Steuervorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Leis- tungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe eines Energie- systems sowie Niederspannungsnetz

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung gemäß dem Ober- begriff des Patentanspruches 1, ein Verfahren gemäß dem Ober- begriff des Patentanspruches 4 sowie ein Niederspannungsnetz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.

Ein Energieversorgungssystem weist typischerweise Anschluss- teilnehmer auf, die an ein Stromverteilernetz des Energiever- sorgungssystems über einen Netzanschluss (englisch: Point of Common Coupling, abgekürzt: PCC) angeschlossen sind. Die An- schlussteilnehmer sind typischerweise Energiesystem, bei- spielsweise industrielle Anlagen, private und/oder geschäft- liche Wohngebäude. Nach dem Netzanschlusspunkt weist jedes Energiesystem unterschiedliche energetische Anlagen zur Er- zeugung, einem Verbrauch und/oder einer Speicherung von elektrischer Energie auf. Beispielsweise ist das Energiesys- tem ein privates Wohngebäude mit einer Photovoltaikanlage.

Wird innerhalb des Energiesystems elektrische Leistung bezie- hungsweise Energie verbraucht und/oder erzeugt, so würde die Spannung am Netzanschlusspunkt sich verändern. Allerdings ist ein Betreiber des Stromverteilernetzes dazu verpflichtet die Netzspannung innerhalb bestimmter Toleranzen zu halten. Bei- spielsweise muss in Deutschland die Netzspannung von Nieder- spannungsnetzen (einphasig) einen Wert zwischen 207 V und 253 V aufweisen (VDE AR-N 4100) . Die Normspannung, das heißt der Sollwert der Netzspannung, ist hierbei 230 V. Weiterhin dür- fen maximal zulässige thermische Grenzströme der Betriebsmit- tel des Niederspannungsnetzes nicht überschritten werden. Insbesondere im Hinblick auf erneuerbare Energien und deren Einspeisung durch eine Mehrzahl von Energiesystemen können die genannten Grenzen verletzt werden, falls nicht weitere Verfahren die Einspeisung beziehungsweise den Verbrauch der Energiesysteme koordinieren.

Nach dem Stand der Technik wird bei einem Niederspannungsnetz die Einhaltung der Grenzen der Netzspannung durch eine direk- te Einflussnahme auf die Komponenten des jeweiligen Energie- systems, durch Netzanschlussbedingungen und/oder einen Ein- satz entsprechender technischer Betriebsmittel sicherge- stellt. Fällt beispielsweise die Netzspannung signifikant, so können einzelne Komponenten des Energiesystems, beispielswei- se Wärmepumpen, mittels eines Rundsteuersignals abgeschaltet werden. Eine erhöhte Netzspannung ist typischerweise auf eine Einspeisung von erneuerbar erzeugten Energien zurückzuführen. Hier wird bisher durch die Netzanschlussbedingungen die Nenn- leistung der zugehörigen Anlage, beispielsweise einer Photo- voltaikanlage, begrenzt und/oder ein festes Verhältnis zwi- schen Wirkleistung und Blindleistung vorgegeben, beispiels- weise durch einen festen Phasenverschiebungswinkel von cos f = 0,9.

Eine weitere Möglichkeit die genannte Problematik bezüglich der Netzspannung für Niederspannungsnetze zu lösen ist eine Verwendung von technischen Betriebsmitteln, wie beispielswei- se regelbaren Ortsnetzstationen, die dynamisch auf die jewei- lige Netzspannung an einem Strang eingestellt werden können. Diese Betriebsmittel sind jedoch mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Den genannten Verfahren ist gemeinsam, dass stets der Betreiber des Niederspannungsnetzes Maßnahmen zur Einhal- tung der Netzspannung treffen muss.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuerung einer Netzspannung eines Niederspan- nungsnetzes bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den Merkma- len des unabhängigen Patentanspruches 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 4 sowie durch ein Niederspannungsnetz mit den Merkmalen des unabhän- gigen Patentanspruches 8 gelöst. In den abhängigen Patentan- sprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun- gen der Erfindung angegeben.

