Verfahren zum Betreiben eines Netzmanagementsystems für ein lokales Energienetz in Abhängigkeit einer Speicherstrategie eines Energiespeichers, sowie Netzmanagementsystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzmanagementsystems für ein lokales Energienetz, bei wel chem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Netz managementsystems zumindest eine Betriebsstrategie für einen Energiespeicher einer elektrischen Einrichtung des lokalen Energienetzes in Abhängigkeit von einem Entscheidungskriteri um bestimmt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computer programm, einen elektronisch lesbaren Datenträger sowie ein Netzmanagementsystem.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren für einen lokalen Energiemarkt bekannt, bei welchem verschiedene Akteu re an ihren Netzanschlusspunkten mit anderen Akteuren an an deren Netzanschlusspunkten verbessert in einen Stromaustausch miteinander treten können. Hierbei können die unterschiedli chen Akteure über diverse unterschiedliche technische Aggre gate, wie beispielsweise Wärmepumpen oder Blockheizkraftwerke verfügen. Für diese werden insbesondere Strom aus einem über geordneten Netz benutzt beziehungsweise können diese Über schussstrom einspeisen und beispielsweise verkaufen.

Hierzu sind beispielsweise auch so genannte Handelsagenten für den einzelnen Akteur bekannt. Verfügt ein Akteur über ein umfangreiches, beispielsweise komplexes Energiesystem mit sehr vielen technischen Aggregaten und Speichern, so kann er seinen Energiebezug und seine Einspeisung mittels eines Ener giemanagementsystems verbessern und so ein verbessertes Ange bote für den lokalen Energiemarkt ermitteln. Einfachere Teil nehmer, wie zum Beispiel Haushaltskunden, verfügen in der Re gel jedoch nicht über ein eigenes Energiemanagementsystem. Entsprechende Verfahren für ein lokales Energienetz mit einem thermischen Energiespeicher sind aus dem Stand der Technik nicht bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren, ein Computerprogramm, einen elektronisch lesbaren Datenträger so wie ein Netzmanagementsystem zu schaffen, mittels welchem ein lokales Energienetz mit einem Energiespeicher verbessert be trieben werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Computerprogramm, einen elektronisch lesbaren Datenträger sowie ein Netzmanage mentsystem gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Netzmanagementsystems für ein lokales Energienetz, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung des Netzmanagementsystems zumindest eine Betriebsstrategie für einen Energiespeicher einer elektrischen Einrichtung des lo kalen Energienetzes in Abhängigkeit von einem Entscheidungs kriterium bestimmt wird.

Es ist vorgesehen, dass als Betriebsstrategie eine flexible Speicherstrategie zur Speicherung von Energie im Energiespei cher mittels der elektronischen Recheneinrichtung ausgewählt wird, wobei die Speicherstrategie in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Flexibilitätskriterium der elektrischen Einrich tung als Entscheidungskriterium bestimmt wird.

Dadurch ist es ermöglicht, dass auch für elektrische Einrich tungen beziehungsweise für das lokale Energienetz mit dem Energiespeicher, welcher beispielsweise als Wärmepumpe mit Warmwasserspeicher, als Kompressionskältemaschine mit Kalt wasser oder Eisspeicher, sowie als Blockheizkraftwerk ausge bildet sein kann und einen entsprechenden Warmwasserspeicher als Energiespeicher aufweist, eine entsprechende Betriebs strategie bestimmt werden kann. Mit anderen Worten wird für das lokale Energienetz mit dem Energiespeicher ein Verfahren zur Bestimmung von Angeboten für den lokalen Energiemarkt be stimmt.

Somit wird ein verbesserter Betrieb des lokalen Energienetzes mit dem Energiespeicher mittels des Netzmanagementsystems re alisiert.

Insbesondere wird somit die Betriebsstrategie in Abhängigkeit eines Lastprofils im lokalen Energienetz sowie einem Zustand des Netzmanagementsystems durchgeführt. Es wird somit eine Art Marktplatzforum zur Nutzung der Energie innerhalb des lo kalen Energienetzes genutzt.

