Verfahren zur Ermittlung eines Ausfallrisikos

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Ausfallrisikos einer von einem Energiesystem innerhalb eines Zeitbereiches bereitzustellenden und/oder zu verbrauchenden Energiemenge in Abhängigkeit von einzelnen Risiken, die da tenbasiert bestimmt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Energiemarktplattform mittels welcher ein solches Aus fallrisiko ermittelbar ist.

Durch einen lokalen Energiemarkt können Energiewandler, Ener gieverbraucher und Prosumer lokal Energie, insbesondere elektrische Energie (Strom), untereinander austauschen und handeln. Hierbei ermöglicht es der lokale Energiemarkt durch seine dezentrale technische Ausgestaltung eine lokal gewonne ne Energie ebenfalls lokal zu verbrauchen. Insbesondere er möglicht es ein solcher lokaler Energiemarkt erneuerbar ge wonnene Energien lokal und unabhängig von einem übergeordne ten Anbieter zwischen den Anlagenbetreibern auszutauschen und zu handeln. Technisch wird ein solcher lokaler Energiemarkt mittels einer lokalen Steuerungsplattform, die ebenfalls als Energiemarktplattform bezeichnet werden kann, verwirklicht. Diese ermöglicht einen vom konventionellen Energiemarkt, bei spielsweise einer Strombörse, unabhängigen lokalen Energie austausch zwischen lokalen Energiewandlern, lokalen Verbrau chern und lokalen Prosumern. Energiewandler können umgangs sprachlich als Energieerzeuger bezeichnet werden, wobei sich hierbei der Begriff der Erzeugung auf die bereitgestellte Energieform, beispielsweise elektrischer Strom bei Stromer zeugern, bezieht.

Ein lokaler Energiemarkt ist beispielsweise aus dem Dokument EP 3518369 Al bekannt.

Für eine Teilnahme von kleineren Prosumern, beispielsweise von privaten Haushalten, an einem lokalen Energiemarkt beste- hen mehrere Herausforderungen. Eine wesentliche Herausforde rung ist, dass Vorhersagen über den zu erwartenden Energie austausch für kleinere Energiesysteme größere Ungenauigkeiten aufweisen. Die Vorhersagen sind jedoch, beispielsweise für einen Day-Ahead Energiehandel, grundsätzlich erforderlich. Typischerweise wird für größere Energiesysteme, beispielswei se für Wohnsiedlungen, ein Standardlast- und/oder Standarder zeugungsprofil näherungsweise verwendet. Für einzelne Haus halte sind diese Standardprofile aufgrund von stochastischen Prozessen, beispielsweise das Einschalten des Staubsaugers, eine deutlich schlechtere Näherung. Mit anderen Worten domi nieren stochastische Prozesse das Bedarfsprofil beziehungs weise Lastprofil eines Haushalts. Dadurch ergeben sich im We sentlichen zwei Schwierigkeiten.

Zum einen können zusätzliche Kosten für die Prosumer entste hen, die eine geringere Energiemenge als vorab angeboten be reitstellen, da die Differenz durch Reserveenergie, bei spielsweise aus einem bezüglich des Energiemarktes übergeord neten Stromnetz, bezogen werden muss.

Zum anderen könnte ein Prosumer aufgrund einer fehlerhaften Lastvorhersage weniger Energie, als er zuvor dem lokalen Energiemarkt übermittelt hat, beziehen. Hierbei entstehen für den Prosumer zusätzliche Kosten, falls er für die vorab über mittelte gesamte Energiemenge ein Entgelt bezahlen müsste.

Technisch wird die energetische Effizienz des lokalen Ener giemarktes durch die zwei genannten Schwierigkeiten verrin gert, da entweder stets Reserveenergie bereitgestellt werden muss und/oder lokal gewonnene Energie nicht genutzt wird.

Eine Möglichkeit zur Vermeidung der oben genannten Probleme ist es Energiereserven vorzusehen, beispielsweise lediglich 75 Prozent einer prognostizierten beziehungsweise vorherge sagten Photovoltaikerzeugung für den lokalen Handel bereitzu stellen. Hierdurch würde jedoch die Effizienz des lokalen Energieaustausches nicht vollständig ausgeschöpft werden. Weiterhin würde dadurch der Ausbau erneuerbarer Energien be hindert.