Mittels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zur Steuerung einer Leistungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe eines Energiesystems über einen Netzanschlusspunkt eines Nieder- spannungsnetzes ist eine Netzspannung am Netzanschlusspunkt erfassbar. Erfindungsgemäß ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet

- die Leistungsaufnahme zu verringern und/oder die Leistungs- abgabe zu erhöhen, falls die Netzspannung unterhalb eines ersten Schwellenwertes ist; und/oder

- die Leistungsaufnahme zu erhöhen und/oder die Leistungsab- gabe zu verringern, falls die Netzspannung oberhalb eines be- züglich des ersten Schwellenwertes größeren zweiten Schwel- lenwertes ist.

Durch eine Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe inner- halb eines Zeitbereiches ergibt sich eine entsprechende auf- genommene beziehungsweise abgegebene Energiemenge in diesem Zeitbereich. In diesem Sinne sind die Begriffe Leistung und Energie in der vorliegenden Erfindung äquivalent.

Die Netzspannung ist gemäß der vorliegenden Erfindung zeitab- hängig und wird somit aktuell, beispielsweise kontinuierlich oder in diskreten Zeitschritten, erfasst. Abhängig vom er- fassten aktuellen Wert der Netzspannung erfolgt die erfin- dungsgemäße Steuerung. Hierbei umfasst ein Steuern ein Re- geln. Die Steuerung der Netzspannung über die Leistungsauf- nahme und/oder Leistungsabgabe des Energiesystems ist mög- lich, da es sich erfindungsgemäß um ein Niederspannungsnetz handelt, bei welchem die Netzspannung größtenteils durch die ausgetauschte Wirkleistung bestimmt ist.

Der Netzanschlusspunkt ist der Bereich innerhalb welchem das Energiesystem mit dem Niederspannungsnetz zum Leistungs- und/oder Energieaustausch gekoppelt ist (PCC) . Der Netzan- schlusspunkt kann ebenfalls als Verknüpfungspunkt bezeichnet werden .

Die erfindungsgemäße Steuerung kann weiterhin für eine Mehr- zahl von Energiesystemen vorgesehen sein, wobei jedes der Energiesysteme mittels eines Netzanschlusspunktes am Nieder- spannungsnetz zum Leistungsaustausch (Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe) angeschlossen ist.

Ein Normalbereich der Netzspannung ist durch den ersten und zweiten Schwellenwert gekennzeichnet beziehungsweise be- grenzt. Mit anderen Worten ist der Normalbereich durch den Spannungsbereich [u ₁ ,u ₂ ] gekennzeichnet, wobei u ₁ den ersten Schwellenwert der Netzspannung und u ₂ den zweiten Schwellen- wert der Netzspannung mit u ₁ < u ₂ bezeichnet. Ein Sollwert der Netzspannung, beispielsweise 230 V, kann mit u ₀ bezeichnet werden und ist innerhalb des Normalbereiches [u ₁ ,u ₂ ] angeord- net. Bevorzugt sind hierbei u ₁ = u ₀ — Du und u ₂ = u ₀ + Du, wodurch sich ein um den Sollwert der Netzspannung symmetri- scher Normbereich der Netzspannung ausbildet. Dieser weist die Größe 2Du auf. Beispielsweise ist gemäß VDE AR-N 4100 der Sollwert der Netzspannung u ₀ = 230V mit Du = 23 V, sodass sich hierbei der Normbereich der Netzspannung von 207 V bis 253 V erstreckt .

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit die Leistungsauf- nahme und/oder die Leistungsabgabe des Energiesystems, we- nigstens innerhalb eines bestimmten Zeitraumes, dynamisch in Abhängigkeit der Netzspannung verändert, das heißt erhöht o- der verringert.

Erfindungsgemäß wird die Leistungsaufnahme des Energiesystems verringert, falls die Netzspannung unterhalb des ersten

Schwellenwertes ist. Mit anderen Worten ist das Niederspan- nungsnetz derart stark belastet, dass die Netzspannung unter- halb des ersten Schwellenwertes sinkt. Durch die erfindungs- gemäße Verringerung der Leistungsaufnahme kann vorteilhafter- weise das Niederspannungsnetz entlastet werden. Dadurch kann einem weiteren Absinken der Netzspannung entgegengewirkt wer- den .

