die Energiespeichereinheiten elektrochemische Energiespeichereinheiten, insbesondere Lithiumionen- oder Bleiakkumulatoren oder Wasserstoffspeicher sowie mechanische Energiespeicher auf, insbesondere Pumpspeicher und Schwungmassen. In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the energy storage units have electrochemical energy storage units, in particular lithium-ion or lead-acid batteries or hydrogen storage and mechanical energy storage, in particular pumped storage and flywheel masses.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes hat die Konfigurationseinheit über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server zum Laden von Prognosedaten, insbesondere Wetterprognosedaten.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the configuration unit has access to at least one server for loading prognosis data, in particular weather forecast data, via a data interface.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weisen die Wetterprognosedaten Daten über eine zu erwartende Sonnenlichteinstrahlung am Ort des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes und Daten über zu erwartende Windverhältnisse am Ort des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes auf.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the weather forecast data comprise data on an expected sunlight irradiation at the location of the local power supply network and data on expected wind conditions at the location of the local power supply network.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes hat die Konfigurationseinheit über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server zum Laden von technischen Kenndaten von Energieerzeugungseinheiten.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the configuration unit has access to at least one server for loading technical characteristics of power generation units via a data interface.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes hat die Konfigurationseinheit über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server zum Laden von Speicherkenndaten von Energiespeichereinheiten.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the configuration unit has access to at least one server for loading memory characteristics of energy storage units via a data interface.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weist die Konfigurationseinheit einen Datenspeicher auf, der zum Speichern der von den Servern geladenen Prognosedaten sowie der technischen Kenndaten von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten vorgesehen ist.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the configuration unit has a data memory which is provided for storing the forecast data loaded by the servers and the technical characteristics of power generation units and energy storage units.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weist das Gateway zudem eine Messeinrichtung aufweist, welche den Leistungsbedarf der an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten über der Zeit misst und aufzeichnet.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the gateway also has a measuring device which measures and records the power requirement of the energy consumption units connected to the local energy supply network over time.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes speichert der Datenspeicher der Konfigurationseinheit Verbrauchsprognosedaten über den zu erwartenden Leistungsbedarf über der Zeit von Energieverbrauchseinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes, die von dem gemessenen bisherigen Leistungsbedarf über der Zeit abgeleitet sind.In one possible embodiment of the local power supply network according to the invention, the data memory of the configuration unit stores consumption forecast data on the expected power requirement over the time of energy consumption units of the local power supply network, which are derived from the measured previous power requirement over time.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes weist die Konfigurationseinheit eine Berechnungseinheit auf, die in Abhängigkeit von den vorgegebenen Entscheidungskriterien für einen auswählbaren Zeitraum sowie in Abhängigkeit von technischen Kenndaten der Energieerzeugungseinheiten und der Energiespeichereinheiten eine optimale Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten für das lokale Energieversorgungsnetzwerk nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen berechnet.In a further possible embodiment of the local energy supply network according to the invention, the configuration unit has a calculation unit which, depending on the predetermined decision criteria for a selectable period of time and depending on technical characteristics of the power generation units and the energy storage units, an optimal combination of power generation units and energy storage units for the local power supply network Number, type and expansion parameters calculated.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren mit den im Patentanspruch 13 angegebenen Merkmalen.The invention further provides a method with the features specified in claim 13.

Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes,
wobei eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen derart berechnet wird, dass diese berechnete Zusammenstellung vorgegebene Entscheidungskriterien optimal erfüllt.The invention accordingly provides a method for configuring a local power supply network,
wherein a combination of power generation units and energy storage units of the local power supply network is calculated according to number, type and expansion characteristics such that this compiled compilation optimally fulfills predetermined decision criteria.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten derart berechnet, dass sie eine vorgegebene Zielfunktion unter Einhaltung von Nebenbedingungen optimiert.In one possible embodiment of the method according to the invention, the composition of energy generating units and energy storage units is calculated in such a way that it optimizes a predetermined target function while maintaining secondary conditions.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die Entscheidungskriterien als Kriterien für eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes auf:
einen Aufwand für Installation und Wartung der Zusammenstellung,
Verschleiß und Alterung der Zusammenstellung über einen ausgewählten Zeitraum und
das zeitliche Verhalten bei einem Leistungsaustausch zwischen dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk und einem daran angeschlossenen Verbund-Energieversorgungsnetzwerk.In one possible embodiment of the method according to the invention, the decision criteria have as criteria for a combination of power generation units and energy storage units of the local power supply network:
an expense for installation and maintenance of the compilation,
Wear and aging of the compilation over a selected period of time and
the temporal behavior in the case of a power exchange between the local power supply network and a connected energy supply network connected thereto.

Die Erfindung schafft ferner eine Konfigurationseinheit für ein lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Patentanspruch 1. The invention further provides a configuration unit for a local power supply network according to claim 1.

Die Konfigurationseinheit weist bei einer möglichen Ausführungsform eine Nutzerschnittstelle zur Eingabe von Daten zur geographischen Lage des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes auf.In one possible embodiment, the configuration unit has a user interface for inputting data relating to the geographical location of the local power supply network.

Weiterhin kann die Konfigurationseinheit bei einer möglichen Ausführungsform eine Datenschnittstelle zum Laden von Prognosedaten, insbesondere Wetterprognosedaten, aufweisen.Furthermore, in one possible embodiment, the configuration unit may have a data interface for loading prognosis data, in particular weather forecast data.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Konfigurationseinheit bei einer möglichen Ausführungsform eine Datenschnittstelle zum Laden von Verbrauchsprognosedaten über den zu erwartenden Leistungsbedarf über der Zeit von Energieverbrauchseinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes aufweisen.Furthermore, in one possible embodiment, the configuration unit according to the invention can have a data interface for loading consumption forecast data on the expected power requirement over the time of energy consumption units of the local energy supply network.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konfigurationseinheit weist diese zudem eine Nutzerschnittstelle zur Vorselektion von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten auf.In a further possible embodiment of the configuration unit according to the invention, the latter additionally has a user interface for preselecting power generation units and energy storage units.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Konfigurationseinheit bei einer möglichen Ausführungsform eine Datenschnittstelle zum Laden von technischen Kenndaten der vorselektierten Energieerzeugungseinheiten und der vorselektierten Energiespeichereinheiten aufweisen.Furthermore, in one possible embodiment, the configuration unit according to the invention may have a data interface for loading technical characteristics of the preselected power generation units and of the preselected energy storage units.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konfigurationseinheit weist diese eine Nutzerschnittstelle zur Auswahl von Entscheidungskriterien für die Zusammenstellung der Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerks aus den zuvor vorselektierten Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten auf.In one possible embodiment of the configuration unit according to the invention, the latter has a user interface for selecting decision criteria for the compilation of the energy generation units and energy storage units of the local energy supply network from the previously preselected energy generation units and energy storage units.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konfigurationseinheit enthält diese eine Berechnungseinheit zur Berechnung einer Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen derart, dass diese berechnete Zusammenstellung den vorselektierten Entscheidungskriterien unter Berücksichtigung der geladenen Prognosedaten, der technischen Kenngrößen der Energieerzeugungseinheiten und der Energiespeichereinheiten sowie der Verbrauchsprognosedaten optimal entspricht.In one possible embodiment of the configuration unit according to the invention, the latter contains a calculation unit for calculating a compilation of energy generation units and energy storage units of the local energy supply network according to number, type and expansion parameters such that this compiled compilation meets the preselected decision criteria taking into account the charged prognosis data, the technical characteristics of the energy generation units and the Energy storage units and the consumption forecast data optimally corresponds.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konfigurationseinheit weist diese zudem eine Nutzerschnittstelle zur Darstellung der berechneten optimalen Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen mit quantitativer Angabe der Erfüllung der vorselektierten Entscheidungskriterien bei dieser berechneten Zusammenstellung auf.In one possible embodiment of the configuration unit according to the invention, the latter also has a user interface for displaying the calculated optimal composition of energy generation units and energy storage units of the local energy supply network according to number, type and expansion parameters with quantitative indication of fulfillment of the preselected decision criteria in this compiled compilation.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konfigurationseinheit weist die Konfigurationseinheit eine Messeinrichtung zum Messen und Aufzeichnen eines Leistungsbedarfs über der Zeit der in dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten auf.In one possible embodiment of the configuration unit according to the invention, the configuration unit has a measuring device for measuring and recording a power requirement over the time of the energy consumption units connected in the local energy supply network.

Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.In the following, possible embodiments of the local power supply network according to the invention and of the method according to the invention for configuring a local power supply network will be explained in more detail with reference to the attached figures.

Es zeigen:Show it:

1 ein Blockschaubild zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen lokalen Energieversorgungsnetzwerkes; 1 a block diagram illustrating an embodiment of a local power supply network according to the invention;

2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes. 2 a flowchart for illustrating an embodiment of a method according to the invention for configuring a local power supply network.

Wie man aus 1 erkennen kann, weist ein lokales Energieversorgungsnetzwerk 1 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Energieerzeugungseinheiten EEE, Energiespeichereinheiten ESE sowie Energieverbrauchseinheiten EVE auf, die an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 über Schnittstellen angeschlossen sind. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 zwei Energieerzeugungseinheiten 2-1, 2-2, zwei Energiespeichereinheiten 3-1, 3-2 sowie eine Energieverbrauchseinheit 4 angeschlossen. Die Anzahl und die Art der Energieerzeugungseinheiten 2, der Energiespeichereinheiten 3 sowie der Energieverbrauchseinheiten 4 kann je nach Anwendungsfall stark variieren. Ein kommunales lokales Energieversorgungsnetzwerk 1 kann eine Vielzahl von Energiespeichereinheiten, Energieerzeugungseinheiten sowie Energieverbrauchseinheiten umfassen. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 über ein Gateway 5 mit einem Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 6 verbunden, an dem mehrere lokale Energieversorgungsnetzwerke 1 angeschlossen sein können. Das Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 6 kann seinerseits mit weiteren Verbund-Energieversorgungsnetzwerken verbunden sein. Das Gateway 5 verfügt bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über eine integrierte Messeinrichtung 7, die einen Energieverbrauch der an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten über die Zeit messen und aufzeichnen kann. Das Gateway 5 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Konfigurationseinheit 8 verbunden, die ihrerseits Zugriff auf einen lokalen Datenspeicher 9 hat. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Konfigurationseinheit 8 über eine Datenschnittstelle und ein Datennetzwerk 10 mit mindestens einem Server 11 verbunden, der Zugriff auf eine Datenbank 12 haben kann. Bei dem Datennetzwerk 10 kann es sich um ein lokales Datennetzwerk oder über einen Verbund von Datennetzwerken, insbesondere das Internet, handeln. Die Konfigurationseinheit 8 kann über mehrere Datenschnittstellen eine Datenverbindung zu verschiedenen Datennetzwerken und Servern haben. Weiterhin kann die Konfigurationseinheit 8 über mindestens eine nicht dargestellte Nutzerschnittstelle verfügen, beispielsweise ein Graphical User Interface.How to get out 1 can identify, has a local power network 1 in the illustrated embodiment, power generation units EEE, energy storage units ESE and energy consumption units EVE, which are connected to the local power supply network 1 connected via interfaces. At the in 1 illustrated embodiment are on the local power network 1 two power generation units 2-1 . 2-2 , two energy storage units 3-1 . 3-2 such as a power consumption unit 4 connected. The number and type of power generation units 2 , the energy storage units 3 and the energy consumption units 4 can vary greatly depending on the application. A municipal local power network 1 may include a variety of energy storage units, power generation units, and power units. At the in 1 illustrated embodiment is the local power supply network 1 via a gateway 5 with a composite power network 6 connected to the several local power networks 1 can be connected. The interconnected power supply network 6 in turn may be connected to other interconnected power supply networks. The gateway 5 has at the in 1 illustrated embodiment of an integrated measuring device 7 that consumes energy at the local power grid 1 can measure and record connected energy consumption units over time. The gateway 5 is at the in 1 illustrated embodiment with a configuration unit 8th which in turn provides access to a local data store 9 Has. In the in 1 illustrated embodiment is the configuration unit 8th via a data interface and a data network 10 with at least one server 11 connected to the access to a database 12 may have. On the data network 10 it can be a local area network or a network of data networks, especially the Internet. The configuration unit 8th can have a data connection to various data networks and servers via several data interfaces. Furthermore, the configuration unit 8th have at least one user interface, not shown, for example, a graphical user interface.

Die in 1 dargestellten Energieerzeugungseinheiten 2-1, 2-2 weisen insbesondere auch regenerative Energieerzeugungseinheiten auf, insbesondere Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Wasserkraftanlagen, Geothermieanlagen sowie Biogasanlagen. Die Energieerzeugungseinheiten 2-i können auch nicht regenerative Energieerzeugungseinheiten umfassen.In the 1 illustrated power generation units 2-1 . 2-2 In particular, renewable energy generating units, in particular wind turbines, photovoltaic systems, hydroelectric plants, geothermal plants and biogas plants. The power generation units 2-i may not include regenerative power generation units.

Die in 1 dargestellten Energiespeichereinheiten 3-1, 3-2 weisen zum einen elektrochemische Energiespeichereinheiten, insbesondere Lithiumionen- und Bleiakkumulatoren oder Wasserstoffspeicher auf, sowie mechanische Energiespeicher, beispielsweise Pumpspeicher und Schwungmassen. Die Energiespeichereinheiten 3-i können Energie in jeder beliebigen Form speichern.In the 1 illustrated energy storage units 3-1 . 3-2 have on the one hand electrochemical energy storage units, in particular lithium ion and lead accumulators or hydrogen storage, as well as mechanical energy storage, for example, pumped storage and flywheel masses. The energy storage units 3-i can store energy in any form.

Energieverbrauchseinheiten 4 können ebenfalls viele verschiedene Arten von Verbrauchern umfassen, insbesondere elektrische Haushaltsgeräte, Maschinen und dergleichen.Units of energy consumption 4 may also include many different types of consumers, in particular household electrical appliances, machines and the like.

Die Konfigurationseinheit 8, wie in 1 dargestellt, hat über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server 11. Dabei kann die Konfigurationseinheit 8 bei einer möglichen Ausführungsform Prognosedaten von dem Server 11 laden, insbesondere Wetterprognosedaten. Diese Wetterprognosedaten umfassen beispielsweise Daten über eine zu erwartende Sonnenlichteinstrahlung am Ort des Energieversorgungsnetzwerkes 1 und/oder Daten über zu erwartende Windverhältnisse am Ort des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1. Dazu verfügt der Betreiber des Energieversorgungsnetzwerkes 1 beispielsweise über die Koordinaten bzw. die Position des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 und sendet diese Koordinaten in einer Anfrage an den Server 11, um die entsprechenden Prognosedaten hinsichtlich der Sonnenlichteinstrahlung und der auftretenden Windkräfte zu erhalten. Dabei kann es sich insbesondere um langfristige Prognosedaten handeln, die für die Planung bzw. Konfiguration des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 von Bedeutung sind. Befindet sich beispielsweise das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 in einem Gebiet mit typischerweise hoher Sonneneinstrahlung, beispielsweise einer Wüste, kann bei einer Erweiterung eine Energieerzeugungseinheit 2-i, die Sonnenenergie nutzt, besser sein, als eine andere Art von Energieerzeugungseinheit. Umgekehrt, falls das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 in einem Gebiet mit viel Wind positioniert ist, beispielsweise an einer Küste, wird bei einer Erweiterung des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 eine Windkraftanlage Vorteile bieten können. Bei der Konfiguration des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 durch die Konfigurationseinheit 8 spielen dabei übermittelte langfristige Prognosedaten eine größere Rolle als kurzfristige Prognosedaten.The configuration unit 8th , as in 1 shown, has access to at least one server via a data interface 11 , The configuration unit 8th in one possible embodiment, forecast data from the server 11 load, especially weather forecast data. These weather forecast data include, for example, data on an expected sunlight irradiation at the location of the power supply network 1 and / or data on expected wind conditions at the location of the local power supply network 1 , The operator of the power supply network has the power to do this 1 for example, via the coordinates or the position of the local power supply network 1 and sends these coordinates to the server in a request 11 to obtain the corresponding forecast data with regard to the sunlight and the wind forces that occur. In particular, this can be long-term forecast data that is used for the planning or configuration of the local energy supply network 1 are of importance. For example, is the local power network 1 in an area with typically high levels of solar radiation, for example a desert, an extension can be a power generation unit 2-i that uses solar energy, to be better than another type of power generation unit. Conversely, if the local power network 1 is positioned in an area with a lot of wind, for example, on a coast, with an extension of the local power network 1 a wind turbine can offer benefits. In the configuration of the local power supply network 1 through the configuration unit 8th transmitted long-term forecast data play a greater role than short-term forecast data.