Aus der Patentschrift EP 0700009 Bl ist ein Verfahren zur Er mittlung des Betriebsrisikos einzelner Kraftfahrzeuge be kannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unsicherheit eines Energieaustausches (Ausfallrisiko) inner halb eines Energiemarktes zu bestimmen, wodurch die energeti sche Effizienz des Energiemarktes verbessert wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie durch eine Energie marktplattform mit den Merkmalen des unabhängigen Patentan spruches 8 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin dung angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung eines Aus fallrisikos einer von einem Energiesystem im Rahmen eines An gebotes innerhalb eines Zeitbereiches bereitzustellenden und/oder zu verbrauchenden Energiemenge werden in Abhängig keit von Risiken, die mittels Daten, insbesondere technischen Daten, aus dem Energiesystem selbst und/der dem Energiesystem aus seiner Umgebung zufließenden Daten, insbesondere techni schen Daten, bestimmt werden, diese Daten durch das Energie system erfasst und/oder verarbeitet und an eine Energiemarkt plattform zur Ermittlung des Ausfallrisikos übermittelt, wo bei

- das Energiesystem wenigstens Messdaten bezüglich vergange ner Energieaustausche sowie Daten bezüglich der Art und/oder Anzahl von technischen Anlagen des Energiesystems an die Energiemarktplattform übermittelt;

- durch die Energiemarktplattform basierend auf den übermit telnden Daten für das Energiesystem eine probabilistische Vorhersage bezüglich der im Zeitbereich zu erwartenden Ener- giebereitstellung und/oder den zu erwartenden Energiever brauch berechnet wird; und

- das Ausfallrisiko für den Zeitbereich basierend auf der probabilistischen Vorhersage ermittelt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren oder ein oder mehrere Funktio nen, Merkmale und/oder Schritte des erfindungsgemäßen Verfah rens können computergestützt sein.

Energie kann durch eine Energiegewinnung, beispielsweise mit tels eines Energiewandlers, und/oder durch einen Energiespei cher bereitgestellt werden. Der Begriff des Energieverbrauchs umfasst jede Art von Verbrauch an bereitgestellter Energie, insbesondere ebenfalls eine Speicherung von Energie (Energie speicherung) .

Durch eine Leistung innerhalb eines Zeitbereiches ergibt sich eine bestimmte Energie beziehungsweise Energiemenge in diesem Zeitbereich, die bereitgestellt und/oder verbraucht bezie hungsweise ausgetauscht wird. In diesem Sinne sind die Be griffe Energie und Leistung in der vorliegenden Erfindung äquivalent und sind somit untereinander austauschbar.

Das Ausfallrisiko kennzeichnet die Wahrscheinlichkeit für ei ne Abweichung von dem vorgesehen beziehungsweise vereinbarten Energieaustauch . Hierbei muss insbesondere kein vollständiger Ausfall des Energieaustausches vorliegen. Somit kann das Aus fallrisiko ebenfalls als Abweichungsrisiko bezeichnet werden. Im Hinblick auf den Betrieb eines lokalen Energiemarktes kann das Ausfallrisiko weiterhin als Betriebsrisiko bezeichnet werden.

Energiesysteme umfassen typischerweise mehrere Komponenten, insbesondere energietechnische Anlagen, beispielsweise Ener giewandlungsanlagen, Verbrauchsanlagen und/oder Speicheranla gen. Multimodale Energiesysteme sind Energiesysteme, die meh rere Energieformen bereitstellen. Insbesondere stellt ein multimodales Energiesystem für einen Energieverbraucher, bei- spielsweise ein Gebäude, eine Industrieanlage oder private Anlagen, eine oder mehrere Energieformen bereit, wobei die Bereitstellung insbesondere durch eine Umwandlung verschiede ner Energieformen, durch einen Transport verschiedener Ener gieformen und/oder durch gespeicherte Energieformen erfolgt. Mit anderen Worten werden die verschiedenen Energieformen, beispielsweise Wärme, Kälte oder elektrische Energie, mittels des multimodalen Energiesystems bezüglich ihrer Erzeu gung/Gewinnung und/oder ihrer Speicherung gekoppelt.