Weiterhin wird erfindungsgemäß die Leistungsabgabe des Ener- giesystems erhöht, falls die Netzspannung unterhalb des ers- ten Schwellenwertes ist. Dadurch kann vorteilhafterweise ebenfalls das Niederspannungsnetz derart unterstützt werden, dass das Absinken der Netzspannung wenigstens vermindert und bestenfalls gestoppt oder verhindert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Leistungsaufnahme des Energiesystems erhöht, falls die Netzspannung oberhalb des bezüglich des ersten Schwellenwertes größeren zweiten Schwellenwertes ist. Mit anderen Worten ist das Niederspannungsnetz derart wenig belastet, dass die Netzspannung oberhalb des zweiten Schwel- lenwertes steigt. Durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Leistungsaufnahme kann vorteilhafterweise das Niederspan- nungsnetz belastet werden. Dadurch kann einer weiteren Erhö- hung der Netzspannung entgegengewirkt werden.

Weiterhin wird erfindungsgemäß die Leistungsabgabe des Ener- giesystems verringert, falls die Netzspannung oberhalb des zweiten Schwellenwertes ist. Dadurch kann vorteilhafterweise ebenfalls das Niederspannungsnetz derart unterstützt werden, dass das Ansteigen der Netzspannung wenigstens vermindert und bestenfalls gestoppt oder verhindert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorteilhafterweise ei- ner Veränderung der Netzspannung bezüglich ihres Sollwertes vorteilhafterweise entgegengewirkt werden. Dadurch gelangt die Netzspannung bestenfalls wieder zurück in ihren Normalbe- reich. Hierzu bildet die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eine Messvorrichtung zur Erfassung der (aktuellen) Netzspan- nung, sowie eine Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung bezüg- lich der Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe des Ener- giesystems aus. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Energie- system beziehungsweise seine Leistungsaufnahme und/oder Leis- tungsabgabe ganzheitlich gesteuert wird. Eine Steuerung auf Ebene der Komponenten, beispielsweise ein Abschalten von Wär- mepumpen oder ein Abregeln von Photovoltaikanlagen, ist somit vorteilhafterweise nicht erforderlich. Allerdings kann eine solche Steuerung der einzelnen Komponenten zusätzlich vorge- sehen sein. Weiterhin können dadurch Flexibilitäten, bei- spielsweise eine Speicherung und/oder Zwischenspeicherung von Energie, innerhalb des Energiesystems verbessert genutzt wer- den .

Weiterhin können durch die erfindungsgemäße lokale Steuerung technisch aufwendige und kostenintensive Betriebsmittel des Niederspannungsnetzes zur Steuerung/Regelung seiner Netzspan- nung entfallen. Insbesondere sind zusätzliche Kommunikations- schnittstellen zwischen dem Energiesystem beziehungsweise der Energiesysteme und einer Steuerung/Regelung des Niederspan- nungsnetzes nicht erforderlich. Diese können jedoch zusätz- lich vorgesehen sein.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass Lieferverträge bezüglich des Verbrauchs und/oder der Einspei- sung einer bestimmten Energiemenge eingehalten werden können. Das ist deshalb der Fall, da die Energiemenge sich aus der zeitlich integrierten Leistungsaufnahme und/oder Leistungsab- gabe ergibt. Dadurch kann die Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe beliebig angepasst oder verändert werden, so- lange das Integral über die Leistungsaufnahme und/oder Leis- tungsabgabe konstant und gleich der zu verbrauchenden bezie- hungsweise zu liefernden Energiemenge ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Leis- tungsaufnahme und/oder einer Leistungsabgabe eines Energie- systems über einen Netzanschlusspunkt eines Niederspannungs- netzes wird eine Netzspannung des Niederspannungsnetzes am Netzanschlusspunkt erfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist wenigstens durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: - Verringern der Leistungsaufnahme und/oder Erhöhen der Leis- tungsabgabe, falls die Netzspannung unterhalb eines ersten Schwellenwertes ist; und/oder

- Erhöhen der Leistungsaufnahme und/oder Verringern der Leis- tungsabgabe, falls die Netzspannung oberhalb eines bezüglich des ersten Schwellenwertes größeren zweiten Schwellenwertes ist .

Es ergeben sich zur erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Das erfindungsgemäße Niederspannungsnetz umfasst eine Steuer- vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen.

Hierbei ist die Steuervorrichtung bevorzugt am Netzanschluss- punkt des Energiesystems angeordnet.