Weiterhin kann die Konfigurationseinheit 8 mit einer weiteren Datenschnittstelle Zugriff auf einen weiteren Server 11 haben, der über technische Kenndaten von Energieerzeugungseinheiten 2-i verfügt. Diese technischen Kenndaten können beispielsweise in einer Datenbank 12' abgelegt sein. Weiterhin kann die Konfigurationseinheit 8 über eine weitere Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen weiteren Server 11'' haben, um Speicherkenndaten von Energiespeichereinheiten 3-i zu laden. Die abgefragten bzw. heruntergeladenen Prognosedaten sowie technischen Kenndaten der Energieerzeugungs- und Energiespeichereinheiten können durch die Konfigurationseinheit 8 in einem lokalen Datenspeicher 9 abgelegt werden. Die in dem Gateway 5 integrierte Messeinrichtung 7 kann einen Leistungsbedarf der an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten 4 über der Zeit messen und aufzeichnen. Dabei speichert der Datenspeicher 9 die gemessenen Verbrauchsdaten aus denen ein zu erwartenden Leistungsbedarf der Energieverbrauchseinheiten 4 als Verbrauchsprognosedaten über der Zeit abgeleitet werden können.Furthermore, the configuration unit 8th with another data interface access to another server 11 have the technical specifications of power generation units 2-i features. For example, these technical characteristics can be stored in a database 12 ' be filed. Furthermore, the configuration unit 8th Access to at least one additional server via another data interface 11 '' have to storage characteristics of energy storage units 3-i to load. The requested or downloaded forecast data and technical characteristics of the power generation and energy storage units can be determined by the configuration unit 8th in a local data store 9 be filed. Those in the gateway 5 integrated measuring device 7 may have a power requirement at the local power grid 1 connected energy consumption units 4 measure and record over time. The data store saves 9 the measured consumption data from which an expected power requirement of the energy consumption units 4 can be derived as consumption forecast data over time.

Die in 1 dargestellte Konfigurationseinheit 8 kann über eine Berechnungseinheit, beispielsweise einen Mikroprozessor oder dergleichen, verfügen, wobei die Berechnungseinheit in Abhängigkeit von vorgegebenen Entscheidungskriterien für einen auswählbaren Zeitraum in Abhängigkeit von technischen Kenndaten der Energieerzeugungseinheiten 2-i und der Energiespeichereinheiten 3-i eine optimale Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten 2-i und Energiespeichereinheiten 3-i für das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 berechnet. Die optimale Zusammenstellung für das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 kann nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen in verschiedenen Einheiten berechnet werden. Bei einer möglichen Ausführungsform wird die Zusammenstellung der Energieerzeugungseinheiten 2-i und der Energiespeichereinheiten 3-i derart berechnet, dass durch die Zusammenstellung eine vorgegebene Zielfunktion unter Einhaltung von Nebenbedingungen optimiert wird.In the 1 illustrated configuration unit 8th may have a calculation unit, for example a microprocessor or the like, wherein the calculation unit in dependence on predetermined decision criteria for a selectable period of time depending on technical characteristics of the power generation units 2-i and the energy storage units 3-i an optimal combination of power generation units 2-i and energy storage units 3-i for the local power network 1 calculated. The optimal combination for the local power supply network 1 can be calculated according to number, type and expansion characteristics in different units. In one possible embodiment, the composition of the power generation units 2-i and the energy storage units 3-i calculated such that the compilation a predetermined target function is optimized in compliance with constraints.

Die Entscheidungskriterien können bei einer möglichen Ausführungsform über eine Nutzerschnittstelle der Konfigurationseinheit 8 eingegeben werden. Die Entscheidungskriterien können beispielsweise einen Aufwand für die Installation und Wartung der Kombination bzw. Zusammenstellung der verschiedenen Einheiten, den zu erwartenden Verschleiß sowie die Alterung der Zusammenstellung über einen ausgewählten Zeitraum sowie das Verhalten bei einem Leistungsaustausch zwischen dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 und einem angeschlossenen Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 8 berücksichtigen.In one possible embodiment, the decision criteria can be implemented via a user interface of the configuration unit 8th be entered. The decision criteria may include, for example, an expense for installing and maintaining the combination of the various units, the expected wear and aging of the assembly over a selected period of time, and the performance of a power exchange between the local power network 1 and a connected interconnected power supply network 8th consider.

Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Betreiber bzw. Nutzer des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 über eine Nutzerschnittstelle der Konfigurationseinheit 8 eine Vorselektion von Energieerzeugungseinheiten 2-i oder Energiespeichereinheiten 3-i vornehmen. Die Berechnungseinheit der Konfigurationseinheit 8 kann dann in dieser Ausführungsform die Zusammenstellung auf Basis der vorselektierten Energieerzeugungs- und Energiespeichereinheiten optimieren. Bei einer möglichen Ausführungsform ist die Konfigurationseinheit 8 eine fest installierte Einheit, die beispielsweise mit einem Gateway 5 verbunden ist bzw. darin integriert ist. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Konfigurationseinheit 8 ein mobiles Endgerät, das beispielsweise über eine drahtlose Schnittstelle an das Gateway 5 angeschlossen ist.In one possible embodiment, the operator or user of the local power supply network 1 via a user interface of the configuration unit 8th a preselection of energy production units 2-i or energy storage units 3-i make. The calculation unit of the configuration unit 8th In this embodiment, it may then optimize the composition based on the preselected power generation and energy storage units. In one possible embodiment, the configuration unit is 8th a fixed unit, for example, with a gateway 5 is connected or integrated into it. In an alternative embodiment, the configuration unit is 8th a mobile terminal, for example, via a wireless interface to the gateway 5 connected.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1. 2 shows a flowchart for illustrating an embodiment of a method according to the invention for configuring a local power supply network 1 ,

In einem Schritt S1 können zunächst Daten zur geographischen Lage des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 eingegeben werden. Beispielsweise kann ein Betreiber des Energieversorgungsnetzwerkes 1 die Koordinaten bzw. die Position des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 über eine Nutzerschnittstelle in die Konfigurationseinheit 8 eingeben. Alternativ können diese geographischen Lagedaten aus dem Datenspeicher 9 ausgelesen werden.In a step S1, data on the geographical location of the local energy supply network can first be obtained 1 be entered. For example, an operator of the power supply network 1 the coordinates or the position of the local power supply network 1 via a user interface into the configuration unit 8th enter. Alternatively, these geographic location data can be retrieved from the data store 9 be read out.

Die geographischen Lagedaten bzw. geodätischen Daten werden im Schritt S2 von der Konfigurationseinheit 8 über das Datennetzwerk 10 in einer Anfrage an den Server 11, insbesondere einen Wetterprognoseserver, übertragen. Der Server 11 liest aus seiner Datenbank 12 die für den angegebenen Ort bestehenden Prognosedaten, insbesondere langfristige Wetterprognosedaten aus. Die ausgelesenen Wetterprognosedaten werden über das Datennetzwerk 10 zu der anfragenden Konfigurationseinheit 8 übertragen.The geographic location data or geodetic data are in step S2 of the configuration unit 8th over the data network 10 in a request to the server 11 , in particular a weather forecast server, transmitted. The server 11 reads from his database 12 the forecast data for the given location, especially long term weather forecast data. The read weather forecast data are transmitted over the data network 10 to the requesting configuration unit 8th transfer.

In einem weiteren Schritt S3 werden Verbrauchsprognosedaten eines zu erwartenden Leistungsbedarfs über die Zeit ermittelt. Dies kann beispielsweise auf Basis der bisher gemessenen Verbrauchsdaten, die durch die Messeinrichtung 7 geliefert werden, geschehen.In a further step S3, consumption forecast data of an expected power requirement is determined over time. This can be done, for example, on the basis of the previously measured consumption data generated by the measuring device 7 be delivered happen.