Als Energiespeicher kann insbesondere ein thermischer Ener giespeicher bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise auch ein Wasserspeicher bereitgestellt werden. Insbesondere ist bei dem Energiespeicher eine andere Energieform als elektrische Energie, also einen andere Ener giemodi als elektrische Energie aufweist. gespeichert. Bei spielsweise wird im thermischen Energiespeicher thermische Energie gespeichert. Dies kann zum Beispiel auch analog ein Wasserspeicher sein, der mit einer Umkehrosmoseanlage betrie ben wird.

Energiemanagementsystem bezeichnet werden und das lokale Energienetz kann auch als Standortenergiesystem bezeichnet werden. Ein lokales Energiesystem kann dann wiederum aus ei ner Vielzahl von Standortenergiesystemen ausgebildet sein.

Es gibt also insbesondere drei Ebenen. Standortenergiesystem - dies wird von einem Energiemanagementsystem betrieben be ziehungsweise der Betrieb optimiert. Dies ist z.B. ein Gebäu de, ein Campus oder ein Flughafen. Lokales Energiesystem - umfassend eine Vielzahl von Standortenergiesystemen, die bei spielsweise über ein Stromnetz und/oder Fernwärmenetz, ver bunden sind - die einzelnen Teilnehmer/Standortenergiesysteme werden mittels einer lokalen Energiemarktplattform optimal koordiniert. Dies ist beispielsweise ein Stadtviertel, eine Region oder ein Verteilnetz.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Betriebsstrategie aus einer Vielzahl von Betriebsstrategien für den Energiespeicher ausgewählt. Insbesondere kann somit mittels der elektroni schen Recheneinrichtung beispielsweise aus zwei Betriebsstra tegien, insbesondere aus drei Betriebsstrategien, insbesonde re aus vier Betriebsstrategien, insbesondere aus fünf Be triebsstrategien, insbesondere aus sechs Betriebsstrategien, ausgewählt werden. Dadurch kann hochflexibel der Energiespei cher innerhalb des lokalen Energienetzes betrieben werden.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn beim vorgegebenen Flexibili- tätskriterium ein zeitliches Verschieben für einen Verbrauch der Energie oder für eine Nutzung der Energie innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls bestimmt wird. Mit anderen Worten wird ein zeitliches Verschieben des Verbrauchs der Energie, beispielsweise bei einem Blockheizkraftwerk, oder für die Nutzung der Energie beispielsweise bei einer Wärmepumpe durchgeführt. Dadurch kann ein hohes Flexibilitätspotential des Energiespeichers genutzt werden.

Insbesondere kann mittels der Betriebsstrategie der Strom in nerhalb des lokalen Energienetzes für den folgenden Tag be stimmt werden. Insbesondere handelt es sich dabei um einen so genannten „Day ahead" Markt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als elekt rische Einrichtung eine Wärmepumpe oder eine Kompressionskäl temaschine bereitgestellt und in Abhängigkeit von der Spei cherstrategie wird eine elektrische Energie zum Erzeugen von Energie für den Energiespeicher von der Wärmepumpe oder der Kompressionskältemaschine durch elektrische Energieaufnahme aus dem lokalen Energienetz erzeugt. Insbesondere die Wärme pumpe beziehungsweise die Kompressionskältemaschine nutzt Strom zur Erzeugung von Wärme beziehungsweise Kälte. Ein Energiespeicher beispielsweise im thermischen Kreislauf fle xibilisiert den möglichen Betrieb der Wärmepumpe beziehungs weise der Kompressionskältemaschine zur Deckung einer Wärme last.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei einer ersten Betriebs strategie die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass der Energiespeicher einen Energiewert aufweist, welcher un terhalb eines Überladungsschwellwerts für den Energiespeicher und oberhalb eines Unterladungsschwellwerts für den Energie speicher ist. Beispielsweise kann diese erste Betriebsstrate gie als „Konservative-Betriebsstrategie" bezeichnet werden. Bei der konservativen Betriebsstrategie wird die geringstmög liche Flexibilität angeboten. Hierbei wird die Wärmelast je des Zeitintervalls fix umgerechnet durch den Leistungskoeffi zienten (COP - coefficient of performance) der Wärmepumpe, wobei dies insbesondere durch die Formel Stromlast = Wärme last / COP beschrieben ist, an den lokalen Strommarkt überge ben. Hierdurch kann realisiert werden, dass die Wärmelast zu jedem Zeitintervall gedeckt werden kann und der Energiespei cher sich in keinem unter- beziehungsweise überladenen Zu stand befindet.