Als energietechnische Anlagen kann das Energiesystem eine o- der mehrere der folgenden Komponenten umfassen: Stromgenera toren, Kraftwärmekopplungsanlagen, insbesondere Blockheiz kraftwerke, Gasboiler, Dieselgeneratoren, Wärmepumpen, Kom pressionskältemaschinen, Absorptionskältemaschinen, Pumpen, Fernwärmenetzwerke, Energietransferleitungen, Windkrafträder oder Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen, Biomasseanlagen, Biogasanlagen, Müllverbrennungsanlagen, industrielle Anlagen, konventionelle Kraftwerke und/oder dergleichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ausfallrisiko eines Energieaustausches, das heißt einer durch das Energiesystem bereitzustellenden und/oder zu verbrauchenden Energiemenge (innerhalb des genannten Zeitraumes) basierend auf Messdaten und basierend auf der Art und/oder Anzahl der technischen An lagen des Energiesystems, insbesondere basierend auf der Art und/oder Anzahl der energietechnischen Anlagen, ermittelt.

Zur Ermittlung des Ausfallrisikos wird eine probabilistische Vorhersage für den zu erwartenden Energieaustausch verwendet. Mit anderen Worten kann durch die probabilistische Vorhersa ge, die auf den genannten technischen Daten basiert, eine Ri sikoabschätzung erfolgen. Beispielsweise erfolgt dies durch ein Wahrscheinlichkeit-Energiemengen-Tupel \_z ₁ = 90 %,P _t n — 1500 W], [z ₂ = 80 %,P^l < 1800 W],-,[<9 = ¹⁰ % _< ^P S ^ 2800 W] . Hier bei kennzeichnet t einen Zeitschritt, n einen Netzknoten, k einen Teilnehmer, S eine Bereitstellung der Energiemenge (englisch: Seil) und z ₃ die Wahrscheinlichkeit für das Quan til s. Alternativ oder ergänzend können die einzelnen Energiesysteme basierend auf ihrem ermittelten Ausfallrisiko klassifiziert werden. Dies ist analog zu klassischen Versicherungsmodellen. Mit anderen Worten ist die vorliegende Erfindung insbesondere im Dienstleistungssektor vorteilhaft, insbesondere im Versi cherungsgewerbe, da basierend auf dem ermittelten technischen Ausfallrisiko ein Versicherungsbetrag für das eine oder für mehrere Energiesysteme individuell oder gemeinschaftlich be rechnet werden kann. Mit anderen Worten stellt die vorliegen de Erfindung den technischen Rahmen für eine solche Versiche rung, bei welcher Unsicherheiten bezüglich des Energieaustau sches, versichert werden, bereit.

Die Risiken werden mittels der übermittelten Daten ermittelt. Diese einzelnen Risiken, beispielsweise für verschiedene Ar ten von Anlagen, werden zur Ermittlung eines bezüglich des Energiesystems ganzheitlichen Ausfallrisikos verwendet.

Durch die Ermittlung des Ausfallrisikos verringern sich zudem die Kosten der Teilnehmer beziehungsweise des oder der Ener giesysteme am Energiemarkt. Weiterhin wird die Ressourcenef fizienz verbessert, da mehr erneuerbare Energie genutzt und das Potential des Energiemarktes mehr ausgeschöpft werden kann. Zudem wird der Energiemarkt insgesamt bezüglich seiner volatilen Energiequellen stabilisiert, sodass bezüglich des Energiemarktes übergeordnete Stromnetze, die Energie bezie hungsweise Leistung zum Ausgleich bereitstellen und/oder auf nehmen müssten, entlastet werden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass Re servekapazitäten verbessert abgeschätzt beziehungsweise ver bessert bestimmt werden können.

Die erfindungsgemäße Energiemarktplattform ist dazu ausge staltet, Angebote von mehreren Energiesystemen für eine je weilige innerhalb eines Zeitbereiches bereitzustellende und/oder zu verbrauchende Energiemenge von den Energiesyste- men zu empfangen und basierend auf den empfangenen Angeboten den Energieaustausch zwischen den Energiesystemen zu steuern, wobei die Energiemarktplattform weiterhin dazu ausgestaltet ist, ein jeweiliges Ausfallrisiko einer von einem der Ener giesysteme im Rahmen des zugehörigen Angebotes bereitzustel lende und/oder zu verbrauchende Energiemenge in Abhängigkeit von Risiken zu ermitteln, wobei die Risiken mittels Daten aus den Energiesystemen selbst und/der den Energiesystemen aus ihrer Umgebung zufließenden Daten bestimmt werden, wobei je des der Energiesysteme die jeweiligen Daten erfasst und/oder verarbeitet und an die Energiemarktplattform zur Ermittlung des Ausfallrisikos übermittelt, wobei

- jedes Energiesystem wenigstens Messdaten bezüglich vergan gener Energieaustausche sowie Daten bezüglich der Art und An zahl ihrer technischen Anlagen an die lokale Energiemarkt plattform übermittelt; wobei

- die lokale Energiemarktplattform dazu ausgestaltet ist, ba sierend auf den übermittelnden Daten für das jeweilige Ener giesystem oder für die Energiesysteme eine probabilistische Vorhersage bezüglich der im Zeitbereich zu erwartenden Ener giebereitstellung und/oder den zu erwartenden Energiever brauch zu berechnen; und

- das Ausfallrisiko für den Zeitbereich basierend auf der probabilistischen Vorhersage zu ermitteln.

Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Verfahren gleichartige und gleichwertige Vorteile und/oder Ausgestaltungen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Zeitbereich von einer Stunde, von höchstens 30 Minuten, insbesondere von höchstens 15 Minuten, verwendet.

Mit anderen Worten wird für jede Stunde, für jede halbe Stun de oder für jede 15 Minuten eines Tages, insbesondere des kommenden Tages, das Ausfallrisiko ermittelt. Das ist deshalb von Vorteil, da Angebote für eine bereitzustellende Energie menge oder eine zu verbrauchende Energiemenge, das heißt An gebote für einen Energieaustausch, an einem Energiemarkt be- vorzugt in 15-Minuten-Abständen gehandelt werden. Mit anderen Worten übermittelt jedes am Energiemarkt teilnehmende Ener giesystem die Energiemenge, welche das jeweilige Energiesys tem innerhalb des Zeitbereiches bereitstellen und/oder ver brauchen möchte, sowie einen zugehörigen minimalen bezie hungsweise maximalen Preis, sowie die gemäß der vorliegenden Erfindung technischen Daten zur Ermittlung des Ausfallrisikos bevorzugt alle 15 Minuten an den Energiemarkt. Die zum Ener giemarkt zugehörige Energiemarktplattform bringt die ver schiedenen Angebote für Bereitstellung und Verbrauch mög lichst optimal mittels eines Optimierungsverfahrens in Über einstimmung und ermittelt gemäß der vorliegenden Erfindung basierend auf den übermittelten technischen Daten das oder die zugehörigen Ausfallrisiken. Dadurch könnten anschließend entsprechende Versicherungskosten für die einzelnen Energie systeme berechnet werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung übermit telt das Energiesystem ergänzend Wetterdaten, beispielsweise Wettervorhersagen, anlagenspezifische Daten, Leistungsbe schränkungen, von Anlagen und/oder Netzen, und/oder vergange ne Angebote an die Energiemarktplattform, und die Energie marktplattform verwendet diese zusätzlich zur Berechnung der probabilistischen Vorhersage.

Als Wetterdaten werden insbesondere Temperatur, Windgeschwin digkeit und Windrichtung, Luftfeuchtigkeit, Sonnenstunden und/oder lokale oder globale horizontale Einstrahlung verwen det. Weiterhin können vergangene Messwerte bezüglich der Wet terdaten, das heißt historische Wetterdaten, verwendet wer den. Die Wetterdaten können vom Energiesystem selbst, und/oder extern für das Energiesystem bereitgestellt werden.

Weiterhin werden bevorzugt Leistungsbeschränkungen der ein zelnen Anlagen und/oder des Energiesystems insgesamt, bei spielsweise des Netzanschlusspunktes des Energiesystems, be rücksichtigt . Zusammenfassend wird durch die genannten übermittelten Daten die Berechnung der probabilistischen Vorhersage verbessert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die probabilistische Vorhersage mittels eines probabilisti schen Vorhersagemodells, insbesondere mittels einer Quantils regression, ermittelt.

Mit anderen Worten erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Quantilsregression eine probabilistische Vorhersage der Ener giebereitstellung, insbesondere der Energiegewinnung, und des Energieverbrauchs des Energiesystems. Hierbei werden wenigs tens die zugehörigen Erwartungswerte und Varianzen, besonders bevorzugt die statistische Verteilung (Wahrscheinlichkeits verteilung) der Energiebereitstellung, insbesondere der Ener giegewinnung, sowie die statistische Verteilung des Energie verbrauchs, mittels des Vorhersagemodells berechnet. Als Er gebnis der Quantilsregression kann ein Wahrscheinlichkeit- Energiemenge-Tupel der Form \z = 90 %,P^ _k — 1500 W], \z ₂ =