In einem weiteren Schritt S4 kann bei einer möglichen Ausführungsform ein Nutzer bzw. Betreiber des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 eine Vorselektion von Energieerzeugungseinheiten 2-i und Energiespeichereinheiten 3-i vornehmen, die aus seiner Sicht in Frage kommen. Beispielsweise möchte ein Betreiber nur Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten eines bestimmten Herstellers oder eines bestimmten Typs berücksichtigen. Ferner ist es möglich, dass bestimmte Betreiber z. B. nur regenerative Energieerzeugungseinheiten 2-i einsetzen möchten.In a further step S4, in one possible embodiment, a user or operator of the local energy supply network 1 a preselection of energy production units 2-i and energy storage units 3-i who are in his view. For example, an operator may only consider power generation units and energy storage units of a particular manufacturer or type. Furthermore, it is possible that certain operators z. B. only regenerative power generation units 2-i want to use.

In einem weiteren Schritt S5 können von einem Server 11 über das Datennetzwerk 10 Kenndaten der vorselektierten Energieerzeugungseinheiten 2-i und der Energiespeichereinheiten 3-i durch die Konfigurationseinheit 8 geladen werden.In a further step S5 may be from a server 11 over the data network 10 Characteristics of the preselected power generation units 2-i and the energy storage units 3-i through the configuration unit 8th getting charged.

In einem weiteren Schritt S6 kann bei einer möglichen Ausführungsform eine Auswahl von Entscheidungskriterien für die Zusammenstellung der Energieerzeugungseinheiten 2-i und der Energiespeichereinheiten 3-i, beispielsweise über eine Nutzerschnittstelle, erfolgen. In a further step S6, in one possible embodiment, a selection of decision criteria for the composition of the energy generation units 2-i and the energy storage units 3-i , for example via a user interface, done.

In einem weiteren Schritt S7 berechnet eine Berechnungseinheit der Konfigurationseinheit 8 eine optimale Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen derart, dass diese berechnete Zusammenstellung den vorgegebenen Entscheidungskriterien entspricht bzw. diese optimal erfüllt.In a further step S7, a calculation unit calculates the configuration unit 8th an optimal combination of power generation units and energy storage units number, type and expansion characteristics such that this compiled compilation meets the predetermined decision criteria or optimally met.

In einem weiteren Schritt S8 wird die berechnete Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten 2-i und Energiespeichereinheiten 3-i als quantitative Angabe der Erfüllung der Entscheidungskriterien dargestellt bzw. auf einem Display der Konfigurationseinheit 8 einem Betreiber bzw. Nutzer angezeigt. Der Nutzer kann dann auf Basis der Angaben das Energieversorgungsnetzwerk 1 adaptieren bzw. konfigurieren oder ein bestehendes lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 um entsprechende Einheiten erweitern. Die zu erfüllende Zielfunktion bzw. die Entscheidungskriterien können technische und betriebswirtschaftliche Entscheidungskriterien umfassen. Betriebswirtschaftliche Entscheidungskriterien können unter anderen als Installationskosten, Wartungskosten, Betriebskosten sowie Kosten für Ausfälle in die Optimierungsberechnung eingehen. Installationskosten betreffen dabei Einmalkosten für die gesamte Lebensdauer der entsprechenden Einheit. Die Wartungskosten umfassen wiederkehrende Kosten je nach Gerätetyp, insbesondere für mechanische Baugruppen. Kosten für Ausfälle umfassen unvorhergesehene, plötzlich eintretende Ereignisse, wie beispielsweise Diebstahl, Sachbeschädigung oder technische Defekte, der jeweiligen Einheit.In a further step S8, the calculated compilation of energy generation units 2-i and energy storage units 3-i represented as a quantitative indication of the fulfillment of the decision criteria or on a display of the configuration unit 8th an operator or user displayed. The user can then based on the information the power supply network 1 adapt or configure or an existing local power supply network 1 to expand appropriate units. The objective function or decision criteria to be met can include technical and business decision criteria. Business Decision Criteria may include, among others, installation costs, maintenance costs, operating costs, and failure costs in the optimization calculation. Installation costs relate to one-time costs for the entire lifetime of the corresponding unit. Maintenance costs include recurring costs depending on the device type, especially for mechanical assemblies. Failure costs include unforeseen, sudden events, such as theft, property damage or technical defects, of the respective unit.

Technische Kriterien, die bei der Entscheidung bzw. Investitionsentscheidung berücksichtigt werden, umfassen die Alterung und Absenkung eines Energiewirkungsgrades, etwa bei Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen sowie bei gasbefeuerten Motoren/Turbinen in Biomasseanlagen. Technische Effekte, die bei der Optimierung berücksichtigt werden, umfassen die Entladung, Alterung und Absenkung der Speicherkapazität oder Effizienz von Energiespeichereinheiten.Technical criteria that are taken into account in the decision or investment decision include the aging and reduction of energy efficiency, such as in photovoltaic systems, wind turbines and gas-fired engines / turbines in biomass plants. Technical effects considered in the optimization include the discharge, aging and reduction of storage capacity or efficiency of energy storage units.

Aus einer gegebenen vorselektierten Menge von Energieerzeugungseinheiten 2-i sowie Energiespeichereinheiten 3-i sowie einem bekannten bzw. prognostizierten Verhalten der Umwelteinflüsse, insbesondere Wind, Sonne, Temperatur, sowie des prognostizierten Energieverbrauchs kann für variable Installations- und Betriebszeitpunkte eine Auswahl von Energieerzeugungs- und -speichereinheiten berechnet werden, so dass eine vorgegebene Zielfunktion unter Einhaltung von Nebenbedingungen optimiert wird. Über das Gateway bzw. einen Slack-Knoten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 kann von dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 überschüssige Energie an ein Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 6 abgegeben oder benötige Energie von dem Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 6 bezogen werden. Dabei muss die berechnete Kombination bzw. Zusammenstellung von Energieerzeugungs- und -speichereinheiten gewährleisten, dass zu jedem Zeitpunkt eines vorgegebenen Zeitraums ein prognostizierter berechneter Energieverbrauch durch Einsatz der Energieerzeugungs- und -speichereinheiten gedeckt werden kann. Ferner ist zu berücksichtigen, dass nur eine beschränkte vorgegebene Menge an Energie durch den Slack-Knoten bzw. das Gateway 5 pro Zeit bezogen werden kann. Dabei wird vorzugsweise eine Alterung und natürliche Selbstentladung der Energiespeichereinheiten 3-i berücksichtigt.From a given preselected set of power generation units 2-i as well as energy storage units 3-i as well as a known or predicted behavior of the environmental influences, in particular wind, sun, temperature and the predicted energy consumption, a selection of energy generation and storage units can be calculated for variable installation and operating times, so that a predetermined target function is optimized while maintaining constraints , Via the gateway or a slack node of the local power supply network 1 can from the local power network 1 Excess energy to a composite energy supply network 6 delivered or need energy from the interconnected power network 6 be obtained. In doing so, the calculated combination or combination of energy production and storage units must ensure that at any point in time a predefined calculated energy consumption can be met by using the energy production and storage units. It should also be noted that only a limited predetermined amount of energy through the slack node or the gateway 5 can be purchased per time. In this case, preferably an aging and natural self-discharge of the energy storage units 3-i considered.

Die Nebenbedingungen für die Funktion ergeben sich einerseits aus technischen Gegebenheiten und andererseits aus Präferenzen des Betreibers des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1.The secondary conditions for the function result on the one hand from technical conditions and on the other hand from preferences of the operator of the local power supply network 1 ,

Eine technische Nebenbedingung besteht darin, dass die in dem betrachteten lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 erzeugte, verbrauchte sowie aus den Energiespeichereinheiten 3 bezogene Energie sowie die über den Slack-Knoten bzw. das Gateway 5 fließende Leistung bzw. Energie sich zu null addieren.A technical constraint is that in the considered local power network 1 generated, consumed and from the energy storage units 3 related energy as well as via the slack node or the gateway 5 flowing power or energy add up to zero.

Weitere Nebenbedingungen bestehen darin, dass die Energiespeichereinheiten 3 nur in den ihnen auferlegten technischen Grenzen betrieben werden können. Die Energiespeichereinheiten 3 weisen einen Maximal- und einen Minimalladezustand auf, der von der bisherigen Lade- und Entladehistorie der Energiespeichereinheit 3 abhängen kann. Weiterhin unterliegen die Energiespeichereinheiten 3-i einer Selbstentladung. Die Energiespeichereinheiten können eine maximale Menge an Leistung aufnehmen bzw. abgeben.Other constraints are that the energy storage units 3 can only be operated within the technical limits imposed on them. The energy storage units 3 have a maximum and a minimum charge state, that of the previous charge and discharge history of the energy storage unit 3 can depend. Furthermore, the energy storage units are subject 3-i a self-discharge. The energy storage units can take in and deliver a maximum amount of power.

