TECHNISCHES GEBIET

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers in einer Energieversorgungsanlage sowie eine Energieversorgungsanlage mit einem Energiespeicher.

STAND DER TECHNIK

Ein elektrischer Energiespeicher ist ein Speicher, der elektrische Energie aufnehmen, speichern und wieder abgeben kann. Die Speicherung kann z. B. in chemischer Form wie z. B. bei einer Batterie erfolgen. Ein Speicher, der elektrische Energie aufnehmen und wieder abgeben kann, wie z. B. die Batterie, wird im Folgenden als elektrischer Energiespeicher bezeichnet.

Bekannt sind elektrische Energieversorgungsanlagen von Liegenschaften, die einen Speicher zur Speicherung elektrischer Energie und ggf. eine Energieerzeugungseinheit umfassen. Dabei wird der Speicher in der Regel als eine Einheit betrachtet und anhand bekannter Betriebsstrategien betrieben, beispielsweise zur wirtschaftlich optimalen Versorgung der Liegenschaft, zur Steigerung des Eigenverbrauchs der Energieversorgungsanlage innerhalb der Liegenschaft, oder auch zur Einspeisung elektrischer Leistung in ein Energieversorgungsnetz. Sofern die Liegenschaft mehrere Wohneinheiten umfasst, ist damit eine Optimierung für die Gesamtheit der Teilnehmer in der Liegenschaft möglich.

Grundsätzlich sind auch verschiedene Möglichkeiten zur Nutzung des Speichers durch weitere, insbesondere nicht zur Liegenschaft zugehörige externe Nutzer bekannt. Beispielsweise kann ein Teil der Speicherkapazität für einen Direktvermarkter reserviert werden. Bei der Direktvermarktung wird die von einer Energieversorgungsanlage einer Liegenschaft mit einem Energieversorgungsnetz ausgetauschte Leistung unter bestimmten Voraussetzungen vergütet. Insbesondere kann eine in ein Energieversorgungsnetz eingespeiste elektrische Energie über einen Direktvermarkter z. B. an einer Strombörse verkauft werden, wo die durch die Energieversorgungsanlage der Liegenschaft erzeugte elektrische Energie neben konventionell, z. B. in Kraftwerken eines kommerziellen Energieerzeugers, erzeugte elektrischer Energie gehandelt wird. Die Strombörsenerlöse werden vom Direktvermarkter an den Betreiber der Energieversorgungsanlage der Liegenschaft ausgezahlt. Zusätzlich oder alternativ kann eine Regelleistung per Direktvermarktung angeboten werden, wobei die von der Energieversorgungsanlage mit dem Energieversorgungsnetz ausgetauschte Leistung bedarfsweise beeinflusst werden kann und diese Beeinflussungsmöglichkeit sowie ggf. die Abweichung von der unbeeinflussten Leistung vergütet wird.

Für die Abrechnung der Direktvermarktung ist die Erfassung der Menge der relevanten ausgetauschten elektrischen Energie wesentlich. Diese Erfassung kann z. B. am Netzanschlusspunkt der Energieversorgungsanlage erfolgen. Dabei können sich jedoch mehrere Probleme ergeben, insbesondere wenn weitere elektrische Verbraucher und/oder Erzeuger an demselben Netzanschlusspunkt wie der Speicher angeschlossen sind, und/oder wenn ein gleichzeitiger Zugriff auf die in dem Speicher gespeicherte Energie durch mehrere Steuerungen stattfindet. Beispielsweise führt eine Direktsteuerung des Speichers, d. h. eine direkte Beeinflussung der mit dem Speicher ausgetauschten Leistung durch den Direktvermarkter, nicht unbedingt zu einem erfassbaren Effekt am Netzanschlusspunkt, wenn gleichzeitig ein interner Energiemanager in entgegengesetzter Weise auf den Speicher zugreift. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Direktvermarkter eine Entladung der Batterie anfordert und der interne Energiemanager, der einen möglichst hohen Eigenverbrauch anstrebt, die dadurch erhöhte Entladeleistung zur Ladung eines E-Autos verwendet.

Aus der JP2007295650 ist bekannt, einen einem Apartmenthaus zugeordneten Energiespeicher in virtuelle Energiespeicher aufzuteilen, die einzelnen Apartments zugeordnet sind. Der Energieverbrauch von einzelnen Apartments wird mit einem jeweiligen Energiemessgerät am Apartment erfasst und in einer Datenbank gespeichert.

AUFGABE

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb von elektrischen Energiespeichern in einer Energieversorgungsanlage einer Liegenschaft weiter zu verbessern.

LÖSUNG

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Steuergerät mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 sowie durch eine Energieversorgungsanlage gemäß Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

BESCHREIBUNG

Bei einem Verfahren zum virtuellen Aufteilen eines elektrischen Energiespeichers in einer

Energieversorgungsanlage umfasst die Energieversorgungsanlage:

- einen Netzanschlusspunkt zum Anschluss der Energieversorgungsanlage an ein externes Energieversorgungsnetz,

- den elektrischen Energiespeicher,

- einen mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen internen Stromkreis zum Anschluss von elektrischen Lasten, Energieerzeugungseinheiten und/oder weiteren elektrischen Energiespeichern.

