Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dezentralisierung einer Information zu einer Stromverfügbarkeitssituation in einem Stromnetz für einen bestimmten Zeitpunkt.

Moderne Stromverteilungsnetze sind komplexe Systeme. Insbesondere aufgrund des Einsatzes regenerativer Energieerzeugungstechnologien kommt es vermehrt zu einer dezentralisierten Einspeisung in das Stromnetz. Die Einspeisesituation auf Seiten der Energieerzeuger und die Bedarfssituation auf Seiten der Energieverbraucher können in Wechselwirkung zu einem temporären Überangebot- oder Unterangebot von Strom führen.

Um die Angebotssituation im Stromnetz bestmöglich auf die Bedarfslage anzupassen, behandelt der Stand der Technik Maßnahmen für ein optimiertes Lastmanagement. Dabei werden zeitliche Verläufe des Verbrauchs von elektrischer Leistung im Hinblick auf das Angebot an elektrischer Leistung aufgezeichnet, um Prognosen für in der Zukunft liegende Zeiträume zu treffen. Dies geht beispielsweise aus der Schrift DE 102012103081 A1 hervor.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Dezentralisierung einer Information über eine Stromverfügbarkeitssituation in einem

Stromnetz für einen bestimmten Zeitpunkt anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein

Datenempfangssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Dezentralisierung einer Information zu einer

Stromverfügbarkeitssituation in einem Stromnetz in einem bestimmten Zeitpunkt geschaffen mit den Schritten, Ermittlung von Stromverfügbarkeitsdaten in dem Stromnetz durch eine

Stromzentralstelle, welche dem Stromnetz zugeordnet ist, Generierung einer

Stromverfügbarkeitsinformation durch eine Stromzentralstelle zu dem bestimmten Zeitpunkt, Übermittlung der Stromverfügbarkeitsinformation von der Stromzentralstelle an zumindest ein Datenempfangssystem und Verarbeitung und/oder Ausgabe der

Stromverfügbarkeitsinformation durch das Datenempfangssystem. Die Ermittlung der Stromverfügbarkeitsdaten kann beispielsweise durch eine Strombörse als Stromzentralstelle erfolgen, bei welcher Daten zur Situation von Angebot und Nachfrage im betreffenden Stromnetz zusammengeführt werden. Diese Stromzentralstelle kann anhand der Situation im Stromnetz eine Information ableiten, die als Stromverfügbarkeitsinformation bezeichnet wird und die auf ein Überangebot oder ein Unterangebot an Strom hinweist oder die für die Erkennung eines Überangebots oder eines Unterangebots vorausgesetzt ist. Damit erfolgt die Stromverfügbarkeitsinformation direkt oder implizit anhand von Angebot und Nachfrage im betreffenden Stromnetz. Es kann die Stromverfügbarkeitsinformation

gegebenenfalls nach der Übermittlung durch weitere Informationen, z.B. lokale Informationen eines Übermittlungsempfängers ergänzt werden. Dabei kann es sich etwa um geplante Einschaltzeiten von gekoppelten/verbundenen Quellen oder Senken, um Kapazitäten der Leitung bis zum nächsten Knotenpunkt, um Emissions-/Akustikvorgaben bei Start eines

Aggregates oder um rechtliche Einschränkungen handeln. Die Stromverfügbarkeitsinformation umfasst also zumindest implizit eine Information zu einem Stromüberangebot oder einem Stromunterangebot zu dem bestimmten Zeitpunkt. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Verfahren erweitert wird um die Schritte, Ermittlung einer Stromverfügbarkeitsprognose für einen vorgegebenen, dem bestimmten Zeitpunkt folgenden Zeitraum in dem Stromnetz durch eine Stromzentralstelle, welche dem Stromnetz zugeordnet ist, Generierung einer Stromprognoseinformation durch die Stromzentralstelle für den vorgegebenen Zeitraum, Übermittlung der Stromprognoseinformation von der

Stromzentralstelle an das zumindest eine Datenempfangssystem und Verarbeitung und/oder Ausgabe der Stromprognoseinformation durch das Datenempfangssystem.