Es ergeben sich zur erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Niederspannungsnetzes .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leistungsaufnahme gemäß veränder-

bar, wobei u(t) die erfasste Netzspannung, u ₀ einen Sollwert der Netzspannung, eine mittlere Leistungsaufnahme, und f _in eine Kennlinie der Steuerung kennzeichnet, und f _in (u(t)— u ₀ )< 0 ist, falls die (erfasste) Netzspannung unterhalb des ersten Schwellenwertes ist, und f _in (u(t)— u ₀ ) > 0 ist, falls die (er- fasste) Netzspannung oberhalb des zweiten Schwellenwertes ist .

Mit anderen Worten wird die Leistungsaufnahme vorteilhafter- weise im Bereich um die mittlere Leistungsaufnahme gemäß der Kennlinie gesteuert. Die mittlere Leistungsaufnahme kann durch eine innerhalb eines Zeitintervall T zu liefernde Energiemenge E _T gekennzeichnet sein, das heißt es ist E _T /T . Weiterhin bezeichnet der Index in einen Leistungsfluss in das Energiesystem, das heißt eine Leistungsaufnahme des Energiesystems. Die Kennlinie f _in hängt von der Differenz aus der zum Zeitpunkt t gemessenen Netzspannung u(t) und dem Soll- wert u ₀ funktional ab. Hierbei kann grundsätzlich eine Viel- zahl von funktionalen Abhängigkeiten vorgesehen sein. Die Kennlinie f _in kennzeichnet somit im Wesentlichen die Steue- rung/Regelung .

Eine besonders vorteilhafte Kennlinie f _in ist durch f _in (u(t)— u ₀ ) =—F ₁ , falls u(t) £ u ₁ ist, f _in (u(t)— u ₀ ) = 0, falls u ₁ < u(t)< u ₂ ist, und f _in (u(t)— u ₀ )= F ₂ , falls u(t) ³ u ₂ ist, gekennzeichnet, wobei hierbei F ₁ und F ₂ konstant und größer als Null sind.

Mit anderen Worten wird die Leistungsaufnahme des Energiesys- tems P _in im Bereich u(t)£ u ₁ auf reduziert bezie - hungsweise verringert, im Bereich u(t)³u ₂ auf

erhöht, und im Bereich u ₁ <u(t)<u ₂ unverändert bei

belassen. Mit anderen Worten ist f _in (u(t)— u ₀ )= -F ₁ Q(u ₁ -u(t)) + F ₂ Q(u(t) - u ₂ ) , wobei Q die Heaviside-Funktion bezeichnet, wel- che durch Q(x) = 0 für x < 0 und Q(x) = 1 für x ³ 0 definiert ist. Ist eine feste oder bestimmte Lieferenergie beziehungs- weise Energiemenge innerhalb eines Zeitraumes T vorgesehen, so muss die Kennlinie die Bedingung ò _T f _in (u(t)— u ₀ ) dt = 0 erfül- len. Diese Bedingung kann einen Zusammenhang zwischen F ₁ und F ₂ implizieren. Bevorzugt ist F ₁ = F ₂ .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Leistungsabgabe gemäß veränder - bar, wobei u(t) die erfasste Netzspannung, u ₀ einen Sollwert der Netzspannung, eine mittlere Leistungsabgabe, und

f _out eine Kennlinie der Steuerung kennzeichnet, und f _out (u(t)— u ₀ ) < 0 ist, falls die (erfasste) Netzspannung unterhalb des ersten Schwellenwertes ist, und f _out (u(t)— u ₀ ) > 0 ist, falls die (er- fasste) Netzspannung oberhalb des zweiten Schwellenwertes ist .

Mit anderen Worten wird die Leistungsabgabe vorteilhafter- weise im Bereich um die mittlere Leistungsabgabe gemäß der Kennlinie gesteuert. Die mittlere Leistungsabgabe kann durch eine innerhalb eines Zeitintervall T zu liefernde Energie- menge E _T gekennzeichnet sein, das heißt es ist .