Als eine weitere Nebenbedingung kann ein vorbestimmter Grad an Unabhängigkeit von externen Energiequellen seitens des Betreibers bzw. Nutzers angegeben werden. Beispielsweise kann ein Betreiber eine Beschränkung über den vorgegebenen Zeitraum der über den Slack-Knoten bzw. über das Gateway 5 bezogenen Energie vorgeben. Beispielsweise kann ein Nutzer als Nebenbedingung angeben, dass das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1 vollkommen autark funktionieren soll, d. h. dass zu keinem Zeitpunkt Energie aus dem Verbund-Energieversorgungsnetzwerk 6 bezogen werden soll.As a further constraint, a predetermined degree of independence from external sources of energy may be indicated by the operator or user. For example, an operator may have a restriction over the given period of time via the slack node or via the gateway 5 pretend related energy. For example, a user may specify as a constraint that the local Energy supply network 1 should operate completely self-sufficient, ie that at no time energy from the interconnected energy supply network 6 to be obtained.

Es lassen sich bei Bedarf weitere Nebenbedingungen durch den Betreiber hinzufügen bzw. definieren, wie z. B. eine Beschränkung der Anzahl der eingesetzten Energieerzeugungs- und -speichereinheiten sowie Beschränkungen hinsichtlich der eingesetzten Technologie. Eine Verbesserungen bzw. Optimierung kann für verschiedene Zeitskalen bzw. Zeiträume erfolgen. Beispielsweise kann die Optimierung bei einer möglichen Ausführungsform die Betriebskosten bei der Energieerzeugungs- und -speicherinfrastruktur über einen Tag hinweg beinhalten, wobei der vorgegebene Zeitraum für die Optimierung eben dieser Tag ist. Prognosedaten eines Haushalts können hierbei beispielsweise einem gewöhnlichen Lastprofil an Energieprognosedaten für volatile Energiequellen, einer Wetterprognose und Generatorkennlinien entnommen werden.If necessary, additional constraints can be added or defined by the operator, such as: For example, a limitation on the number of power generation and storage units used and limitations on the technology used. An improvement or optimization can take place for different time scales or periods. For example, in one possible embodiment, the optimization may include the operating costs of the power generation and storage infrastructure over one day, with the predetermined period for optimization being that same day. For example, forecast data for a household can be taken from a common load profile of energy forecast data for volatile energy sources, a weather forecast, and generator curves.

Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Zielfunktion auch über einen längeren Zeitraum optimiert werden, beispielsweise über mehrere Jahre. Verschiedene Zeitskalen bzw. Zeitfenster zur Optimierung können berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine Makro-Zeitskala (Jahre) für Installationskosten oder Installationszeitpunkte, eine Meso-Zeitskala (Tage) für Wartungskosten und eine Mikro-Zeitskala (Stunden) für Betriebskosten verwendet werden. Zeitskalen können auch in den Nebenbedingungen berücksichtigt werden. Beispielsweise können Energieerzeugungs- und -verbrauchsprognosen in allen Zeitskalen berücksichtigt werden, während die Entladung für Energiespeichereinheiten, insbesondere Wasserstoffspeicher, in der Meso-Zeitskala berücksichtigt wird.In another possible embodiment, the objective function can also be optimized over a longer period of time, for example over several years. Different time scales or time slots for optimization can be taken into account. For example, a macro time scale (years) may be used for installation costs or installation times, a meso time scale (days) for maintenance costs, and a micro timescale (hours) for operating costs. Timescales can also be taken into account in the constraints. For example, power generation and consumption forecasts may be considered at all timescales while the discharge for energy storage units, particularly hydrogen storage, is considered in the meso time scale.

Neben einer deterministischen Berechnung von Kombinationen an Energieerzeugungs- und -speichereinheiten können auch Wahrscheinlichkeitsverteilungen berechnet werden. Hier können Ausfälle von Energieerzeugungs- und -speichereinheiten, beispielsweise durch Defekt, mitberücksichtigt werden. In diesem Falle können die zu erwartenden Kosten der Energieerzeugungs- und -speicherinfrastruktur minimiert werden, während beispielsweise Nebenbedingungen zu einem gewissen Grad verletzt werden dürfen.In addition to a deterministic calculation of combinations of energy generation and storage units, probability distributions can also be calculated. Here failures of power generation and storage units, for example due to defects, can be taken into account. In this case, the expected costs of the power generation and storage infrastructure can be minimized while, for example, constraints may be violated to some extent.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand eines einfachen Beispiels für eine windreiche Region erläutert. Hierbei betreibt einen Betreiber ein lokales Energieversorgungsnetzwerk 1, bestehend aus einer Windturbine als Energieerzeugungseinheit 2-1, einer Photovoltaikanlage als Energieerzeugungseinheit 2-2 und einem Lithiumionen-Energiespeicher als Energiespeichereinheit 3-1 kostenoptimal.The method according to the invention will be explained below with reference to a simple example of a wind-rich region. Here an operator operates a local power supply network 1 consisting of a wind turbine as an energy generating unit 2-1 , a photovoltaic system as an energy production unit 2-2 and a lithium ion energy storage as energy storage unit 3-1 optimal cost.

Im Folgenden wird eine Ausführungsvariante für dieses speziell einfache Anwendungsbeispiel erläutert.In the following, a variant for this particular simple application example will be explained.

Schritt A: Festlegung, welche Typen der Energieerzeugung und mögliche maximale Installationsleistungen des entsprechenden Typs benutzt werden sollen.Step A: Determine which types of energy production and possible maximum installation services of the corresponding type should be used.

Beispiel:Example:

  • „Menge der installierbaren Leistungen der Windturbine” = M(Wind) = {0,5 kW, 1 kW, 5 kW, ..., 20 kW}"Quantity of installable wind turbine power" = M (wind) = {0.5 kW, 1 kW, 5 kW, ..., 20 kW}
  • „Menge der installierbaren Leistungen der PV-Anlage” = M(PV) = [5 W, 10 kW]"Quantity of installable power of the PV system" = M (PV) = [5 W, 10 kW]
  • „Menge der installierbaren Kapazitäten des Lithiumionen-Energiespeichers” = :M (Li-Ion) / Speicher = {100 wh, 500 Wh, ..., 5 kWh}"Amount of Installable Capacities of Lithium-Ion Energy Storage" =: M (Li-ion) / memory = {100 wh, 500 Wh, ..., 5 kWh}
  • Ebenfalls Priorisierung gegeneinander: mehr Sonne oder mehr Wind, z. B. durch Gewichtungsfaktoren α(Wind), α(PV) Also prioritization against each other: more sun or more wind, z. By weighting factors α (wind) , α (PV)

Schritt B: Festlegung einer ZielfunktionStep B: Definition of an objective function

Spezifikation der Kosten (welche genau, Priorisierung gegeneinander: Installationskosten bzw. Ausfallkosten auf Makro-Zeitskala, Wartungskosten auf Meso-Zeitskala sowie Betriebskosten auf Mikro-Zeitskala), des Zeitraums, der Priorisierung Kosten gegen Zeit (etwa Förderung in einem bestimmten Zeitraum, zeitabhängige Budgetplanung), Priorisierung der langfristigen gegen kurz-/mittelfristigen Kosten.Specification of the costs (which exactly, prioritization against each other: installation costs or failure costs on macro time scale, maintenance costs on meso time scale as well as operating costs on micro time scale), the period, the prioritization costs against time (about promotion in a certain period, time-dependent budget planning ), Prioritization of long-term versus short / medium term costs.