80 %,P^ < 1800 W],-,[<9 = 10 % ,P^ < 2800 W] , beispielsweise für die Vorhersage für 12:00 Uhr Mittag, insbesondere für je de Stunde eines Tages, vorliegen. Das genannte Tupel gibt vorliegend die Wahrscheinlichkeit an, dass die Leistung un terhalb eines bestimmten Wertes liegt. So beträgt für das ge nannte Beispiel die Wahrscheinlichkeit, dass die Leistung ei ner Anlage kleiner oder gleich 1800 Watt ist, 80 Prozent. Äquivalent wird dadurch innerhalb des Zeitbereiches eine aus zutauschende Energiemenge bestimmt, sodass das Tupel eben falls die Wahrscheinlichkeit für einen Energieaustausch, der kleiner oder gleich einem festgelegten Schwellenwert ist, kennzeichnet .

Wenigstens basierend auf der berechneten probabilistischen Vorhersage kann eine Bewertung des technischen Risikos (Aus fallrisiko) eines wenigstens teilweisen Ausfalls einer Ener giemenge erfolgen. Diese Risikoabschätzung wird weiterhin zur Ermittlung von Versicherungskosten und zugehörigen Energie- mengen-Tupel herangezogen. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein energiesystemspezifischer Zuverlässigkeitswert für vergangene Angebote berechnet, und es wird der berechnete Zuverlässig keitswert zur Ermittlung des Ausfallrisikos verwendet.

Vorteilhafterweise wird durch den Zuverlässigkeitswert eine bisherige Liefertreue des Energiesystems quantifizierbar und dadurch berücksichtigbar. Mit anderen Worten wird mittels des Zuverlässigkeitswertes, insbesondere einem Vergessensfaktor, die Liefertreue des Energiesystems in der Vergangenheit be rechnet. Diese berechnete bisherige Liefertreue wird vorteil hafterweise ergänzend zur probabilistischen Vorhersage zur Einschätzung des Ausfallrisikos verwendet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden zur Ermittlung des Ausfallrisikos an die lokale Energiemarkt plattform durch weitere Energiesysteme übermittelte Daten be rücksichtigt, wobei hierzu positive und negative Unsicherhei ten bezüglich der zwischen mehreren Energiesystemen auszutau schenden Energiemengen aggregiert werden.

Mit anderen Worten erfolgt die Risikobewertung, das heißt die Ermittlung oder Berechnung des Ausfallrisikos gesamtheitlich für mehrere, insbesondere für alle, am Energiemarkt teilneh menden Energiesysteme. Dadurch können sich Risiken gegensei tig kompensieren und Problemfälle, die ein vergleichbar hohes Ausfallrisiko aufweisen, sind gesamtheitlich weniger deutlich ausgeprägt beziehungsweise spielen eine geringere Rolle. Auf grund der genannten vorteilhaften Mittelung kommt es ganz heitlich betrachtet über den Energiemarkt zu geringen Aufwen dungen und Kosten. Dadurch wird der technische Ausbau erneu erbarer Energien gefördert, da diese typischerweise im Ver gleich zu konventionellen Energien, ein größeres Ausfallrisi ko aufweisen. Vergleichbar zu einer Versicherung werden somit diese höheren Ausfallrisiken auf alle teilnehmenden Energie systeme verteilt. Infolgedessen steigert sich die lokale Res sourceneffizienz, da mehr erneuerbare Energien genutzt und das technische Potential des lokalen Energiemarktes besser ausgeschöpft wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das ermittelte Ausfallrisiko zur Berechnung eines Versicherungs beitrages für das eine oder mehrere Energiesysteme verwendet.

Dadurch wird vorteilhafterweise das einzelne energiesystem spezifische Ausfallrisiko abgesichert, sodass der Ausbau von erneuerbaren Energien verbessert gefördert wird. Hierbei kann der Energiemarkt als Versicherungsunternehmen und die Ener giesysteme als Versicherungsnehmer bezeichnet werden. Die vorliegende Erfindung bildet somit die technische Grundlage für eine solche Beitragsberechnung.

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

Figur 1 eine Darstellung eines lokalen Energiemarktes mit zusätzlicher Unsicherheitsberechnung;

Figur 2 eine Darstellung einer Risikoabschätzung; und

Figur 3 eine probabilistische Vorhersage für eine Photovol taikanlage.