Weiterhin bezeichnet der Index out eine Leistungsfluss aus dem Energiesystem in das Niederspannungsnetz, das heißt eine Leistungsabgabe des Energiesystems. Die Kennlinie f _out hängt von der Differenz aus der zum Zeitpunkt t gemessen Netzspan- nung u(t) vom Sollwert u ₀ funktional ab. Hierbei kann grund- sätzlich eine Vielzahl von funktionalen Abhängigkeiten vorge- sehen sein. Die Kennlinie f _out kennzeichnet somit im Wesentli- chen die Steuerung/Regelung.

Eine besonders vorteilhafte Kennlinie f _out für die Leistungs- abgabe ist ebenfalls durch die bereits für den Fall der Leis- tungsaufnahme diskutierten und beschriebenen Kennlinie gege- ben. Mit anderen Worten ist hierbei bevorzugt f _out (u(t)— u ₀ ) = -F ₁ Q(u ₁ -u(t)) +F ₂ Q(u(t)-u ₂ ) . Der Unterschied zwischen einer Leistungsabgabe und einer Leistungsaufnahme manifestiert sich vorliegend im unterschiedlichen Vorzeichen in den Gleichungen für P _out beziehungsweise P _in . Zusammenfassend kann für eine Leistungsaufnahme und eine Leistungsabgabe die gemeinsame Gleichung zur Steuerung/Regelung

verwendet werden, wobei hierbei die

Leistungsaufnahme P _in als positiv und die Leistungsabgabe P _out als negativ bezüglich des Energiesystems angesehen wird. Mit anderen Worten ist sgn(P _in ) = 1 und sgn(P _out ) =—1. Bevorzugt ist f _in = f _out · Allerdings können grundsätzlich für die Leistungs- aufnahme und Leistungsabgabe verschiedene Kennlinien vorgese- hen sein. Entscheidend ist, dass bei einer vereinbarten Ener- giemenge diese auch durch die Variation beziehungsweise Ver- änderung der Leistung eingehalten wird. Mit anderen Worten muss bei einer vereinbarten Energiemenge E stets E = ò _T P(t)dt erfüllt sein, unabhängig von einer Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe. Hierbei bezeichnet P(t) die aktuelle vorzei- chenbehaftete Leistung, die für eine Leistungsaufnahme posi- tive und für eine Leistungsabgabe negative Werte annimmt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es somit von Vorteil die Leistungsaufnahme und/oder die Leis- tungsabgabe derart zu steuern, dass die über den Netzan- schlusspunkt innerhalb eines Zeitbereiches ausgetauschte Energiemenge gleich einer festgelegten Energiemenge ist.

Dadurch wird vorteilhafterweise die festgelegte Energiemenge, welche beispielsweise innerhalb des Zeitbereiches T ausge- tauscht wird, eingehalten. Dennoch kann über den Leistungs- austausch eine netzdienliche und lokale Steuerung/Regelung der Netzspannung erfolgen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er- geben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei- spielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schemati- siert :

Figur 1 ein Energiesystem, welches an ein Niederspannungs- netz angeschlossen ist;

Figur 2 ein Diagramm einer vorteilhaften Kennlinie; und

Figur 3 ein Diagramm eines exemplarischen zeitlichen Ver- laufs einer Leistungsaufnahme.

Gleichartige, gleichwertige oder gleichwirkende Elemente kön- nen in einer der Figuren oder in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein.

Die Figur 1 zeigt ein schematisches Energiesystem 6, welches an ein Niederspannungsnetz 2 über einen Netzanschlusspunkt 4 zum Leistungs- und/oder Energieaustausch angeschlossen ist.

Das Niederspannungsnetz 2 ist ein elektrisches Verteilernetz, welches beispielsweise eine Sollspannung (Sollwert) von 230 V (einphasig) aufweist. Die Netzspannung ist die aktuelle elektrische Spannung des Niederspannungsnetzes 2, die typi- scherweise um ihren Sollwert variiert. Alternativ ist der Sollwert der Netzspannung 400 V (dreiphasig) . Der Sollwert des Niederspannungsnetzes 2 kann bis zu 1000 V betragen. Wei- tere Sollwerte der Netzspannung können, insbesondere außer- halb von Deutschland oder Europa, vorgesehen sein. Entschei- dend ist, dass der Leistungsaustausch zwischen dem Energie- system 6 und dem Niederspannungsnetz 2 größtenteils durch die Wirkleistung bestimmt ist, sodass der Sollwert der Netzspan- nung zur Kennzeichnung, ob im Sinne der vorliegenden Erfin- dung ein Niederspannungsnetz 2 vorliegt, sekundär ist.