Beispiel:Example:

  • Zielfunktion = Installations- und Wartungskosten und gegebenenfalls tarifabhängige Betriebskosten (auch negativ bei Rückspeisung) = K = α(Wind)K(Wind) + α(PV)K(PV) + K(Li-Ion) wobei
    Figure 00180001
     Target function = Installation and maintenance costs and possibly tariff-dependent operating costs (also negative for regenerative energy) = K = α (wind) K (wind) + α (PV) K (PV) + K (Li-Ion) in which
    Figure 00180001

Hierbei sind P (Wind) / Installation die installierte Leistung an Windenergie, α (Wind) / Installation und α (Wind) / Installation Gewichtungsfaktoren zu Installationskosten K (Wind) / Installation . Ferner markieren t (Wind) / Installation, Makro = {0, ..., TM – 1} und t (Wind) / Installation, Meso ∈ {0, ..., TMeso – 1} den Installationszeitpunkt der Windturbine, wobei TMakro den Makro-Zeitraum beschreibt (etwa TMeso = 5 Jahre) und TMeso den Meso-Zeitraum (etwa TMeso = 1 Monat). Beim Beispiel der Windturbine werden einmalige Installationskosten verursacht, abhängig von der installierten Leistung und dem Installationszeitpunkt, sowie regelmäßig während des Betriebs anfallende Kosten für Wartung auf Meso-Zeitskala (Wartungsintervall TWartung).Here are P (Wind) / installation the installed capacity of wind energy, α (Wind) / installation and α (Wind) / installation Weighting factors for installation costs K (Wind) / installation , Further, mark t (Wind) / installation, macro = {0, ..., T M - 1} and t (Wind) / installation, meso ∈ {0, ..., T Meso - 1} the installation time of the wind turbine, where T macro describes the macro period (about T meso = 5 years) and T meso the meso period (about T meso = 1 month). The example of the wind turbine will incur a one-off installation cost, depending on the installed power and installation time, as well as periodic maintenance costs on the meso time scale (maintenance interval T maintenance ) during operation.

Für eine Photovoltaik (PV) Anlage und Lithiumionen-Energiespeicher fallen dagegen in der Regel nur Installationskosten an, weswegen die Kosten K(PV) und K(Li-Ion) nur auf Makro-Zeitskala agieren. Analog sind K(PV) = α (PV) / InstallationK (PV) / inst = α (PV) / InstallationK (PV) / Installation(P (PV) / Installation, t (Wind) / Installation, Makro, t (Wind) / Installation, Meso K(Li-Ion) = α (Li-Ion) / InstallationK (Li-Ion) / Installation = α (Li-Ion) / InstallationK (Li-Ion) / Installation(E (Li-Ion) / Installation, t (Li-Ion) / Installation, Makro, t (Li-Ion) / Installation, Meso) For a photovoltaic (PV) system and lithium-ion energy storage, however, usually only installation costs, so the costs K (PV) and K (Li-Ion) act only on the macro-time scale. Analog are K (PV) = α (PV) / InstallationK (PV) / inst = α (PV) / InstallationK (PV) / Installation (P (PV) / Installation, t (Wind) / Installation, Macro, t (Wind) / Installation, meso K (Li-Ion) = α (Li-Ion) / InstallationK (Li-Ion) / Installation = α (Li-Ion) / InstallationK (Li-Ion) / Installation (E (Li-Ion) / Installation, t ( Li-Ion) / installation, macro, t (Li-Ion) / installation, Meso)

Schritt C: Festlegung der physikalisch-technischen Nebenbedingungen und des Grades an UnabhängigkeitStep C: Definition of the physical-technical constraints and the degree of independence

Physikalisch-technische Nebenbedingungen:Physico-technical constraints:

  • – Betrieb eines Energiespeichers innerhalb seiner technischen Grenzen.- Operation of an energy storage device within its technical limits.

Beispiel:Example:

Ist PStor(tMakro, tMeso, tMikro) die Speicherlast (Ladung bzw. Entladung) über den gesamten Zeitraum in allen Zeitskalen, so muss für alle tMakro, tMeso, tMikro gelten, dass PStor, min ≤ PStor(tMakro, tMeso, tMikro) ≤ PStor, max für speicherabhängige Lastgrenzen PStor, min, PStor, max. Ferner kann der Speicher nicht überladen werden, d. h. in allen tMakro, tMeso, tMikro gilt für die gespeicherte Energie die Ungleichung E (Li-Ion) / Stor(tMakro, tMeso, tMikro) ≤ E (Li-Ion) / Stor, max(P (Li-Ion) / StortMakro – t (Li-Ion) / Installation, Makro, tMeso – t (Li-Ion) / Installation, Meso) If P Stor (t macro , t meso , t micro ) is the storage load (charge or discharge) over the entire time period in all time scales, then for every t macro , t meso , t micro , it must hold that P Stor, min ≤ P Stor (t macro , t meso , t micro ) ≤ P Stor, max for memory-dependent load limits P Stor, min , P Stor, max . Furthermore, the memory can not be overloaded, ie in all t macro , t meso , t micro the inequality holds for the stored energy E (Li-Ion) / Stor (t macro , t meso , t micro ) ≤ E (Li-Ion) / Stor, max (P (Li-Ion) / Stort Macro -t (Li-Ion) / Installation, Macro , t Meso - t (Li-Ion) / Installation, Meso)

Genauer gesagt, hängt die maximale Energiemenge E (Li-Ion) / Stor, max von der Variation der Speicherlast bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt und vom mesoskopischen Speicheralter ab. Die in tMakro, tMeso, tMikro gespeicherte Energie E (Li-Ion) / Stor (tMakro, tMeso, tMikro) errech-net sich gemäß E (Li-Ion) / Stor(tMakro, tMeso, tMikro) = E (Li-Ion) / Stor(tMakro, tMeso, tMikro – 1) + e (Li-Ion) / Stor(E (Li-Ion) / Stor(tMakro, tMeso, tMikro – 1), P (Li-Ion) / Stor, tMakro – t (Li-Ion) / Installation, Makro, tMeso – t (Li-Ion) / Installation, Meso) d. h. von der im vorigen Zeitpunkt gespeicherter Energie e (Li-Ion) / Stor , welches von der gegenwärtigen Speicherlast, der bisherigen Variation der Speicherlast und dem mesoskopischen Speicheralter abhängt. Das Energieinkrement kann ferner auch Selbstentladung berücksichtigen. Das heißt e (Li-Ion) / Stor < 0 für Ladestrom 0.More specifically, the maximum amount of energy E depends (Li-Ion) / Stor, max from the variation of the memory load to the present time and the mesoscopic memory age. The energy stored in t macro , t meso , t micro (Li-Ion) / Stor (t macro , t meso , t micro ) calculated according to E (Li-ion) / Stor (t macro , t meso , t micro ) = E (Li-ion) / Stor (t macro , t meso , t micro -1) + e (Li-Ion) / Stor (E (Li-ion) / Stor (t macro , t meso , t micro -1), P (Li-ion) / Stor, t macro -t (Li-Ion) / installation, macro, t meso -t (Li Ion) / installation, meso) ie from the energy stored at the previous time e (Li-Ion) / Stor , which depends on the current memory load, the previous variation of the memory load and the mesoscopic memory age. The energy increment may also account for self-discharge. That means e (Li-Ion) / Stor <0 for charging current 0.

– Verbrauchsdeckung (Maschenregel).- Consumption coverage (mesh rule).

Beispiel: Für Wind und Photovoltaik sind z. B. Erzeugungsprognosen beispielsweise von Hersteller P (Wind) / Gen und P (PV) / Gen bekannt, welche zu jedem Zeitpunkt tMakro, tMeso, tMikro in Abhängigkeit von der installierten Leistung und deren Installationszeitpunktes die jeweilig generierte Leistung beschreiben. Ebenso ist vorzugsweise für die verbrauchte Leistung zu jedem Zeitpunkt tMakro, tMeso, tMikro eine Prognose PCons bekannt. Zu allen Zeiten tMakro, tMeso, tMikro gilt: PSlack + P (Wind) / Gen + P (PV) / Gen – PCons – P (Li-Ion) / Stor = 0 wobei die in den Energiespeicher fließende Leistung P (Li-Ion) / Stor und die aus dem Slack bzw. Gateway 5 bezogene Leistung PSlack als positiv definiert sind.Example: For wind and photovoltaic z. B. Production forecasts, for example from manufacturer P (Wind) / gene and P (PV) / gene It is known which at each instant t macro , t meso , t micro describe the respectively generated power as a function of the installed power and its installation time. Likewise, a prediction P Cons is preferably known for the consumed power at any point in time t macro , t meso , t micro . At all times t macro , t meso , t micro is valid: P Slack + P (Wind) / Gen + P (PV) / Gen - P Cons - P (Li-Ion) / Stor = 0 wherein the power flowing into the energy storage P (Li-Ion) / Stor and those from the Slack or Gateway 5 related performance P Slack are defined as positive.