Das Verfahren umfasst:

- Vorsehen eines virtuellen Energiespeichers mit einer dem Energiespeicher entsprechenden Kapazität,

- Aufteilen des virtuellen Energiespeichers in mindestens zwei getrennte, virtuelle Teilspeicher,

- Vorsehen von mindestens zwei virtuellen Energiemessgeräten, welche jeweils einem virtuellen Teilspeicher zugeordnet sind,

- Empfangen von mindestens zwei Sollwerten für jeweils eine virtuelle Austauschleistung für jeweils einen virtuellen Teilspeicher,

- Einstellen der realen Austauschleistung des Energiespeichers anhand der Summe der mindestens zwei Sollwerte,

- Erfassen der virtuellen Austauschleistungen der virtuellen Teilspeicher durch die jeweils zugeordneten virtuellen Energiemessgeräte.

Hierdurch wird ermöglicht, den elektrischen Energiespeicher derart in eine Energieversorgungsanlage einzubinden und zu betreiben, dass der Austausch elektrischer Leistung mit dem Energiespeicher für verschiedene Parteien (Teilnehmer) individuell präzise gemanagt werden kann, ohne dass die gleichzeitige Nutzung des Energiespeischers durch verschiedene Parteien zu Konflikten führt. Durch den Austausch elektrischer Leistung wird dem Energiespeicher elektrische Energie entzogen oder zugeführt. Durch das Verfahren wird also ermöglicht, den elektrischen Energiespeicher so zu betreiben, dass verschiedene Parteien daraus Energie entnehmen und/oder in den Energiespeicher einspeisen können und die Entnahme und/oder Einspeisung individuell präzise gemanagt und erfasst werden kann. Dabei kann aufgrund der vorgesehenen virtuellen Energiemessgeräte auf die tatsächliche physische Messung der zwischen dem Energiespeicher bzw. dem jeweiligen virtuellen Teilspeicher und den individuellen Parteien ausgetauschten Leistungen bzw. Energien verzichtet werden. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die jeweilige Abrechnung der durch die Parteien eingespeisten und/oder entnommenen Energie präzise mittels der virtuellen Energiemessgeräte erfolgt und/oder die Energieentnahme bzw. Energieeinspeisung für die jeweilige Partei mittels der Sollwerte individuell optimiert werden kann. Dadurch kann z. B. ermöglicht werden, dass der Verkauf von Energie und/oder Regelleistung an einer Strombörse über einen Direktvermarkter erfolgen kann und diese Direktvermarktung anhand der virtuellen Teilspeicher und der virtuellen Austauschleistungen präzise eingestellt und abgerechnet werden kann. Dies kann auch bedeuten, dass in einer Liegenschaft die individuelle Partizipation am realen Energiespeicher anhand der virtuellen Teilspeicher auch individuell gemanagt werden kann, insbesondere wenn der Energiespeicher neben der Energieentnahme auch mittels einer Energieerzeugungsanlage zentral in der Liegenschaft und/oder individuell durch die Parteien mit lokal erzeugter Energie aufgeladen wird.

Die virtuellen Energiemessgeräte sind jeweils einem virtuellen Teilspeicher zugeordnet und sind dazu vorgesehen, den Leistungsaustausch mit dem jeweiligen zugeordneten virtuellen Teilspeicher virtuell zu erfassen und zu registrieren. Die virtuellen Teilspeicher und damit die virtuellen Energiemessgeräte können damit Parteien zugeordnet sein, die elektrische Energie mit dem Energiespeicher austauschen. Eine Partei kann dabei den dem virtuellen Teilspeicher zugeordneten Sollwert erzeugen und/oder der Sollwert kann für die Partei erzeugt werden. Eine Partei kann z. B. eine elektrische Last am internen Stromkreis oder z. B. ein Energiemanager am internen Stromkreis oder z. B. ein externer Direktanbieter sein. Die virtuellen Energiemessgeräte können dabei den jeweiligen Leistungsaustausch der Partei mit dem zugeordneten virtuellen Teilspeicher unter Verwendung der jeweiligen Sollwerte erfassen.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Sollwert von innerhalb der Energieversorgungsanlage und/oder von außerhalb der Energieversorgungsanlage empfangen. Die Sollwerte geben dabei die durch die Partei angeforderte Leistung beim Energieaustausch mit dem Energiespeicher vor. Der Empfang des Sollwertes kann von intern und/oder extern erfolgen, je nachdem ob die anfordernde Partei innerhalb der Energieversorgungsanlage oder außerhalb der Energieversorgungsanlage angeordnet ist. Von innerhalb empfangen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Absender oder Erzeuger des Sollwertes innerhalb der Energieversorgungsanlage, also anlagenseitig des Netzanschlusspunkts, angeordnet ist, beispielsweise ein interner Stromkreis der Liegenschaft, etwa eine Wohnung. Von außerhalb empfangen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Absender oder Erzeuger des Sollwertes außerhalb der Energieversorgungsanlage, also netzseitig des Netzanschlusspunktes, angeordnet ist, beispielsweise ein Direktvermarkter.

In einer Ausführungsform umfassen die Sollwerte externe Sollwerte für eine externe Austauschleistung zwischen dem Energiespeicher und dem Energieversorgungsnetz und/oder interne Sollwerte für eine interne Austauschleistung zwischen dem Energiespeicher und dem internen Stromkreis. Interner Sollwert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der durch den internen Sollwert vorgegebene Leistungsaustausch mit dem Energiespeicher innerhalb der Energieversorgungsanlage bleibt und den Netzanschlusspunkt der Energieversorgungsanlage nicht passiert. Externer Sollwert bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der durch den externen Sollwert vorgegebene Leistungsaustausch mit dem Energiespeicher nach außerhalb der Energieversorgungsanlage erfolgt und dafür den Netzanschlusspunkt der Energieversorgungsanlage passiert. Externe Sollwerte werden dabei bevorzugt von außerhalb der Energieversorgungsanlage und interne Sollwerte werden bevorzugt von innerhalb der Energieversorgungsanlage empfangen.