Dies bedeutet, dass durch die Stromzentralstelle neben der Stromverfügbarkeitsinformation eine Stromprognoseinformation erstellbar ist, die für einen nach dem bestimmten Zeitpunkt folgenden Zeitraum eine Prognose über die Entwicklung der Verfügbarkeitssituation in dem Stromnetz zulässt. Die Stromprognoseinformation ist also zumindest ein Trend der

Stromverfügbarkeitsinformation, nach welchem die Stromverfügbarkeit in dem betreffenden Stromnetz steigt oder fällt. Die Art und Weise der Ermittlung der Prognose kann nach verschiedenen Gesichtspunkten erfolgen, z.B. auf Basis einer Wahrscheinlichkeitsberechnung anhand empirisch ermittelter Lastganglinien, etc. Es handelt sich also um ein Verfahren nicht nur zur Dezentralisierung einer Information über eine Stromverfügbarkeitssituation in einem Stromnetz zu einem bestimmten Zeitpunkt sondern ergänzend oder alternativ auch für einen Prognosezeitraum. Zweckmäßigerweise werden die Verfahrensschritte in wiederkehrenden Abständen wiederholt. Idealerweise erfolgt die Wiederholung in kürzeren zeitlichen Abständen als die Dauer des Zeitraums, welcher von der Stromprognoseinformation erfasst wird, beträgt. Alternativ wird das Signal kontinuierlich ermittelt und ausgesendet. Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird zur Übermittlung die

Stromverfügbarkeitsinformation und/oder die Stromprognoseinformation als Signal von einem Sender ausgesendet und von dem zumindest einen Datenempfangssystem als Signal durch einen von dem Datenempfangssystem umfassten Empfänger empfangen. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn zur Übermittlung die Stromverfügbarkeitsinformation und/oder die Stromprognoseinformation als Funksignal von einem Funksender ausgesendet und von dem zumindest einen Datenempfangssystem als Funksignal durch einen von dem Datenempfangssystem umfassten Funkempfänger empfangen wird. Beispielsweise kommen dafür ein Langwellensender, der der Stromzentralstelle zugeordnet ist, und ein Langwellenempfänger des Datenempfangssystems in Betracht. Alternativ können z.B. Mobilfunksignale, Ortungssignale, Rundfunksignale im nicht hörbaren Bereich, TV- oder Kabelnetzsignale sowie optische Signale oder Signale, die im Stromnetz nach dem Prinzip einer Trägerfrequenzübermittelung mittels Trägerfrequenzanlagen überlagert werden, genutzt werden.

Es kann die Übermittlung der Stromverfügbarkeitsinformation unabhängig von der Übermittlung der Stromprognoseinformation erfolgen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn in dem Stromnetz zeitverzögerte Quellen und/oder Senken sowie zeitgeregelte Verbraucher oder Kleinkraftwerke mit Hochlaufphase befindlich sind.

Zweckmäßigerweise sind auf dem Datenempfangssystem, das den Empfänger und ein Ausgabeelement umfasst, durch das Ausgabeelement zumindest zwei Zustände ausgebbar, welches die empfangene Stromverfügbarkeitsinformation in Form eines ersten Zustande des Ausgabeelements für ein Strom Überangebot und in Form eines zweiten Zustands des Ausgabeelements für ein Stromunterangebot wiedergibt. Alternativ oder ergänzend dient das Ausgabeelement zur Übermittlung der Informationen an ein mit dem Ausgabeelement verbindbares und/oder koppelbares System, etwa in Form eines Ausgabeelements,

Verarbeitungselements oder Steuerelements. Die Kopplung kann z.B. über Kabel, Funk oder Infrarot zum Zweck einer Datenverbindung erfolgen. Das verbindbare System kann auch im Wesentlichen von digitaler Ausgestaltung sein, z.B. als externe Cloud-Funktionalität oder Software. Die Übermittlung kann in analoger Weise an mehrere solcher Elemente erfolgen.