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

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines lokalen Energiemarktes mit zusätzlicher Unsicherheitsberechnung, das heißt eine lokalen Energiemarktplattform 2 mit einer zusätz lichen Unsicherheitsoption. Hierbei sind die Energiemarktplattform 2 sowie mehrere Ener giesysteme 4 dargestellt. Die Energiesysteme 4 tauschen Ange bote für eine Energiebereitstellung, insbesondere für eine Energiegewinnung, und/oder einem Energieverbrauch, insbeson dere einer Energiespeicherung, mit der lokalen Energiemarkt plattform 2 aus.

Jedes der dargestellten Energiesysteme 4 weist wenigstens über einen Zeitbereich eine Vorhersage 40 bezüglich seines Leistungsverlaufes auf, wobei die Leistung negative oder po sitive Werte annehmen kann. Wird eine Leistung bezogen, so ist die Leistung positiv. Wird eine Leistung in das Stromnetz eingespeist, so weist diese negative Werte auf. Es wird somit das Verbraucherzählpfeilsystem verwendet. Die jeweilige Vor hersage 40 kann durch das Energiesystem 4 selbst und/oder ei nem externen Anbieter bereitgestellt werden. Besonders bevor zugt weist das Energiesystem 4 ein Energiemanagementsystem auf, welches dazu ausgebildet ist, die Vorhersage 40 für den Zeitbereich zu berechnen.

Basierend auf der berechneten Vorhersage 40 ermittelt das Energiesystem 4 Angebote bezüglich einer innerhalb des Zeit bereiches bereitzustellenden und/oder zu verbrauchenden Ener giemenge. Die Energiemenge beziehungsweise entsprechend die zugehörige Leistung wird bevorzugt durch weitere Energiesys teme 4 bereitgestellt beziehungsweise verbraucht. Das Angebot umfasst somit die technischen Daten, welche Energiemenge das Energiesystem 4 innerhalb des Zeitbereiches voraussichtlich bereitstellt, das heißt vorliegend einspeist, oder ver braucht. Teil des Angebotes kann ergänzend ein minimaler oder maximaler Preis für das Bereitstellen (Liefern) beziehungs weise für das Verbrauchen (Beziehen) der Energiemenge sein.

Da die Vorhersage 40 eine Unsicherheit aufweist, weicht der tatsächliche Leistungsverlauf 41 von der Vorhersage 40 und somit vom ursprünglichen Angebot, welches an die Energie marktplattform 2 übermittelt wurde, ab. Mit anderen Worten ergibt sich eine Differenz, die in den Diagrammen als schraf- fierte Fläche gekennzeichnet ist. Diese Differenz führt dazu, dass die Energiemarktplattform 2 beziehungsweise der gesamte Energiemarkt mit einer geringeren Effizienz betrieben wird, da ein Vorhalten von mehr positiver und/oder negativer Reser veenergie erforderlich ist. Typischerweise wird die genannte Reserveenergie von einem bezüglich dem lokalen Energiemarkt externen Stromnetz 3 bereitgestellt. Dies führt weiterhin zu zusätzliche Kosten für die teilnehmenden Energiesysteme 4. Weiterhin wird dadurch der Ausbau erneuerbarer Energien, die typischerweise erhöhte Unsicherheiten bezüglich ihrer Ener giegewinnung aufweisen, behindert.

Die vorliegende Erfindung löst die Schwierigkeit dadurch, dass ein Ausfallrisiko für die Energiesysteme 4 durch die Energiemarktplattform 2 berechnet beziehungsweise ermittelt wird. Das ermittelte Ausfallrisiko wird dann bei der Optimie rung des Energieaustausches und/oder bei den einzelnen ener giesystemspezifischen Entgelten für den Energieaustausch be rücksichtigt. Ein weiterer Grundgedanke der vorliegenden Er findung ist hierbei, dass das berechnete Ausfallrisiko dazu verwendet wird, Versicherungskosten zu berechnen. Dadurch kann die Energiemarktplattform 2 zusätzlich als Versiche rungsunternehmen gegenüber den Energiesystemen 4 auftreten. Beispielsweise erhalten dadurch die Energiesysteme 4 zulässi ge Abweichungen beziehungsweise Unsicherheiten für ihre Ange bote von der Energiemarktplattform 2. Insbesondere wird dadurch die durch das externe Stromnetz 3 bereitgestellte Re serveenergie reduziert. Das ist deshalb der Fall, da Abwei chung beziehungsweise Unsicherheiten durch die Energiemarkt plattform 2 ganzheitlich ausgewertet werden, sodass eine vor teilhafte Mittelung erfolgt.