In einer Ausführungsform wird einer der virtuellen Teilspeicher einem internen Energiemanager der Energieversorgungsanlage zugeordnet, und der Sollwert für die Austauschleistung für den dem internen Energiemanager zugeordneten virtuellen Teilspeicher wird von dem internen Energiemanager generiert. Der von dem internen Energiemanager generierte Sollwert ist ein interner Sollwert.

Der interne Energiemanager steuert den Leistungsfluss im internen Stromkreis und dient als Schaltzentrale für ein intelligentes Energiemanagement, wobei die Energieversorgungsanlage insbesondere zusätzlich eine Energieerzeugungseinheit, wie z. B. eine Photovoltaik-Anlage aufweisen kann, deren Energieerzeugung beim Energiemanagement vorteilhaft berücksichtigt werden kann. So kann der interne Energiemanager die Energieflüsse im internen Stromkreis mit Lasten, Energiespeichers und Energieerzeugungseinheit überwachen, automatisch Einsparpotenziale erkennen und eine einfache und effiziente Energienutzung, z. B. der durch die Energieerzeugungseinheit erzeugten Energie, ermöglichen und den Betrieb verbessern.

In einer Ausführungsform wird einer der virtuellen Teilspeicher einem externen Direktvermarkter zugeordnet und der Sollwert für die Austauschleistung für den dem externen Direktvermarkter zugeordneten virtuellen Teilspeicher wird von dem externen Direktvermarkter generiert. Der von dem externen Direktvermarkter generierte Sollwert ist ein externer Sollwert.

In einer Ausführungsform sind die virtuellen Teilspeicher verschiedenen elektrischen Lasten des internen Stromkreises zugeordnet, wobei die verschiedenen elektrischen Lasten bevorzugt verschiedenen baulichen Einheiten einer Liegenschaft zugeordnet sind. Bei den baulichen Einheiten kann es sich z. B. um abgeschlossene Wohnungen der Liegenschaft und/oder andere Einheiten wie separierte Gewerbeflächen etc. handeln. Eine solche elektrische Last kann in dieser Ausführungsform insbesondere auch die Gesamtheit von elektrischen Installationen sein, die der baulichen Einheit zugeordnet ist. Die Last, die als Gesamtheit von elektrischen Installationen einer baulichen Einheit ausgebildet ist, kann insbesondere Gemeinschaftseinrichtungen wie eine Treppenhaus- oder Außenbeleuchtung, einen Aufzug oder eine Zentralheizung bzw. deren Steuerung umfassen und weist vorzugsweise ein reales Energiemessgerät auf, um die durch die elektrische Last verbrauchte Energie erfassen zu können.

In einer Ausführungsform weisen die virtuellen Teilspeicher virtuelle Speicherkapazitäten auf, wobei die Summe der virtuellen Speicherkapazitäten der Kapazität des Energiespeichers entspricht. Damit ist die gesamte Kapazität des virtuellen Energiespeichers auf virtuelle Teilspeicher aufgeteilt.

In weiteren Ausführungsformen werden die realen Austauschleistungen der verschiedenen elektrischen Lasten mit dem internen Stromkreis mittels jeweiliger realer Energiemessgeräte ermittelt, wobei die virtuellen Austauschleistungen der virtuellen Teilspeicher von der jeweiligen gemessenen realen Austauschleistung der jeweiligen elektrischen Last abhängen. Die virtuellen Energiemessgeräte, die dem jeweiligen virtuellen Teilspeicher zugeordnet sind, erfassen dabei die virtuelle Austauschleistung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Sollwert und von der gemessenen realen Austauschleistung mit dem internen Stromkreis. Damit kann der Fall besser erfasst werden, in dem der jeweilige Sollwert von der realen Austauschleistung mit dem Energiespeicher abweicht.

In einer Ausführungsform umfasst die Energieversorgungsanlage eine Energieerzeugungseinheit, und der interne Sollwert hängt von der erzeugten Leistung der Energieerzeugungseinheit ab. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein interner Energiemanager den Leistungsaustausch im internen Stromkreis steuert.

Bei einem Steuergerät zum virtuellen Aufteilen eines elektrischen Energiespeichers in einer Energieversorgungsanlage umfasst die Energieversorgungsanlage:

- einen Netzanschlusspunkt zum Anschluss der Energieversorgungsanlage an ein externes Energieversorgungsnetz,

- einen elektrischen Energiespeicher,

- einen mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen internen Stromkreis zum Anschluss von elektrischen Lasten, Energieerzeugungseinheiten und/oder weiteren elektrischen Energiespeichern,

Das Steuergerät ist ausgebildet und eingerichtet:

- einen virtuellen Energiespeicher mit einer dem Energiespeicher entsprechenden Kapazität vorzusehen,

- den virtuellen Energiespeicher in mindestens zwei getrennte, virtuelle Teilspeicher aufzuteilen,

- mindestens zwei virtuelle Energiemessgeräte vorzusehen, welche jeweils einem virtuellen Teilspeicher zugeordnet sind,

- mindestens zwei Sollwerte für jeweils eine virtuelle Austauschleistung für jeweils einen virtuellen Teilspeicher zu empfangen,

- die reale Austauschleistung des Energiespeichers anhand der Summe der mindestens zwei Sollwerte einzustellen,