Weiterhin als erste Betriebsstrategie kann eine so genannte „Konservativ-Plus-Betriebsstrategie" angesehen werden. Hierzu kann zusätzlich zu der fixen Wärmelast der Energiespeicher (TES) über den gesamten folgenden Tag noch weitere Flexibili tät anbieten. Hat der Energiespeicher zu Beginn des folgenden Tages beispielsweise einen Anfangsladezustand von 40% und ei ne Gesamtkapazität von 100 kWh, so können über den gesamten Tag zusätzlich noch 40% x 100 kWh = 40 kWh weniger bezogen werden (40 kWh / COP Strom), da sie aus dem Energiespeicher gedeckt werden können. Alternativ können aber auch 60 kWh (60 kWh / COP Strom) mehr Wärme bezogen werden. Das heißt bei spielsweise es kann ein weiteres Blockangebot für einen Stromeinkauf von 0:00 - 24:00 Uhr über 60 kWh / COP der Wär mepumpe mit gegebenenfalls niedrigerem Bezugspreis gestellt werden. Lohnt sich nun ein Strombezug zu einem bestimmten Zeitpunkt des Tages durch zum Beispiel hohe erneuerbare Ein speisung und damit geringere Preise, kann der Energiespeicher so mittels der Wärmepumpe geladen werden. Die 40 kWh, die we niger bezogen werden können, könnten auch in der fixen Wärme lastkurve berücksichtigt werden. So kann entweder für jedes Zeitintervall die Wärmelast, die gedeckt werden muss, gerin ger angegeben werden oder für bestimmte Zeitintervalle, in denen hohe Preise für den Strombezug vermutet werden, der Stromeinkauf reduziert werden. Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass dann auch ein weiteres Blockangebot für einen Strombezug von 40 kWh / COP für den gesamten Tag, also insbe sondere von 0:00 - 24:00 Uhr, eingestellt werden kann.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei einer zweiten Betriebs strategie die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls eine vorgegebene Energie gespeichert wird. Diese zweite Betriebsstrategie kann beispielsweise als „Riskant-Betriebsstrategie" bezeichnet werden. Unter der Annahme, dass die durch den Energiespeicher zur Verfügung gestellte Flexibilität ausreichend, insbesonde re ausreichend für jedes erdenkliche Szenario, ist, kann auch einfach nur die gesamte erforderliche Wärmemenge als Blockan gebot am lokalen Energiemarkt als Bezugsangebot eingestellt werden. Das heißt, werden beispielsweise an einem Tag insge samt 100 kWh Wärme benötigt, können diese 100 kWh geteilt durch einen mittleren COP der Wärmepumpe als Strombezug von 0:00 - 24:00 Uhr als Blockangebot abgegeben werden. Das Blo ckangebot kann insbesondere bedeuten, dass die lokale Strom marktplattform bei der Koordination der einzelnen Teilnehmer nun innerhalb der Randbedingungen, beispielsweise maximale Bezugsleistung, den Bezug der Wärmepumpe zeitlich innerhalb des Blocks verschieben darf. Hierbei kann die maximale Be zugsleistung beschränkt werden, beispielsweise durch eine ma ximale Leistung der Wärmepumpe. Durch dieses Angebot kann es bei zu klein dimensionierten Energiespeichern zu einer tempo rären Überladung beziehungsweise Unterladung des Speichers kommen. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass bei einer dritten Betriebsstrategie die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, welches ei ne Vielzahl von Zeitblöcken aufweist, und innerhalb eines je weiligen Zeitblocks eine vorgegebene Energie gespeichert wird.