Dies bedeutet, dass das Datenempfangssystem beispielsweise anhand einer zweifarbigen Anzeige auf ein Überangebot oder auf einen Mangel an Strom in dem betreffenden Stromnetz zum betreffenden Zeitpunkt hinweist.

Alternativ oder ergänzend kann das Datenempfangssystem derart ausgebildet sein, dass es auf Basis der Stromprognoseinformation und anhand einer zweifarbigen Anzeige auf ein

Überangebot oder auf einen Mangel an Strom in dem betreffenden Stromnetz in dem bevorstehenden Zeitraum hinweist.

Beispielsweise kommen dafür ein Langwellensender, der der Stromzentralstelle zugeordnet ist, und ein Langwellenempfänger des Datenempfangssystems in Betracht. Alternativ können z.B. Mobilfunksignale, Ortungssignale, Rundfunksignale im nicht hörbaren Bereich, TV- oder Kabelnetzsignale oder Signale, die im Stromnetz nach dem Prinzip einer

Trägerfrequenzübermittelung überlagert werden, genutzt werden.

Zweckmäßig ist es, wenn bei dem Datenempfangssystem, das den Empfänger und

beispielsweise zwei Ausgabeelemente umfasst, zumindest zwei Zustände ausgebbar sind, z.B. durch ein erstes Ausgabeelement zumindest zwei Zustände ausgebbar sind, das erste

Ausgabeelement die empfangene Stromverfügbarkeitsinformation in Form eines ersten

Zustands des ersten Ausgabeelements für ein Stromüberangebot und in Form eines zweiten Zustands des ersten Ausgabeelements für ein Stromunterangebot wiedergibt, durch ein zweites Ausgabeelement zumindest zwei Zustände ausgebbar sind, und das zweite Ausgabeelement die empfangene Stromprognoseinformation in Form eines ersten Zustands des zweiten

Ausgabeelements für eine Stromüberangebotsprognose und in Form eines zweiten Zustands des zweiten Ausgabeelements für eine Stromunterangebotsprognose wiedergibt. Dies bedeutet, dass das Datenempfangssystem beispielsweise anhand einer ersten zweifarbigen Anzeige auf ein Überangebot oder auf einen Mangel an Strom in dem

betreffenden Stromnetz zum betreffenden Zeitpunkt und anhand einer zweiten zweifarbigen Anzeige auf eine positive Entwicklung oder eine negative Entwicklung der Stromverfügbarkeit in dem betreffenden Stromnetz für den dem betreffenden Zeitpunkt folgenden Zeitraum hinweist.

Es kann das verbindbare und/oder koppelbare System die von der Zentralsteile an das

Datenempfangssystem übermittelten Informationen empfangen und gegebenenfalls einlesen und weiterverarbeiten. Die Weiterverarbeitung kann insbesondere lokal am

Datenempfangssystem oder am verbindbaren und/oder koppelbaren System erfolgen und beispielsweise geplante Einschaltzeiten von gekoppelten/verbundenen Quellen oder Senken, Kapazitäten der Leitung bis zum nächsten Knotenpunkt, Emissions-/Akustikvorgaben bei Start eines Aggregates oder rechtliche Randbedingungen umfassen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Datenempfangssystem als mobiles Endgerät ausgeführt ist oder funktional in ein mobiles Endgerät integriert ist.

Beispielsweise kann das Datenempfangssystem bevorzugt als eigenständiges Gerät mit dem Funkempfänger ausgeführt sein. Dieses kann als Strompager bezeichnet werden und z.B. von einer Person mitgeführt werden, um jederzeit dezentral und zeitlich während oder vor einer stromverbrauchenden oder stromerzeugenden Aktivität (z.B. Laden eines Elektrofahrzeugs,