- die virtuellen Austauschleistungen der virtuellen Teilspeicher durch die jeweils zugeordneten virtuellen Energiemessgeräte zu erfassen. Die virtuellen Energiemessgeräte sind jeweils einem virtuellen Teilspeicher zugeordnet und sind dazu vorgesehen, den Leistungsaustausch mit dem jeweiligen zugeordneten virtuellen Teilspeicher virtuell zu erfassen und zu registrieren. Die virtuellen Energiemessgeräte selbst und/oder das Steuergerät können zudem dazu eingerichtet sein, die mit den virtuellen Teilspeichern ausgetauschten Leistungen zu saldieren und einen virtuellen Ladezustand der virtuellen Teilspeicher zu ermitteln. Die virtuellen Teilspeicher und damit die virtuellen Energiemessgeräte können damit Parteien zugeordnet sein, die elektrische Energie mit dem Energiespeicher austauschen und die zugehörigen Sollwerte erzeugen. Dies kann z. B. eine elektrische Last am internen Stromkreis oderz. B. ein Energiemanager am internen Stromkreis oder z. B. ein externer Direktanbieter sein.

In einer Ausführungsform des Steuergerätes umfassen die Sollwerte zumindest einen externen Sollwert für eine externe Austauschleistung zwischen dem Energiespeicher und dem Energieversorgungsnetz und/oder zumindest einen internen Sollwert für eine interne Austauschleistung zwischen dem Energiespeicher und dem internen Stromkreis, wobei der zumindest eine externe Sollwerte bevorzugt von außerhalb der Energieversorgungsanlage und der zumindest eine interne Sollwerte bevorzugt von innerhalb der Energieversorgungsanlage empfangbar ist.

In einer Ausführungsform ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, den zumindest einen internen Sollwert von einem Energiemanager der Energieversorgungsanlage zu empfangen. Der Energiemanager kann beispielsweise in dem Steuergerät angeordnet sein oder als Gerät oder Teil eines Gerätes an den internen Stromkreis angeschlossen sein.

In einer Ausführungsform ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, die Messdaten eines Energiemessgerätes am Netzanschlusspunkt zu erfassen, wobei das Energiemessgerät am Netzanschlusspunkt ausgebildet und eingerichtet ist, die zwischen der Energieversorgungsanlage und dem Energieversorgungsnetz ausgetauschte Energie zu messen.

In einer Ausführungsform ist das Steuergerät ausgebildet und eingerichtet, Messdaten eines Leistungsmessgerätes des Energiespeichers zu erfassen, wobei das Leistungsmessgerät des Energiespeichers ausgebildet und eingerichtet ist, die Austauschleistung des Energiespeichers zu messen. Diese reale Austauschleistung des realen Energiespeichers kann dabei der Summe der Sollwerte der Austauschleistungen entsprechen und intern sowie extern angeforderte Bestandteile aufweisen. Über weitere Energiemessgeräte, z. B. an den Lasten und/oder am Netzanschlusspunkt, können reale Austauschleistungen gut erfasst werden und in Beziehung zu den virtuellen Austauschleistungen gesetzt werden. Eine Energieversorgungsanlage, die über einen Netzanschlusspunkt an ein externes Energieversorgungsnetz angeschlossen ist, kann einen elektrischen Energiespeicher sowie einen mit dem elektrischen Energiespeicher verbundenen internen Stromkreis zum Anschluss von elektrischen Lasten, Energieerzeugungseinheiten und/oder weiteren elektrischen Energiespeichern aufweisen. Mittels des zuvor beschriebenen Steuergeräts kann der Betrieb des Energiespeichers gemanagt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden wird die Anmeldung anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zum virtuellen Aufteilen eines elektrischen Energiespeichers,

Figs. 2-4 zeigen schematisch Ausführungsformen der Energieversorgungsanlage.

In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

FIGURENBESCHREIBUNG

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum virtuellen Aufteilen eines elektrischen Energiespeichers 20 in einer Energieversorgungsanlage 10. Das Verfahren weist auf: a) Vorsehen eines virtuellen Energiespeichers mit einer einem realen elektrischen Energiespeicher 20 entsprechenden Kapazität, b) Aufteilen des virtuellen Energiespeichers in mindestens zwei getrennte, virtuelle Teilspeicher 42, c) Vorsehen von mindestens zwei virtuellen Energiemessgeräten 44, welche jeweils einem virtuellen Teilspeicher 42 zugeordnet sind, d) Empfangen von mindestens zwei Sollwerten für jeweils eine virtuelle Austauschleistung für jeweils einen virtuellen Teilspeicher 42, e) Einstellen der realen Austauschleistung des Energiespeichers 20 anhand der Summe der mindestens zwei Sollwerte, f) Erfassen der virtuellen Austauschleistungen der virtuellen Teilspeicher 42 durch die jeweils zugeordneten virtuellen Energiemessgeräte 44.