Damit die genannte Versicherung nicht ausgenutzt wird, bei spielsweise durch eine stetige Angabe von 110 Prozent einer voraussichtlichen Photovoltaikerzeugung, könnten vergleichbar zu einer Versicherung die Gebühren für die einzelnen Energie systeme (Prosumer) je nach Häufigkeit von Überschreitungen der Abweichungen steigen. Zusätzlich ist ein Monitoring (kon- tinuierliche Überprüfung) der Überschreitungen hinsichtlich eines Vorsatzes denkbar. So sind beispielsweise je nach Wet terlage größere Abweichungen in der Photovoltaikvorhersage wahrscheinlich (windig, schlechtes Wetter) oder unwahrschein lich (wolkenloser Himmel). Hierbei kann ebenfalls ein Ab gleich der Photovoltaikerzeugung von Prosumern in geographi scher Nähe erfolgen.

Zur Berechnung oder Ermittlung des Ausfallrisikos, das die technische Grundlage für die genannte Versicherung ist, über mitteln die Energiesysteme 4 wenigstens Messdaten bezüglich vergangener Energieaustausche sowie Daten bezüglich der Art und Anzahl von technischen Anlagen des Energiesystems 4 an die Energiemarktplattform 2. Basierend auf diesen technischen Daten berechnet die Energiemarktplattform 2 für jedes der Energiesysteme 4 eine probabilistische Vorhersage bezüglich der im Zeitbereich zu erwartenden Energiebereitstellung und/oder den zu erwartenden Energieverbrauch. Das Ausfallri siko wird für den Zeitbereich basierend auf der probabilisti schen Vorhersage durch die Energiemarktplattform ermittelt. Hierbei bilden die übermittelten Daten sogenannte Risiken aus, die die Energiemarktplattform 2 in dem genannten Sinne berücksichtigt und bewertet. Beispielsweise ist das Ausfall risiko bei einer Stromerzeugung mittels einer Photovoltaikan lage typischerweise höher als mittels eines Blockheizkraft werkes. Die Art und Anzahl der Anlagen, insbesondere der energietechnischen Anlagen des Energiesystems, stellt somit ein Risiko dar, das anhand der Daten, das heißt der Art und Anzahl der Anlagen, bewertet, quantifiziert und/oder ermit telt wird.

Die Figur 2 zeigt eine Darstellung zur Ermittlung des Aus fallrisikos (Risikoabschätzung) für ein Energiesystem, wel ches dazu ausgebildet ist, Energie für weitere Energiesysteme bereitzustellen, insbesondere zu gewinnen, und/oder Energie von weiteren Energiesystemen und/oder aus dem Stromnetz zu verbrauchen. Beispielsweise ist das Energiesystem ein Gebäude mit einer Photovoltaikanalage und einem Energiespeicher. Das Energiesystem ist somit als Prosumer ausgebildet und ist Be ^¬ standteil, das heißt Teilnehmer, eines lokalen Energiemark tes.

In einem ersten Schritt wird eine Vorhersage für den inner halb eines zukünftigen Zeitbereiches zu erwartenden Energie ^¬ austausches mittels eines probabilistischen Vorhersagemo ^¬ dells, insbesondere mittels einer Quantilsregression, berech net. Mit anderen Worten ist die Vorhersage eine probabilisti ^¬ sche Vorhersage. Die Berechnung der probabilistischen Vorher sage ist mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Der Zeitbe ^¬ reich kann 15 Minuten sein, sodass die Vorhersage die kommen den 15 Minuten betrifft. Alternativ oder ergänzend kann die Vorhersage einen Tag, insbesondere den kommenden Tag, betref ^¬ fen (englisch: Day-Ahead). Die Vorhersage umfasst wenigstens den zu erwartenden Energieverbrauch und/oder die zu erwarten de Energiebereitstellung, insbesondere die zu erwartende Energiegewinnung. Ergänzend umfasst die Vorhersage die Vari ^¬ anz des zu erwartenden Energieverbrauches und/oder die Vari ^¬ anz der zu erwartenden Energiebereitstellung und/oder die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Energieaustausches und/oder die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Energiebereitstellung innerhalb des Zeitbereiches. Eine exemplarische Vorhersage für die zu erwartende Leistung über einen Tag ist durch das Diagramm in der Box 10 verdeutlicht. Dieses wird unter Figur 3 näher erläutert.