Einschalten eines Wäschetrockners, Starten eines Biomassekraftwerks, etc.) über die Situation im Stromnetz informiert zu sein und das eigene Verhalten der Verfügbarkeitssituation im Stromnetz anpassen zu können. Alternativ ist auch eine Integration in Hardware, beispielsweise in Steckdosen, Stromverbrauchszähler und/oder eine funktionale Integration in Software wie etwa in eine Smartphone-Applikation (App) möglich. Die Verhaltensanpassung unterstützt ökologisches Handeln des Nutzers und bedeutet eine leichtere Steuer- und Regelbarkeit der Stromnetze. Lastspitzen, Überangebote und Sicherheitsreserven im betreffenden Stromnetz sind somit reduzierbar. Dies trägt zur Ressourcenschonung und Energiekostenreduzierung bei. Außerdem kann das Datenempfangssystem z.B. von einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug oder von einem Lademittel (z.B. einer Ladestation) zum externen Laden eines Hybrid- oder

Elektrofahrzeugs umfasst sein. Der Nutzer des Fahrzeugs kann somit einen Ladevorgang von der Information auf dem

Datenempfangssystem abhängig machen. Auch kann es sinnvoll sein, das Stromnetz über die im Fahrzeug integrierte Energiespeicherung oder Energieerzeugung zu stützen.

Nach einer weiteren Variante kann das Datenempfangssystem von einer Stromspeichereinheit oder von einer Stromerzeugungseinheit umfasst sein.

Dabei kann es sich beispielsweise um Elektrospeicher, Dieselaggregate, Photovoltaik-Anlagen oder auch Kraftwerksanlagen wie Wasserstaustufen handeln.

Die Erfindung beruht auf den nachfolgend dargelegten Überlegungen:

Heutige Stromverteilungsnetze kommen an Ihre Grenzen. Insbesondere Einspeisungsmengen durch emeuerbare Energieerzeugungsquellen sind schwer planbar, weshalb es zu temporären Über- oder Unterversorgungen kommen kann. Zusätzlich verschärfen die steigende Anzahl an Energie- Quellen/Senken diesen Effekt. Eine Steuerungsmöglichkeit liegt auf Ebene der Netzversorger vor, jedoch nicht auf Ebene von Verbrauchern oder Kleinerzeugern.

Der heutige Stand hat den Nachteil, dass dezentral die Netzsituation nicht transparent ist. Dadurch werden Verbraucher zu Zeitpunkten aktiviert, zu denen das Netz gerade unterdeckt ist oder es wird Energie zu Zeitpunkten eingespeist, zu denen das Netz überversorgt ist.

Zur verbesserten Bereitstellung der aktuellen Information zum Netzzustand (wie z.B. Angebot, Nachfrage, Trend, Prognose etc.) kann diese z.B. über Funk, Kabel, Internet oder das

Stromnetz selbst verteilt werden. Einfache Endgeräte oder Softwarefunktionen können den Netzzustand anzeigen, eine Empfehlung abgeben oder auch Verbrauch bzw. Einspeisung aktiv steuern. Dies betrifft eine Vielzahl von elektrischen Geräten z.B. aus dem Haushalt, aus der Gebäudeversorgung, aus der Industrie oder am Stromnetz befindliche Hybrid- oder

Elektrofahrzeuge.

Verbraucher und Erzeuger in Stromnetzen bekommen ein Feedback zum Netzzustand und können aktiv agieren. Dadurch kommt es zur Sensibilisierung und Vermeidung von

Spitzenlasten im Stromnetz und zu einer besseren Abdeckung der Grundlast. Dies erleichtert die zentrale Steuerung bzw. Regelung des Netzzustands. Einfache Endgeräte, z.B. ein Strompager mit ähnlicher Funktionsweise wie Funkuhren, können eine hohe Marktdurchdringung erreichen und/oder als Give-aways genutzt werden.

Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte

Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung, im Einzelnen zeigt schematisch Fig. 1 Verfahren zur Übermittlung einer Stromverfügbarkeitsinformation und/oder einer Stromprognoseinformation

Eine Stromzentralstelle (1) für ein bestimmtes Stromnetz, z.B. eine Strombörse oder ein Versorgungszweckverband, ermittelt anhand der dem Handel zugrundeliegenden Informationen eine Angebots- und Verbrauchsituation für das betreffende Stromnetz. Mit Hilfe dieser Daten wird eine Stromverfügbarkeitsinformation abgeleitet, die notwendig ist, um das Vorliegen eines Stromüberangebotes oder einer Mangelsituation im Netz zu erkennen. Insoweit beinhaltet die Information bevorzugt zwei Zustände. Die Stromverfügbarkeitsinformation wird von der Stromzentralstelle kontinuierlich oder in regelmäßigen Abständen aktualisiert. Konkrete Algorithmen zur Ermittlung der Verfügbarkeitssituation im Stromnetz sind nicht Gegenstand dieser Abhandlung.