Das Erfassen der Austauschleistung der virtuellen Teilspeicher 42 durch die jeweils zugeordneten virtuellen Energiemessgeräte 44 gemäß f) erfolgt dabei durch rechnerisches Ermitteln und optionales Anzeigen in Abhängigkeit von den jeweiligen Sollwerten. Aus den erfassten Austauschleistungen können zudem mittels Saldieren die virtuellen Ladezustände der virtuellen Teilspeicher ermittelt und ggf. den Parteien bzw. den Parteien zugeordneten Energiemanagern insbesondere zur weiteren Planung der Verwendung des jeweiligen virtuellen Teilspeichers zur Verfügung gestellt werden.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Energieversorgungsanlage 10 dargestellt. Die Energieversorgungsanlage 10 weist einen Netzanschlusspunkt 14 zum Anschluss der Energieversorgungsanlage 10 an ein externes, von einem Energieversorger 18 betriebenes Energieversorgungsnetz 12, den internen Stromkreis 22 sowie ein Steuergerät 40 auf. An den internen Stromkreis 22 sind ein Generator 36, beispielsweise eine Kraft-Wärme-gekoppelte Erzeugungseinheit oder ein Blockheizkraftwerk, ein Elektroauto 34, eine PV-Anlage 32 mit Wechselrichter 28, eine Last 24, der elektrische Energiespeiche 20 mit Wechselrichter 26, sowie ein Energiemanager 30 angeschlossen. Die an den internen Stromkreis 22 angeschlossenen Einheiten 36, 34, 32, 20, 28, 24 sind zum Austausch elektrischer Leistung untereinander sowie mit dem Energieversorgungsnetz 12 über Leitungen 38 verbunden. Der Generator 36 und die PV-Anlage 32 sind im dargestellten Beispiel Energieerzeugungseinheiten. In Fig. 2 zeigt die gestrichelte Linie eine Kommunikationsverbindung des Energiemanagers 30 zu den von ihm gemanagten Einheiten 36, 34, 32 sowie zu dem ihm zugeordneten virtuellen Teilspeicher 42 und virtuellen Energiemessgerät 44 des Steuergeräts 40. Eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Energiemanager 30 und dem Energiespeicher 20 ist dabei nicht notwendig.

Der interne Stromkreis 22 weist damit die Gesamtheit der physischen Installation auf, die am Austausch elektrischer Leistung in einer Liegenschaft beteiligt sind. Die elektrische Last 24 ist im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 als ein Verbraucher dargestellt, kann aber auch als eigener Unter-Stromkreis einer baulichen Einheit ausgeführt sein und mehrere verbundene elektrische Verbraucher und/oder Erzeuger aufweisen.

Am Netzanschlusspunkt 14 ist ein Energiemessgerät 16 angeordnet, das als geeichter Zähler ausgebildet ist und dem Energieversorger 18, der hier symbolisch als Rechenzentrum dargestellt ist, zur Abrechnung des gesamten Energieaustauschs der Energieversorgungsanlage 10 mit dem Energieversorgungsnetz 12 dient.

Das Steuergerät 40 ist zur Ausführung des in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verfahrens ausgebildet und eingerichtet. Das Steuergerät 40 weist eine Recheneinheit 46 auf, die reale Austauschleistungen, insbesondere am Netzanschlusspunkt 14 und am Energiespeicher 20, sowie interne und/oder externe Sollwerte verarbeitet und den Energiespeicher 20 als mehrere getrennte virtuelle Teilspeicher 42 repräsentiert. Die Verarbeitung und Steuerung der realen Austauschleistungen ist in Fig. 2 durch die gepunktete Linie zwischen Recheneinheit 46, dem Energiespeicher 20 und dem Netzanschlusspunkt 14 repräsentiert. Austauschleistungen werden dabei von virtuellen Energiemessgeräten 44 virtuell erfasst. Die Repräsentation des der virtuellen Teilspeicher 42 und ggf. des gesamten Energiespeichers 20 erfolgt im in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem internen (lokalen) Energiemanager 30 und gegenüber einem Direktvermarkter 50. Dabei kann die Repräsentation eine Übermittlung des Ladezustandes des jeweiligen virtuellen Teilspeichers 42 umfassen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Energieversorgungsanlage 10 für eine Liegenschaft wird der Energiespeicher 20 parallel durch den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 für interne Zwecke, z. B. Energiemanagement, Eigenverbrauch und/oder Mieterstrom etc., und durch einen weiteren externen Nutzer für wirtschaftliche Zwecke genutzt. Dargestellt ist die externe Nutzung am Beispiel des Direktvermarkters 50, der hier symbolisch als Person dargestellt ist, jedoch in der Regel eine mehr oder weniger automatisierte Einrichtung umfasst (z. B. einen Server mit Verbindung zu einer Strombörse und/oder einem Energieversorger 18 für Anforderung und Bereitstellung von Regelleistung). Die Direktvermarktung von Regelleistung beinhaltet das Zurverfügungstellen von Regelleistung, welche insbesondere als Reserve zum Ausgleich von Schwankungen im Versorgungsnetz 12 dient. Beim Zurverfügungstellen von Regelleistung kann sowohl Leistung in das Energieversorgungsnetz 12 eingespeist als auch aus dem Energieversorgungsnetz 12 entnommen werden. Die entsprechende Energie wird im dargestellten Beispiel aus dem Energiespeicher 20 entnommen bzw. in diesen geladen. Durch das Steuergerät 40 können insbesondere Konflikte zwischen der Nutzung des Energiespeichers 20 durch den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 und durch den externen Nutzer 50 vermieden und/oder aufgelöst werden.