Zusätzlich kann zu der Riskanten Betriebsstrategie auch eine „Riskant-Plus-Betriebsstrategie" gewählt werden. Die riskante Betriebsstrategie kann noch erweitert werden, in dem auch der Anfangszustand des Energiespeichers als Angebot mit einbezo gen wird. Die Riskante-Plus-Betriebsstrategie ist dann ähn lich der Konservativ-Plus-Betriebsstrategie anzusehen.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einer dritten Betriebsstrategie die Speicherstrategie derart be stimmt wird, dass innerhalber eines vorgegebenen Zeitinter valls, welches eine Vielzahl von Zeitblöcken aufweist, und innerhalb eines jeweiligen Zeitblocks eine vorgegebenen Ener gie gespeichert wird. Diese Strategie kann beispielsweise als „Block-Betriebsstrategie" bezeichnet werden. Beispielsweise kann ein Nutzer des Netzmanagementsystems auswählen, ob er Blockangebote eher für einen Tag abgeben möchte. So kann statt in der riskanten Strategie für den gesamten Tag von 0:00 - 24:00 Uhr für zum Beispiel n = 2 Blöcke jeweils ein Angebot von 0:00 - 12:00 Uhr und ein Angebot von 12:00 - 24:00 Uhr abgegeben werden. Wenn die Anzahl der Blockangebote gleich 1 ist, dann entspricht dieses Verfahren insbesondere der riskanten Betriebsstrategie. Wenn die Anzahl der Blöcke gleich der Anzahl der Zeitintervalle für den nächsten Tag ist, dann entspricht das Verfahren insbesondere der konserva tiven Betriebsstrategie. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass eine Über- beziehungsweise Unterladung des Ener giespeichers reduziert beziehungsweise vermieden wird. Aus der Speicherkapazität des Energiespeichers könnte auch eine optimale Anzahl an Blöcken abgeschätzt werden. Ist die Spei cherkapazität des Energiespeichers zum Beispiel fünfmal grö ßer als die maximale Leistung der Wärmepumpe, so muss nicht für jedes Zeitintervall ein einzelner Block und ein einzelnes Angebot erstellt werden.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei einer vierten Betriebs strategie die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass eine Anzahl der Zeitblöcke mittels der elektronischen Rechen einrichtung auf Basis eines Optimierungsverfahrens bestimmt wird, und innerhalb eines jeweiligen Zeitblocks eine vorgege bene Energie gespeichert wird. Dadurch kann es sich bei spielsweise um eine „Optimierte-Blockauswahl-Betriebsstrate- gie" handeln. Insbesondere vermittelt dieses Verfahren bezie hungsweise diese Betriebsstrategie den besten Trade-Off zwi schen Risiko und Performance, also Kosteneinsparungen des lo kalen Netzmanagementsystems. Hierbei wird für die Blockaus wahl ein Optimierungsproblem aufgestellt. Der Akteur kann ge mäß seines individuellen Risikoempfindens immer noch die An zahl der Blöcke bestimmen. Diese haben nun allerdings flexib le Grenzen, die optimiert werden, das heißt die Start- und Endzeiten der Blöcke sind variabel. Für jeden Block wird nun bestimmt, was das schlechtest-mögliche Ergebnis wäre, also in wieweit Speicherrandbedingungen überschritten werden. Die Summe aus diesen Überschreitungen der Speicherrandbedingungen jedes Blockes wird nun in einem Optimierungsproblem mini miert. Hierdurch wird die vorher festgelegte Anzahl an Blö cken so über den folgenden Tag verteilt, dass das geringste Risiko zur Nichterfüllung vorliegt, aber auch die größtmögli che Flexibilität und damit auch der größtmögliche Ertrag er reicht werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als elektrische Einrichtung ein Blockheizkraftwerk bereitgestellt und in Abhängigkeit von der Speicherstrategie wird Energie des Energiespeichers zur Erzeugung von elektrischer Energie für das lokale Energienetz erzeugt. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass das Blockheizkraftwerk unter Verwendung ei nes Brennstoffs Strom und Wärme erzeugt. Der Energiespeicher kann in den Betrieb des Blockheizkraftwerks eingebaut werden und somit den Betrieb flexibilisieren. Statt eines Strombe- zugs wie bei beispielsweise der Wärmepumpe steht jetzt die Strombereitstellung des Blockheizkraftwerks im Vordergrund. Auch hier lassen sich analog wie zur Wärmepumpe ähnliche Strategien definieren.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird bei einer ersten Betriebsstrategie die Speicherstrategie derart bestimmt, dass das Blockheizkraftwerk wärmegeführt betrieben wird. Insbeson dere kann es sich dabei um eine so genannte „Konservative Be triebsstrategie" handeln. Verfügt das Blockheizkraftwerk bei spielsweise über keinen Backup-Gaskessel oder der Energie speicher ist nicht ausreichend dimensioniert, so kann das Blockheizkraftwerk auch wieder wärmegeführt betrieben werden und insbesondere die Überschüsse der Stromerzeugung am loka len Energiemarkt fix anbieten. Ergänzend kann in einer „Kon- servativ-Plus-Betriebsstrategie" vorgesehen sein, dass auch die die Anfangsenergiemenge im Energiespeicher als Gesamtfle xibilität für den nächsten Tag zur Verfügung gestellt werden kann.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn bei einer zweiten Betriebs strategie die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls eine vorgegebene Energie bereitgestellt wird. Insbesondere kann es sich hier bei um eine so genannte „Riskante Betriebsstrategie" handeln. Verfügt das Blockheizkraftwerk über einen Backup-Gaskessel, einen ausreichend dimensionierten Energiespeicher, und/oder hat auch die Möglichkeit Überschusswärme rückzukühlen, so kann die gesamte Wärmemenge des folgenden Tages in eine Stromerzeugungsmenge umgerechnet werden, insbesondere durch die Formel Stromerzeugung = Wärmeerzeugung / thermischer Wir kungsgrad x Elektrischer Wirkungsgrad, und als Gesamtblock von beispielsweise 0:00 - 24:00 Uhr am lokalen Energiemarkt angeboten werden. Zusätzlich kann eine „Riskant-Plus- Betriebsstrategie" gewählt werden, wobei hierbei zusätzlich die Berücksichtigung des Anfangsladezustands des Energiespei chers mit berücksichtigt werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird bei einer dritten Betriebsstrategie die Speicherstrategie derart bestimmt, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, welches eine Vielzahl von Zeitblöcken aufweist, und innerhalb eines jeweiligen Zeitblocks eine vorgegebene Energie bereit gestellt wird. Mit anderen Worten kann eine äquidistante und verbesserte Auswahl von Zeitblöcken durchgeführt werden. Ana log zur Betriebsstrategie für die Wärmepumpe können entweder Blockangebote äquidistant verteilt werden, wie bei der „Block-Betriebsstrategie" oder mittels des Optimierungsver fahrens deren Start- und Endzeitpunkte zur Minimierung des Risikos bestimmt werden, wie dies in der Optimierte-Block- auswahl-Betriebsstrategie bereits beschrieben wurde.