Weiterhin sind in der Figur 1 mehrere Netzanschlusspunkte 4 für weitere nicht dargestellte Energiesysteme dargestellt.

Das Energiesystem 6 kann mehrere Komponenten 61, insbesondere energietechnische Anlagen, aufweisen. Beispielsweise ist das Energiesystem 6 ein privates Wohngebäude mit wenigstens einer Wärmepumpe und einer Photovoltaikanlage als Komponenten 61 beziehungsweise energietechnische Anlagen. Hierbei wird Leis- tung und/oder Energie über den Netzanschlusspunkt 4 ausge- tauscht. Mit anderen Worten verbraucht das Energiesystem 6, beispielsweise seine Wärmepumpe, elektrische Energie und speist elektrische Energie, welche mittels der Photovoltaik- anlage erzeugt wurde, in das Niederspannungsnetz 2 über den Netzanschlusspunkt 2 ein.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung 42 vorgesehen, welche dazu ausgestaltet ist in Abhängigkeit der Netzspannung des Niederspannungsnetzes 2 den Leistungs- und/oder Energieaustausch zwischen dem Energiesystem 6 und dem Niederspannungsnetz 2 zu steuern. Hierbei umfasst der Be- griff des Steuerns ein Regeln. Weiterhin ist die Steuervor- richtung 42 dazu ausgebildet, die Netzspannung beziehungswei- se ihren aktuellen Wert zu erfassen.

Die Steuervorrichtung 42 ist dazu ausgebildet in Abhängigkeit der erfassten Netzspannung die Leistungsaufnahme des Energie- systems 6 zu verringern, falls die Netzspannung unterhalb ei- nes ersten Schwellenwertes ist. Weiterhin ist die Steuervor- richtung 42 dazu ausgebildet in Abhängigkeit der erfassten Netzspannung die Leistungsabgabe des Energiesystems 6 zu er- höhen, falls die Netzspannung unterhalb des ersten Schwellen- wertes ist.

Ferner ist die Steuervorrichtung 42 dazu ausgebildet in Ab- hängigkeit der erfassten Netzspannung die Leistungsaufnahme des Energiesystems zu erhöhen, falls die Netzspannung ober- halb eines bezüglich des ersten Schwellenwertes größeren zweiten Schwellenwertes ist. Weiterhin ist die Steuervorrich- tung 42 dazu ausgebildet in Abhängigkeit der erfassten Netz- spannung die Leistungsabgabe des Energiesystems zu verrin- gern, falls die Netzspannung oberhalb des zweiten Schwellen- wertes ist.

Mit anderen Worten wird der Leistungsaustausch zwischen dem Niederspannungsnetz 2 und dem Energiesystem 6 in Abhängigkeit der erfassten Netzspannung mittels der Steuervorrichtung 42 derart gesteuert, dass einem Verlassen der Netzspannung aus einem Normalbereich, der durch die Schwellenwerte begrenzt ist, entgegengewirkt wird. Beispielsweise ist der Sollwert der Netzspannung 230 V, der erste Schwellenwert 207 V und der zweite Schwellenwert 253 V. Wird eine Netzspannung unterhalb und/oder bei 207 V erfasst, so wird die Leistungsabgabe des Energiesystems 6 verringert und/oder die Leistungsabgabe des Energiesystems 6 erhöht. Wird eine Netzspannung oberhalb und/oder bei 253 V erfasst, so wird die Leistungsaufnahme des Energiesystems 6 erhöht und/oder die Leistungsabgabe des Energiesystem 6 verringert. Dadurch wird vorteilhafterweise positiv auf die Netzspannung eingewirkt, sodass diese besten- falls in ihren Normalbereich zwischen 203 V und 253 V zurück- kehrt .

Die Figur 2 zeigt ein Diagramm einer vorteilhaften Kennlinie 423.

An der Abszisse 100 des Diagramms ist die Differenz u(t)— u ₀ in beliebigen Einheiten aufgetragen, wobei u(t) die zu einem Zeitpunkt t erfasste Netzspannung und u ₀ den Sollwert der Netzspannung bezeichnet.