Der externe Nutzer, z. B. der Direktvermarkter 50, kann insbesondere über eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle auf den ihm zugeordneten virtuellen Teilspeicher 42 zugreifen und dabei Anforderungen für die Nutzung vorgeben, z.B. eine direkte Steuerung der Leistung, eine Verlässlichkeit der Verfügbarkeit und/oder einen Nachweis der ausgetauschten Energie / der ausgetauschten Leistung verlangen. Die Steuerung der Leistungsabgabe und/oder Leistungsaufnahme erfolgt dabei mittels eines externen Sollwerts. Das Steuergerät 40 ermöglicht eine verlässliche Direktsteuerung des virtuellen Teilspeichers 42 durch den Direktvermarkter 50 sowie einen einfachen Erbringungsnachweis des über den Sollwert angeforderten Leistungsaustausches über das virtuelle Energiemessgerät 44.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Energieversorgungsanlage 10 dargestellt. Die Energieversorgungsanlage 10 weist einen Netzanschlusspunkt 14 zum Anschluss der Energieversorgungsanlage 10 an ein externes, von einem Energieversorger 18 betriebenes Energieversorgungsnetz 12, den internen Stromkreis 22 sowie ein Steuergerät 40 auf. An den internen Stromkreis 22 sind eine PV-Anlage 32 mit Wechselrichter 28 und Energiemessgerät 58, zwei Lasten 24 mit jeweils einem Energiemessgerät 26, der elektrische Energiespeicher 20 mit Wechselrichter 28 und Energiemessgerät 56, sowie der Energiemanager 30 angeschlossen. Die an den internen Stromkreis 22 angeschlossenen Einheiten 32, 28, 58, 24, 26, 56 sind zum Austausch elektrischer Leistung untereinander sowie mit dem Energieversorgungsnetz 12 über Leitungen 38 verbunden. In Fig. 3 zeigt die gestrichelte Linie die Verbindung des Energiemanagers 30 zu der von ihm gemanagten Energieerzeugungseinheit 32 sowie zu den von ihm beeinflussten virtuellen Teilspeichern 42 und virtuellen Energiemessgeräten 44 des Steuergeräts 40.

Die jeweiligen Lasten 24 sind über jeweils ein Energiemessgerät 26 an den internen Stromkreis 22 angeschlossen. Diese Energiemessgeräte 26 dienen Zwecken innerhalb des internen Stromkreises, also zwischen Einheiten des inneren Stromkreises, die über die Leitungen 38 verbunden sind. Dies kann z.B. die relative Abrechnung der Verbräuche von durch die Lasten 24 repräsentierten einzelnen Wohneinheiten durch eine Hausverwaltung, eine aktuelle Anzeige von Leistungsflüssen und/oder Empfehlungen für Bewohner zum wirtschaftlich vorteilhaften Betrieb innerhalb der als Lasten 24 dargestellten Wohneinheiten bedeuten. Dazu können weitere, hier nicht dargestellte Kommunikationsverbindungen insbesondere zwischen den Energiemessgeräte 26 und nicht dargestellten Anzeige- oder Steuereinrichtungen insbesondere in den als Lasten 24 dargestellten Wohneinheiten eingerichtet sein.

Das Energiemessgerät 58 verbindet die als PV-Anlage ausgebildete Energieerzeugungseinheit 32 über den Wechselrichter 28 mit dem internen Stromkreis 22. Gegebenenfalls kann parallel zur dargestellten PV-Anlage ein weiterer Speicher am Wechselrichter 28 der Energieerzeugungseinheit 32 angeschlossen sein. Das Energiemessgerät 56 verbindet den Energiespeicher 20 über den Wechselrichter 28 mit dem internen Stromkreis 22. Die Energiemessgeräte 56, 58 sind Messgeräte für interne Steuerzwecke, welche ggf. zertifiziert sein können, z.B. nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), falls dies für regulatorisch vorgeschriebene Abrechnungen notwendig sein sollte.

Das Steuergerät 40 ist zur Ausführung des in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verfahrens ausgebildet und eingerichtet. Das Steuergerät 40 weist eine Recheneinheit 46 auf, die reale Austauschleistungen, insbesondere am Netzanschlusspunkt 14 und am Energiespeicher 20, sowie interne Sollwerte verarbeitet und den Energiespeicher 20 als mehrere getrennte virtuelle Teilspeicher 42 repräsentiert. Dabei können die internen Sollwerte vom Energiemanager 30 sowie ggf. von weiteren, den einzelnen Lasten 24 zugeordneten und hier nicht dargestellten Energiemanagern bereitgestellt werden. Insbesondere können den einzelnen Lasten 24 dabei jeweils einzelne virtuelle Teilspeicher 42 zugeordnet werden. Die Verarbeitung der realen Austauschleistungen und deren Steuerung auf Basis der internen Sollwerte ist in Fig. 3 durch die gepunktete Linie zwischen Recheneinheit 46 und dem Energiespeicher 20 repräsentiert. Austauschleistungen werden dabei von virtuellen Energiemessgeräten 44 virtuell erfasst. Die Repräsentation des Energiespeichers 20 und der virtuellen Teilspeicher 42 erfolgt im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gegenüber dem lokalen Energiemanagement und gegenüber den, z. B. als Wohneinheiten ausgebildeten, Lasten 24.