Die vorgestellten Betriebsstrategien lassen sich insbesondere auch auf weitere Komponenten eines multimodalen Energiesys tems übertragen. Hierbei sind es insbesondere folgende Anord nungen: Strombezugseinheit + Speicher + Last. Alternativ Co- Erzeugung von Strom und einer weiteren Energieform, Speicher + Last in der weiteren Energieform.

Insgesamt ist es durch die unterschiedlichen vorgestellten Betriebsstrategien der elektrischen Einrichtung ermöglicht, dass die Möglichkeit für Angebote bei Wärmepumpen und von Blockheizkraftwerken mit Energiespeichern im lokalen Energie markt eingestellt werden können. Es erfolgt eine Ausnutzung des hohen Flexibilitätspotentials im thermischen „Sektor". Hierbei kann eine Kosteneinsparung für den einzelnen Teilneh mer realisiert werden. Des Weiteren kann eine verbesserte Ressourcennutzung erneuerbarer Energien realisiert werden, wodurch beispielsweise die Einspeicherung in einen Energie speicher eines anderen Teilnehmers realisiert werden kann. Ferner kann eine Minimierung des Risikos für den einzelnen Teilnehmer am lokalen Energiemarkt realisiert werden. Weiter hin kann eine individuelle Wahl des Trade-off Risikos gegen über der Leistung eingestellt werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerpro gramm, welches direkt in einen Speicher einer elektronischen Recheneinrichtung einer Magnetresonanzanlage ladbar ist, mit Programmmitteln, um die Schritte des Verfahrens nach dem vor hergehenden Aspekt auszuführen, wenn das Programm in der elektronischen Recheneinrichtung der Magnetresonanzanlage ausgeführt wird.

Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektronisch lesbaren Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche zumindest ein Computerprogramm nach dem vorhergehenden Aspekt umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Da tenträgers in einer elektronischen Recheneinrichtung einer Magnetresonanzanlage ein Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt durchführen.