Die Stromzentralstelle kann durch mehrere Untereinheiten und/oder Nebeneinheiten gebildet sein. Diese können z.B. organisatorischer, rechtlicher, technischer, funktionaler Art und auch räumlich und/oder zeitlich verteilt sein.

Die aktuelle Stromverfügbarkeitsinformation wird ohne Zeitverzögerung nach deren Ermittlung beispielsweise über Funk, hier von einem Langwellensender der Stromzentralstelle an ein Datenempfangssystem (2) übermittelt, das einen Empfänger für Langwellen umfasst.

Das Datenempfangssystem zeigt einem Nutzer (3) des Datenempfangssystems beispielsweise die im Langwellensignal enthaltene zweistufige Information zur Stromverfügbarkeit im

Stromnetz an. Das Datenempfangssystem kann zu diesem Zweck über eine LED-Anzeige verfügen, die nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei einem Überangebot an Strom leuchtet und bei einem Mangel an Strom deaktiviert ist. Nach einer alternativen Ausführungsform werden neben der Stromverfügbarkeitsinformation und/oder der Stromprognoseinformation nach dem Empfang von dem Datenempfangssystem weitere, z.B. lokal vorhandene Informationen (etwa durch geplante Einschaltzeiten von gekoppelten/verbundenen Quellen oder Senken, durch Kapazitäten der Leitung bis zum nächsten Knotenpunkt, durch Emissions-/Akustikvorgaben bei Start eines Aggregates oder durch rechtliche Randbedingungen) verarbeitet, um das Vorliegen eines Stromüberangebotes oder einer Mangelsituation im Netz an der Stelle des Datenempfangs zu ermitteln. Gemäß einer Ausführungsform kann der Zustand der Anzeige automatisch bei Empfang einer aktualisierten Stromverfügbarkeitsinformation angepasst werden. Auf diese Weise kann dem Nutzer dezentral durch ein einfaches und robustes technisches System, das auch als

Strompager oder Stromverfügbarkeitsinterface bezeichnet werden kann, die

Verfügbarkeitssituation im Stromnetz angezeigt werden.

Basierend auf der empfangenen Information kann der Nutzer des Datenempfangssystems, der auch Nutzer des betreffenden Stromnetzes, auf das sich die Stromverfügbarkeitsinformation und/oder Stromprognoseinformation bezieht, ist, sein Nutzungs-/ und oder Angebotsverhalten einstellen. Dies bedeutet z.B. dass er bei schlechter Angebotslage einen Ladevorgang eines Elektrofahrzeugs unterbricht oder z.B. die Aktivierung einer Waschmaschine abwartet oder bei guter Angebotslage, d.h. bei aktivierter Leuchte die Waschmaschine aktiviert. Bei schlechter Angebotslage kann er auch kleine Kraftwerke (Verbrennungsmotoren, Biomasse, Wasserkraft, etc.) oder Speicher (Wasser, Akkumulatoren, etc.) zur aktiven Stützung des Netzes steuern. Somit wirkt der einzelne Nutzer auf die Verfügbarkeitssituation im Stromnetz durch sein Nutzerund/oder Angebotsverhalten zurück und beeinflusst so die Entwicklung der folgenden

Stromverfügbarkeitsinformation. Dies ist durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 1 angedeutet.

Falls eine Vielzahl von Verbrauchern oder Stromerzeugern einen Strompager oder ein

Stromverfügbarkeitsinterface in der in Fig. 1 gezeigten Weise nutzen, entsteht ein

gleichmäßigerer Lastverlauf im Stromnetz.