Mit der dargestellten Energieversorgungsanlage 10 kann eine Liegenschaft mit mehreren in Fig. 3 als Lasten 24 repräsentierten Wohneinheiten mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Versorgung der Wohneinheiten kann mit sogenanntem Mieterstrom erfolgen, d.h. die Versorgung, insbesondere Vollversorgung, der Wohneinheiten kann durch den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft erfolgen, ohne dass eine Vertragsbeziehung zwischen den Bewohnern und dem und einem externen Stromanbieter besteht. Dies kann insbesondere mittels interner Abrechnung unter Verwendung des Steuergerätes 40 erfolgen. Der Energieaustausch zwischen Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft und dem Energieversorgungsnetz 12 kann zumindest für die Mieterstrom-Teilnehmer ohne eigenen Vertrag mit einem externen Stromanbieter zentral über den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft abgerechnet werden. Darüber hinaus kann den einzelnen Mieterstrom-Teilnehmern jeweils ein virtueller Teilspeicher 42 zur Verwendung im Rahmen eines Energiemanagements der einzelnen Lasten 24 zugeordnet werden.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Energieversorgungsanlage 10 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel repräsentiert z. B. die Energieversorgungsanlage 10 einer Liegenschaft mit mehreren als Lasten 24 dargestellten Einheiten, z. B. Wohneinheiten. Auch für dieses Ausführungsbeispiel kann die Versorgung der Einheiten 24, z. B. Wohneinheiten, mit sogenanntem Mieterstrom erfolgen, bei dem die Versorgung, insbesondere die Vollversorgung der Wohneinheiten durch den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft erfolgen kann. Dies bedeutet insbesondere, dass die Versorgung mit „interner“ Abrechnung durch den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 und ohne Vertragsbeziehung zwischen den Nutzern der Wohneinheiten 24 und einem externen Stromanbieter erfolgen kann. Der Energieaustausch zwischen der Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft und dem Energieversorgungsnetz 12 kann zumindest für die Mieterstrom-Teilnehmer (Parteien) ohne eigenen Vertrag mit einem externen Stromanbieter „intern“ über den Betreiber der Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft abgerechnet werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt die Einheit 62 jedoch nicht an dem beschriebenen Mieterstrommodell teil. Die Einheit 62 ist über das Energiemessgerät 64 mit dem Netzanschlusspunkt 14 verbunden und unterhält Vertrags- und Abrechnungsbeziehungen direkt mit einem externen Stromanbieter. Die als Einheiten ausgebildeten Lasten 24 sind über jeweilige Energiemessgeräte 26 mit den Leitungen 38 des internen Stromkreises 22 verbunden. Die Energieversorgungsanlage 10 der Liegenschaft umfasst den stationären Speicher 20, der über den Wechselrichter 28 und das Energiemessgerät 56 mit den Leitungen des internen Stromkreises 22 verbunden ist. Der Energiespeicher 20 wird durch das Steuergerät 40 verwaltet und zur Unterstützung der Energieversorgung der Lasten 24, z. B. der Wohneinheiten, verwendet. Die Energieerzeugungsanlage 10 weist außerdem eine PV- Anlage 32 und eine Kraft-Wärme-gekoppelte Erzeugungseinheit 52 auf, die über jeweilige Energiemessgeräte 58 mit den Leitungen 38 des internen Stromkreises 22 verbunden sind. Auch die Energieerzeugungseinheiten 32, 52, wie z.B. die PV-Anlagen 32 oder die Kraft- Wärme-gekoppelte Erzeugungseinheit 52 werden durch das Steuergerät 40 und/oder den Energiemanager 30 verwaltet. Der Energiemanager 30 kann im Steuergerät 40 angeordnet sein.

Ein Energiemessgerät 68 verbindet den internen Stromkreis 22 mit dem Netzanschlusspunkt 14. Optional kann der Netzanschlusspunkt 14 ein Energiemessgerät 16 aufweisen. Über das Energiemessgerät 68 kann die Energie gemessen werden, die durch den internen Stromkreis 22 mit dem Versorgungsnetz 12 ausgetauscht wird. Über ein Energiemessgerät 60 wird die Energie erfasst, die durch die Lasten 24, den Speicher 20, sowie die PV-Anlage 32 mit dem Versorgungsnetz 12 ausgetauscht wird. Es versteht sich, dass das Steuergerät 40 bedarfsweise mit den Messgeräten 60, 68, 26, 16 verbunden sein kann, um entsprechende Messwerte zu empfangen; die dazu notwendigen Kommunikationsverbindungen sind in Fig. 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

Das Steuergerät 40 teilt den Speicher 20 in virtuelle Teilspeicher 42 auf: einen virtuellen Teilspeicher 42 je am Mieterstrom teilnehmender Wohneinheit 24 einen virtuellen Teilspeicher 42 für Gemeinschaftsverbrauch der Liegenschaft, z. B. Flurlicht, Betriebsstrom etc. einen virtuellen Teilspeicher 42 für weitere Aktivitäten, z.B. Direktvermarktung wie z. B. in Bezug auf Fig. 2 beschrieben

Den virtuellen Teilspeichern 42 ist entsprechend je ein virtuelles Energiemessgerät 44 zugeordnet, vergleiche Figs. 2 und 3. Die virtuellen T eilspeicher 42 werden entsprechend einer Betriebsstrategie z. B. durch einen Energiemanager 30 für einen sinnvollen energetischen und/oder kosteneffektiven Betrieb genutzt. Dabei wird jeder Partei ein (virtueller) Anteil am (physischen) Speicher 20 und ggf. an der Erzeugung durch die PV-Anlage und/oder Kraft- Wärme-Kopplungsanlage 52 zugeordnet. Dadurch können Mieter/Eigentümer/Nutzer einer Wohneinheit von einer Eigenverbrauchsregelung für zwischengespeicherten und ggf. selbsterzeugten Strom profitieren. Die Abrechnung der Versorgung der Wohneinheiten 24 erfolgt im Rahmen der Betriebsstrategie nach den Arten der Versorgung, also nach Anteil des Verbrauchs in der jeweiligen Wohneinheit 24 aus einem Netzbezug, aus dem Energiespeicher 20 entnommener zwischengespeicherter Energie und ggf. aus Direktbezug aus einer Energieerzeugungseinheit 32, 52. Das Steuergerät 40 erhält hierfür Sollwerte für jeden der virtuellen Teilspeicher 42 und erfasst den Leistungsaustausch für jede Einheit 24 mit dem zugeordneten virtuellen Teilspeicher 42 mittels des virtuellen Energiemessgeräts 44. Hierfür können auch Informationen einzelner oder mehrerer weiterer Energiemessgeräte 26, 60, 56, 58, 68 berücksichtigt werden.