Grad an Unabhängigkeit von externen Energiequellen:Degree of independence from external sources of energy:

Beispiel:Example:

Die aus dem Slack bzw. Gateway 5 bezogene Energie soll unter einem vorgegebenen Wert liegen, d. h.The from the slack or gateway 5 related energy should be below a predetermined value, ie

Figure 00210001
Figure 00210001

Schritt D: Definition der Zielfunktion: Aus Schritt B ergibt sich die folgende Zielfunktion.Step D: Definition of the objective function: From step B the following objective function results.

Beispiel:Example:

  • P (Wind) / Installation ∈ M(Wind), P (PV) / Installation ∈ M(PV), E (Li-Ion) / Installation ∈ M(Li-Ion).P (Wind) / installation ∈ M (wind) , P (PV) / installation ∈ M (PV) , E (Li-ion) / Installation ∈ M (Li-ion) .

Nach Schritt C müssen ferner für die Speicherleistung die folgenden Nebenbedingungen erfüllt sein: PStor, min ≤ PStor(tMakro, tMeso, tMikro) ≤ PStor, max E (Li-Ion) / Stor(tMakro, tMeso, tMikro) ≤ E (Li-Ion) / Stor, max(P (Li-Ion) / Stor, tMakro – t (Li-Ion) / Installation, Makro, tMeso – t (Li-Ion) / Installation, Meso), Further, after step C, the following constraints must be satisfied for the memory performance: P Stor, min ≤ P Stor (t macro , t meso , t micro ) ≤ P Stor, max E (Li-Ion) / Stor (t macro , t meso , t micro ) ≤ E (Li-Ion) / Stor, max (P (Li-Ion) / Stor, t Macro -t (Li-Ion) / Installation , Macro, t meso - t (Li-Ion) / installation, meso),

Die Maschenregel ist ebenfalls erfüllt: PSlack + P (Wind) / Gen + P (PV) / Gen – PCons – P (Li-Ion) / Stor = 0 The stitch rule is also fulfilled: P Slack + P (Wind) / Gen + P (PV) / Gen - P Cons - P (Li-Ion) / Stor = 0

Weiterhin gilt der gegebene Grad an Unabhängigkeit von externen Energiequellen

Figure 00220001
Furthermore, the given degree of independence from external energy sources applies
Figure 00220001

Schritt E: Als berechnete Lösung ergibt sich für den Betreiber

  • – die zu installierenden Leistungen nach Typ P (Wind) / Installation , P (PV) / Installation sowie die zu installierende Speicherkapazität E (Li-Ion) / Installation
  • – die Installationszeitpunkte t (Wind) / Installation, Makro , t (Wind) / Installation, Meso , t (PV) / Installation, Makro , t (PV) / Installation, Meso und t (Li-Ion) / Installation, Makro , t (Li-Ion) / Installation, Meso
  • – die minimalen Installations- und Wartungskosten K = α(Wind)K(Wind) + α(PV)K(PV) + K(Li–Ion)
  • – über den zuvor vom Betreiber definierten Zeitraum
  • – zur Erreichung des geforderten Grades an Unabhängigkeit von externen Energiequellen
Step E: As calculated solution results for the operator
  • - the services to be installed according to type P (Wind) / installation , P (PV) / installation as well as the storage capacity E to be installed (Li-ion) / Installation
  • - the installation times t (Wind) / installation, macro , t (Wind) / installation, meso , t (PV) / installation, macro , t (PV) / Installation, Meso and t (Li-ion) / Installation, macro , t (Li-Ion) / Installation, Meso
  • - the minimum installation and maintenance costs K = α (wind) K (wind) + α (PV) K (PV) + K (Li-Ion)
  • - over the period previously defined by the operator
  • - to achieve the required level of independence from external energy sources

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 einsetzen. Dabei kann ein bestehendes lokales Energieversorgungsnetzwerk 1 neu konfiguriert bzw. umkonfiguriert werden. Weiterhin ist es möglich, dass ein bestehendes lokales Energieversorgungsnetzwerk 1 über eines oder mehrere Geräte bzw. Energiespeichereinheiten oder Energieerzeugungseinheiten erweitert wird. Weiterhin kann die Umkonfiguration auch in einem Entfernen einer Energiespeichereinheit oder einer Energieerzeugungseinheit aus einem bestehenden lokalen Energieversorgungsnetzwerk 1 bestehen. Bei einer möglichen Ausführungsform löst die Berechnungseinheit der Konfigurationseinheit 8 ein, im Allgemeinen nicht lineares Optimierungsproblem MIN-LP, um die optimale Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten und Energiespeichereinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 zu berechnen. Dabei können mehrere Zeitskalen mit eingezogen werden. Unter Mitberücksichtigung von Degradationsprozessen sowie Ausfallszenarien berechnet das erfindungsgemäße Verfahren, ausgehend von Verbrauchs-, Wetter- und Standortdaten, eine optimale Konfiguration von Energieerzeugungs- und Energiespeichereinheiten für das lokale Energieversorgungsnetzwerk 1. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Programm implementiert sein, das durch die Konfigurationseinheit 8 ausgeführt wird. Dieses Programm bzw. Softwaretool kann dem Betreiber des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes 1 zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise, indem er dieses Tool von einem Server herunterlädt.The inventive method can be used to configure a local power supply network 1 deploy. This can be an existing local power supply network 1 be reconfigured or reconfigured. Furthermore, it is possible that an existing local power supply network 1 is extended via one or more devices or energy storage units or power generation units. Furthermore, the reconfiguration may also involve removing an energy storage unit or a power generation unit from an existing local power supply network 1 consist. In one possible embodiment, the calculation unit triggers the configuration unit 8th a, generally nonlinear optimization problem MIN-LP, for the optimal composition of power generation units and energy storage units of the local power supply network 1 to calculate. Several time scales can be included. Taking into account degradation processes and failure scenarios, the method according to the invention, based on consumption, weather and location data, calculates an optimal configuration of energy generation and energy storage units for the local energy supply network 1 , The method according to the invention can be implemented as a program that is executed by the configuration unit 8th is performed. This program or software tool can be the operator of the local power supply network 1 provided, for example, by downloading this tool from a server.

Claims (17)