An der Ordinate 101 ist der Wert der Kennlinie 423, der vor- liegend dimensionslos ist, aufgetragen.

Die Kennlinie 423 kann für eine Leistungsaufnahme und/oder Leistungsabgabe vorgesehen sein. Der Leistungs- beziehungs- weise Energieaustausch wird mittels der Kennlinie 423 bezie- hungsweise basierend auf dieser durch

gesteuert. Hierbei ist die Leistungs-

aufnahme P _in als positiv und die Leistungsabgabe als P _out nega- tiv bezüglich des Energiesystems 6 anzusehen. Mit anderen Worten ist sgn(P _in ) = 1 und sgn(P _out ) = -1. Bevorzugt ist wie dar- gestellt f _in = f _out ·

Die dargestellte Kennlinie 423 weist die funktionale Darstel- lung f _in/out (u(t)— u ₀ ) = - ₁ Q(u ₁ -u(t)) + F ₂ Q(u(t)— u ₂ ) auf, wobei Q die Heaviside-Funktion bezeichnet, welche durch Q(x) = 0 ist für x<0 und Q(x) = 1 für x³0 definiert ist. Weiterhin be- zeichnet den ersten Schwellenwert 421 und u ₂ den zweiten Schwellenwert 422.

Die Figur 3 zeigt ein Diagramm eines exemplarischen zeitli- chen Verlaufs 424 einer Leistungsaufnahme.

An der Abszisse 100 des Diagramms ist die Zeit in beliebigen Einheiten aufgetragen.

An der Ordinate 101 des Diagramms ist die Leistungsaufnahme in beliebigen Einheiten aufgetragen.

Der Verlauf 424 beziehungsweise die Kurve 424 verdeutlicht den zeitlichen Verlauf 424 der Leistungsaufnahme.

Weiterhin ist ein Zeitbereich T dargestellt, der durch einen Start Zeitpunkt 103 und einen Endzeitpunkt 104 begrenzt ist. Mit anderen Worten ist T = [t ₀ ,t ₁ ], wobei t ₀ den Start Zeitpunkt 104 und t ₁ den Endzeitpunkt kennzeichnet. Innerhalb des Zeit- bereiches T soll eine Energiemenge E _T durch das Energiesystem 6 verbraucht werden. Mit anderen Worten soll die Energiemenge E _T an das Energiesystem 6 über das Niederspannungsnetz 2 ge- liefert werden. Dies korrespondiert zu einer mittleren Leis- tungsaufnahme , welche durch die gestrichelte Kurve

420 symbolisiert ist. Typischerweise erfolgt die Leistungs- aufnahme des Energiesystems 6 mit im Wesentlichen konstanter Leistung, die der mittleren Leistung entspricht.

Zu einem ersten Zeitpunkt 105 ist die erfasste Netzspannung unterhalb des ersten Schwellenwertes 421. Dadurch reduziert die Steuervorrichtung 42 die Leistungsaufnahme in Bezug zur mittleren Leistungsaufnahme 420. Dies wird bis zu einem zwei- ten Zeitpunkt 106 durchgeführt. Ab dem Zeitpunkt 106 wird die Leistungsaufnahme bezüglich ihres mittleren Wertes 420 er- höht, beispielsweise da eine Netzspannung oberhalb des zwei- ten Schwellenwertes 422 vorliegt. Alternativ oder ergänzend muss die Energiemenge E _T an das Energiesystem 6 geliefert werden, sodass nach einem Zeitbereich geringeren Leistungs- aufnahme bezüglich der mittleren Leistungsaufnahme stets ein Zeitbereich erhöhter Leistungsaufnahme bezüglich der mittle- ren Leistungsaufnahme innerhalb des Zeitbereiches T vorhan- den sein muss.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein- geschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hie- raus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste

2 Niederspannungsnetz

4 Netzanschlusspunkt

6 Energiesystem

42 Steuervorrichtung

61 Komponenten

100 Abszisse

101 Ordinate

103 Startzeitpunkt

104 Endzeitpunkt

105 erster Zeitpunkt

10 6 zweiter Zeitpunkt

42 0 gestrichelte Linie (mittlere Leistung)

42 1 erster Schwellenwert

422 zweiter Schwellenwert

423 Kennlinie

424 Kurve (zeitlicher Verlauf einer Leistungsaufnahme)