Der Energiemanager 30 kann lokal für die einzelnen Lasten 24 eine eigene Optimierung durchführen und insbesondere interne Sollwerte für den Leistungsaustausch der jeweiligen Last 24 mit dem Energiespeicher 20 erzeugen. In dieser Ausführungsform wird dann der jeweilige virtuelle Teilspeicher 42 wie ein eigener physischer Speicher gemanagt und auf den Energieverbrauch der jeweiligen Last 24 optimiert. Insbesondere kann damit durch den Energiemanager 30 ein separates, voneinander unabhängiges Management der virtuellen Teilspeicher 42 realisiert werden.

Der Energiemanager 30 kann alternativ oder zusätzlich zum lokalen Energiemanagement ein zentrales Energiemanagement realisieren, bei dem dann der Speicher 20 sowie der Energieverbrauch des internen Stromkreises 22 als Ganzes gemanagt wird. Dies kann optional eine Erzeugungs- und/oder Lastprognose beinhalten, insbesondere auch für eine Klimatisierung der Liegenschaft mit einer Wärmepumpe oder ähnlichem.

Alternativ oder zusätzlich können einzelne oder alle Wohneinheiten 24 individuelle Energiemanager aufweisen, die insbesondere die Optimierung der Verwendung des der jeweiligen Wohneinheit 24 zugeordneten virtuellen Teilspeichers 42 ermöglichen. Es versteht sich, dass die individuellen Energiemanager dazu mit dem Steuergerät 40 kommunikativ verbunden sein können, insbesondere um interne Sollwerte an das Steuergerät 40 zu übermitteln und ggf. Informationen vom Steuergerät 40 zu empfangen, beispielsweise den Ladezustand des jeweiligen virtuellen Teilspeichers 42. Solche individuellen Energiemanager und deren Kommunikationsverbindungen sind in Fig. 4 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.

In weiteren Ausführungsformen kann die Aufteilung des Energiespeichers 20 in virtuelle Teilspeicher 24 bedarfsweise geändert werden. Beispielsweise kann ein Mieter einer Wohneinheit 24, die an der Mieterstromversorgung der Liegenschaft teilnimmt und der ein virtueller Teilspeicher 42 zugeordnet ist, entscheiden, aus der Mieterstromversorgung auszusteigen und durch einen Energieversorger 18 direkt versorgt zu werden. Dadurch wird der ehemals dieser Wohneinheit 24 zugeordnete Teilspeicher 42 frei und kann insbesondere einem Speicherpool zugeordnet werden, der beispielsweise für die Direktvermarktung genutzt wird. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass für alle anderen Wohneinheiten 24 keine Änderungen am Mieterstrommodell stattfinden, so dass diese insbesondere ihren Anteil am Energiespeicher 20 in Form des jeweiligen virtuellen Teilspeichers 42 beibehalten. Umgekehrt ist es möglich, dass eine bisher durch einen Energieversorger 18 direkt versorgte Wohneinheit, beispielsweise die Last 62 gemäß Fig. 4, entscheidet, am Mieterstrommodell teilzunehmen und entsprechend einen virtuellen Teilspeicher 42 beansprucht. Dazu kann dieser Wohneinheit dann ein geeigneter Teil des Energiespeichers 20 aus einem Speicherpool, der z. B. für die Direktvermarktung verwendet wird, zugewiesen werden. In beiden Fällen ist keine Änderung der Bedingungen für die weiteren Parteien in der Liegenschaft notwendig. In einer Ausführungsform ist der Energiespeicher 20 dabei in einen ersten virtuellen Teilspeicher 42 für den Gemeinschaftsverbrauch der Liegenschaft, einen zweiten virtuellen Teilspeicher 42 für die Direktvermarktung und weitere virtuelle Teilspeicher 42 für die am Mieterstrommodell teilnehmenden Wohneinheiten 24 aufgeteilt, wobei der für die Direktvermarktung vorgesehene virtuelle Teilspeicher 24 als Speicherpool für etwaige weitere oder entfallende Teilnehmer am Mieterstrommodell verwendbar ist.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Energieversorgungsanlage 10 bzw. der interne Stromkreis 22 Ladestationen für Elektrofahrzeuge aufweisen. Diese Ladestationen können fest oder bedarfsweise den einzelnen Wohneinheiten 24 zugeordnet sein, auch ohne physisch mit diesen verbunden zu sein, wobei die Zuordnung zu den Wohneinheiten 24 beispielsweise durch dezidierte Stellplätze und/oder über einen Identifizierungsmechanismus, z. B. eine Ladekarte erfolgen kann. Die Ladestationen können dabei bidirektional betreibbar sein und elektrische Leistung sowohl in Batterien von Elektrofahrzeugen einspeisen als auch zur Nutzung in den jeweiligen Wohneinheiten 24 aus den Batterien der Elektrofahrzeuge entnehmen. Die Abrechnung dieses Leistungsaustausches über solche Ladestationen kann analog zur Abrechnung des Energieverbrauchs der Wohneinheiten 24 erfolgen.

BEZUGSZEICHENLISTE

Energieversorgungsanlage

Energieversorgungsnetz

Netzanschlusspunkt

Energiemessgerät im Netzanschlusspunkt

Energieversorger

Energiespeicher interner Stromkreis

Last

Energiemessgerät

Wechselrichter

Energiemanager

PV-Anlage

Elektro-Fahrzeug

Generator

Leitung

Steuergerät virtueller Teilspeicher virtuelles Energiemessgerät

Recheneinheit

Direktvermarkter

Kraft-Wärmeanlage

Energiemessgerät des Energiespeichers

Energiemessgerät

Energiemessgerät

Last

Energiemessgerät

Energiemessgerät