Lokales Energieversorgungsnetzwerk (1) mit einer Konfigurationseinheit (8), welche eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1), insbesondere nach Typ, Anzahl und Ausbaukenngrößen, derart berechnet, dass diese berechnete Zusammenstellung vorgegebenen Entscheidungskriterien optimal entspricht.Local power supply network ( 1 ) with a configuration unit ( 8th ), which contains a compilation of energy production units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network ( 1 ), in particular according to type, number and expansion characteristics, calculated in such a way that this calculated combination optimally corresponds to predetermined decision criteria. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 1, wobei das lokale Energieversorgungsnetzwerk (1) eine Gateway-Einheit (5) zum Anschluss an ein Verbund-Energieversorgungsnetzwerk (6) aufweist, an dem weitere lokale Energieversorgungsnetzwerke angeschlossen sind.The local power grid of claim 1, wherein the local power grid ( 1 ) a gateway unit ( 5 ) for connection to a composite power supply network ( 6 ), to which further local power supply networks are connected. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Energieerzeugungseinheiten (2) regenerative Energieerzeugungseinheiten umfassen, die insbesondere Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Wasserkraftanlagen, Geothermieanlagen und Biogasanlagen aufweisen.A local power supply network according to claim 1 or 2, wherein said power generation units ( 2 ) comprise renewable energy generating units, which in particular wind turbines, photovoltaic systems, hydroelectric plants, geothermal plants and biogas plants. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Energiespeichereinheiten (3) elektrochemische Energiespeichereinheiten, insbesondere Lithiumionen- oder Bleiakkumulatoren oder Wasserstoffspeicher beziehungsweise mechanische Energiespeicher, insbesondere Pumpspeicher und Schwungmassen aufweisen.A local power grid according to claim 1 to 3, wherein the energy storage units ( 3 ) Have electrochemical energy storage units, in particular lithium ion or lead accumulators or hydrogen storage or mechanical energy storage, in particular pumped storage and flywheel masses. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 1, wobei die Konfigurationseinheit (8) über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server (11) zum Laden von Wetterprognosedaten hat.A local power supply network according to claim 1, wherein the configuration unit ( 8th ) via a data interface access to at least one server ( 11 ) for loading weather forecast data. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 5, wobei die Wetterprognosedaten Daten über eine zu erwartende Sonnenlichteinstrahlung am Ort des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1) und Daten über zu erwartende Windverhältnisse am Ort des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1) aufweisen.The local power supply network of claim 5, wherein the weather forecast data includes data on expected sunlight exposure at the location of the local power grid ( 1 ) and data on expected wind conditions at the location of the local energy supply network ( 1 ) exhibit. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Konfigurationseinheit (8) über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server (11) zum Laden von technischen Kenndaten von Energieerzeugungseinheiten (2) hat.Local power supply network according to one of the preceding claims 1 to 6, wherein the configuration unit ( 8th ) via a data interface access to at least one server ( 11 ) for loading technical characteristics of power generation units ( 2 ) Has. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei die Konfigurationseinheit (8) über eine Datenschnittstelle Zugriff auf mindestens einen Server (11) zum Laden von Speicherkenndaten von Energiespeichereinheiten (3) hat.Local power supply network according to one of the preceding claims 1 to 7, wherein the configuration unit ( 8th ) via a data interface access to at least one server ( 11 ) for loading memory characteristics of energy storage units ( 3 ) Has. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 8, wobei die Konfigurationseinheit (8) einen Datenspeicher (9) zum Speichern der von den Servern (11) geladenen Wetterprognosedaten und der technischen Kenndaten aus Energieerzeugungseinheiten (2) und der Energiespeichereinheiten (3) aufweist.Local power supply network according to one of the preceding claims 5 to 8, wherein the configuration unit ( 8th ) a data memory ( 9 ) to save the from the servers ( 11 ) charged weather forecast data and the technical characteristics from power generation units ( 2 ) and the energy storage units ( 3 ) having. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 9, wobei das Gateway (5) eine Messeinrichtung (7) aufweist, welche den Leistungsbedarf der an dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk (1) angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten (4) über der Zeit misst und aufzeichnet.Local power supply network according to one of the preceding claims 2 to 9, wherein the gateway ( 5 ) a measuring device ( 7 ), which meets the power requirements of the local power supply network ( 1 ) connected energy consumption units ( 4 ) measures and records over time. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 10, wobei der Datenspeicher (9) der Konfigurationseinheit (8) Verbrauchsprognosedaten über den zu erwartenden Leistungsbedarf über der Zeit von Energieverbrauchseinheiten (4) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1) speichert, die von dem gemessenen bisherigen Leistungsbedarf über der Zeit abgeleitet sind.A local power supply network according to claim 10, wherein the data memory ( 9 ) of the configuration unit ( 8th ) Consumption forecast data on the expected power requirement over the time of energy consumption units ( 4 ) of the local power supply network ( 1 ) derived from the measured historical power requirement over time. Lokales Energieversorgungsnetzwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, wobei die Konfigurationseinheit (8) eine Berechnungseinheit aufweist, die in Abhängigkeit von den vorgegebenen Entscheidungskriterien für einen auswählbaren Zeitraum sowie in Abhängigkeit von technischen Kenndaten der Energieerzeugungseinheiten (2) und der Energiespeichereinheiten (3) eine optimale Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) für das lokale Energieversorgungsnetzwerk (1) nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen berechnet.Local power supply network according to one of the preceding claims 1 to 11, wherein the configuration unit ( 8th ) has a calculation unit which, depending on the predetermined decision criteria for a selectable period and depending on technical characteristics of the power generation units ( 2 ) and the energy storage units ( 3 ) an optimal compilation of Energy production units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) for the local energy supply network ( 1 ) calculated according to number, type and expansion characteristics. Verfahren zum Konfigurieren eines lokalen Energieversorgungsnetzwerkes, wobei eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes, insbesondere nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen, derart berechnet wird, dass diese berechnete Zusammenstellung vorgegebene Entscheidungskriterien optimal erfüllt.Method for configuring a local power supply network, wherein a collection of power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network, in particular according to number, type and expansion characteristics, is calculated such that this compiled compilation optimally fulfills predetermined decision criteria. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zusammenstellung von Energieerzeugungs- und Energiespeichereinheiten derart berechnet wird, dass sie eine vorgegebene Zielfunktion unter Einhaltung von Nebenbedingungen optimiert.The method of claim 1, wherein the assembly of power generation and energy storage units is calculated to optimize a given target function while maintaining constraints. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Entscheidungskriterien für eine Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1) aufweisen: Aufwand für Installation und Wartung der Zusammenstellung, Verschleiß und Alterung der Zusammenstellung über den ausgewählten Zeitraum und das zeitliche Verhalten bei einem Leistungsaustausch zwischen dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk (1) und einem angeschlossenen Verbund-Energieversorgungsnetzwerk (6).The method of claim 13, wherein the decision criteria for an assembly of power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network ( 1 Expenses for installation and maintenance of the compilation, wear and aging of the compilation over the selected period and the temporal behavior during a power exchange between the local power supply network ( 1 ) and a connected interconnected power supply network ( 6 ). Konfigurationseinheit für ein lokales Energieversorgungsnetzwerk nach Anspruch 1, mit: einer Nutzerschnittstelle zur Eingabe von Daten zur geographischen Lage des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1), einer Datenschnittstelle zum Laden von Wetterprognosedaten, einer Datenschnittstelle zum Laden von Verbrauchsprognosedaten über den zu erwartenden Leistungsbedarf über der Zeit von Energieverbrauchseinheiten des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1), einer Nutzerschnittstelle zur Vorselektion von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3), einer Datenschnittstelle zum Laden von technischen Kenndaten der vorselektierten Energieerzeugungseinheiten (2) und der vorselektierten Energiespeichereinheiten (3), einer Nutzerschnittstelle zur Auswahl von Entscheidungskriterien für die Zusammenstellung der Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1) aus den zuvor vorselektierten Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) und einer Berechnungseinheit zur Berechnung einer Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1), insbesondere nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen, derart, dass diese berechnete Zusammenstellung den vorselektierten Entscheidungskriterien unter Berücksichtigung der geladenen Wetterprognosedaten, den technischen Kenngrößen der Energieerzeugungseinheiten (2) und der Energiespeichereinheiten (3) und der Verbrauchsprognosedaten optimal entspricht, einer Nutzerschnittstelle zur Darstellung der berechneten optimalen Zusammenstellung von Energieerzeugungseinheiten (2) und Energiespeichereinheiten (3) des lokalen Energieversorgungsnetzwerkes (1), insbesondere nach Anzahl, Typ und Ausbaukenngrößen, mit quantitativer Angabe der Erfüllung der vorselektierten Entscheidungskriterien bei dieser berechneten Zusammenstellung.A local area network power configuration unit according to claim 1, comprising: a user interface for inputting geographic location data of the local power network ( 1 ), a data interface for loading weather forecast data, a data interface for loading consumption forecast data on the expected power requirement over time of energy consumption units of the local power supply network ( 1 ), a user interface for preselecting power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ), a data interface for loading technical characteristics of the preselected power generation units ( 2 ) and the preselected energy storage units ( 3 ), a user interface for the selection of decision criteria for the composition of the power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network ( 1 ) from the previously preselected power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) and a calculation unit for calculating a composition of power generation units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network ( 1 ), in particular according to number, type and expansion characteristics, such that this compiled compilation of the preselected decision criteria, taking into account the charged weather forecast data, the technical characteristics of the power generation units ( 2 ) and the energy storage units ( 3 ) and the consumption prediction data optimally corresponds to a user interface for displaying the calculated optimal composition of energy production units ( 2 ) and energy storage units ( 3 ) of the local power supply network ( 1 ), in particular according to number, type and expansion characteristics, with quantitative indication of the fulfillment of the preselected decision criteria in this compiled compilation. Konfigurationseinheit nach Anspruch 16, wobei die Konfigurationseinheit (8) mit einer Messeinrichtung (7) zum Messen und Aufzeichnen eines Leistungsbedarfs über der Zeit der in dem lokalen Energieversorgungsnetzwerk (1) angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten (4) verbunden ist.Configuration unit according to claim 16, wherein the configuration unit ( 8th ) with a measuring device ( 7 ) for measuring and recording a power requirement over time in the local power grid ( 1 ) connected energy consumption units ( 4 ) connected is.
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