Für die Vorhersage und somit für die Ermittlung des Ausfall ^¬ risikos sind Eingangsparameter erforderlich. Vorliegend sind dies vergangene Messwerte 101, beispielsweise vergangene Lastprofile, die Art und Anzahl der energietechnischen Anla ^¬ gen 102, Wetterdaten 103, anlagenspezifische Daten 104 und vergangene Angebote 105. Die genannten Daten 101,...,105 werden vom Energiesystem an die Energiemarktplattform übermittelt und bei der Berechnung der Vorhersage 10 verwendet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird weiterhin eine bis ^¬ herige Liefertreue des Energiesystems zur Ermittlung des Aus- fallrisikos herangezogen. Die Berechnung der Liefertreue er folgt mittels eines Zuverlässigkeitswertes des Energiesys tems, insbesondere mittels eines Vergessensfaktors. Die Be rechnung des Zuverlässigkeitswertes beziehungsweise der Lie fertreue ist mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet. Zur Be rechnung 12 werden vergangene Messwerte beziehungsweise ver gangene Messdaten 106 sowie vergangene Angebote 107 verwen det. Dadurch wird der Zuverlässigkeitswert des Energiesystems berechnet, der die bisherige Liefertreue des Energiesystems kennzeichnet. Es erfolgt somit eine Wertung des Energiesys tems bezüglich vergangener beziehungsweise bisheriger Ener gieaustausche (englisch: Scoring).

Die berechnete probabilistische Vorhersage sowie die berech nete bisherige Liefertreue werden zur Ermittlung des Ausfall risikos verwendet. Mit anderen Worten erfolgt die Ermittlung des Ausfallrisikos, die mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeich net ist, mittels der berechneten probabilistischen Vorhersage und der berechneten bisherigen Liefertreue beziehungsweise dem berechneten bisherigen Zuverlässigkeitswert. Ergänzend werden Angebote für den kommenden Tag 108 sowie externe Ver gütungen, beispielsweise für aus einem Stromnetz zu beziehen de Energie und/oder in einem Stromnetz einzuspeisende Ener gie, zur Ermittlung des Ausfallrisikos 14 herangezogen.

Basierend auf der Ermittlung des technischen Ausfallrisikos 14, wobei das Ausfallrisiko die Wahrscheinlichkeit eines Aus falls der innerhalb des Energiemarktes angebotenen Energie menge technisch kennzeichnet, können Versicherungskosten mit tels der Energiemarktplattform für bestimmte Energiemengen ermittelt werden. Diese Ermittlung ist mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet. Die vorliegende Ermittlung des Ausfallri sikos 14 stellt somit die technische Grundlage für die Er mittlung der Versicherungskosten 16 bereit.

Die Figur 3 zeigt eine exemplarische probabilistische Vorher sage für eine Photovoltaikanlage. An der Abszisse 200 sind die Stunden eines Tages aufgetragen. An der Ordinate 201 ist die bereitgestellte Leistung in Watt aufgetragen .

Für jede Stunde des Tages wird eine probabilistische Vorher sage berechnet. Hierbei sind Quantile der Wahrscheinlich keitsverteilung von 10 Prozent bis 90 Prozent in 10 Prozent schritten durch eine verschiedene Schraffierung zur jeweili gen Stunde dargestellt. Der Zeitbereich kann kleiner als eine Stunde sein, insbesondere 15 Minuten.

Der tatsächliche Verlauf der durch die Photovoltaikanlage er zeugten Leistung über den Tag ist mit dem Bezugszeichen 202 gekennzeichnet. Hierbei ist erkennbar, dass gerade in den Be reichen von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang deutliche Ab weichungen zum erwartenden Verlauf beziehungsweise bezüglich der Wahrscheinlichkeitsverteilung auftreten.

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 Energiemarktplattform

3 externes Stromnetz

4 Energiesystem

10 Berechnung der probabilistischen Vorhersage

12 Berechnung des Zuverlässigkeitswertes

14 Ermittlung des Ausfallrisikos

16 Berechnung des Versicherungsbeitrages

40 Vorhersage

41 Tatsächlicher Leistungsverlauf

42 Differenz

101 vergangene Messdaten

102 Art und Anzahl von technischen Anlagen

103 Wetterdaten

104 anlagenspezifische Daten

105 vergangen Angebote

106 vergangene Messdaten

107 vergangene Angebote

108 Angebote

109 externe Kosten

200 Abszisse

201 Ordinate

202 Messkurve