Ein nochmals weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Netz managementsystem für ein lokales Energienetz mit zumindest einer elektronischen Recheneinrichtung, wobei das Netzmanage mentsystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorher gehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Ver fahren mittels des Netzmanagementsystems durchgeführt.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Computerprogramms, des elektronisch lesbaren Datenträgers sowie des Netzmanagement systems anzusehen. Das Netzmanagementsystem verfügt dabei über gegenständliche Merkmale, welche eine Durchführung des Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform davon ermöglichen .

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprü chen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinati onen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genann ten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebe- nen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen ver wendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbei spielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun gen näher erläutert.

Es zeigt dabei die einzige FIG ein schematisches Blockschalt bild eines lokalen Energienetzes mit einer Ausführungsform eines Netzmanagementsystems.

In der FIG sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die FIG zeigt in einer schematischen Ansicht ein Blockschalt bild eines lokalen Energienetzes 10 mit einer Ausführungsform eines Netzmanagementsystems 12. Das Netzmanagementsystem 12 weist zumindest eine elektronische Recheneinrichtung 14 auf.

Das lokale Energienetz 10 weist eine elektrische Einrichtung 16 auf, wobei die elektrische Einrichtung 16 einen Energie speicher 18 aufweist. Insbesondere kann das lokale Energie netz 10 eine erneuerbare Energiequelle 20 sowie einen überge ordneten Netzanschluss 22 aufweisen. Der übergeordnete Netz anschluss 22 kann beispielsweise an ein öffentliches Netz an geschlossen sein, wodurch elektrische Energie für das lokale Energienetz 10 bezogen werden kann.

Beim Verfahren zum Betreiben des Netzmanagementsystems 12 für das lokale Energienetz 10 wird mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 14 des Netzmanagementsystems 12 zumindest eine Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 für einen Ener giespeicher 18 der elektrischen Einrichtung 16 des lokalen Energienetzes 10 in Abhängigkeit von einem Entscheidungskri terium bestimmt.

Es ist vorgesehen, dass als Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 eine flexible Speicherstrategie zur Speicherung von Energie im Energiespeicher 18 mittels der elektronischen Re cheneinrichtung 14 ausgewählt wird, wobei die Speicherstrate gie in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Flexibilitätskri terium der elektrischen Einrichtung 16 als Entscheidungskri terium bestimmt wird.

Im folgenden Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 18 insbesondere als thermischer Energiespeicher 18 ausgebildet und ist insbesondere zum Speichern von thermischer Energie ausgebildet .

Die elektrische Einrichtung 16 kann beispielsweise eine Wär mepumpe beziehungsweise eine Kompressionskältemaschine sein. Alternativ kann die elektrische Einrichtung 16 auch als Blockheizkraftwerk ausgebildet sein.

Insbesondere zeigt die FIG, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung 14 eine Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 aus einer Vielzahl von Betriebsstrategien 24, 26, 28, 30, 32, 34 für den Energiespeicher 18 ausgewählt wird.

Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass beim vorgege benen Flexibilitätskriterium ein zeitliches Verschieben für einen Verbrauch der Energie oder für eine Nutzung der Energie innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls bestimmt wird.

Nachfolgend wird insbesondere eine entsprechende Betriebs strategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 beschrieben, welche insbe sondere für eine als Wärmepumpe oder eine Kompressionskälte maschine ausgebildete elektrische Einrichtung 18 durchgeführt werden kann.

Insbesondere wird bei der Wärmepumpe oder der Kompressions kältemaschine in Abhängigkeit von der Speicherstrategie elektrische Energie zum Erzeugen von Energie für den Energie speicher 18 von der Wärmepumpe oder der Kompressionskältema schine durch elektrische Energieaufnahme aus dem lokalen Energienetz 10 erzeugt. Mit anderen Worten nutzt die Wärme- pumpe Strom zur Erzeugung von Wärme. Der Energiespeicher 18 im thermischen Kreislauf flexibilisiert den möglichen Betrieb der Wärmepumpe zur Deckung der Wärmelast. Insbesondere ist die Betriebsstrategie für eine so genannte Day-ahead- Strategie ausgelegt, was insbesondere die Stromnutzung für den folgenden Tag beschreibt.

Bei einer ersten Betriebsstrategie kann die Speicherstrategie derart bestimmt werden, dass der Energiespeicher 18 einen Energiewert aufweist, welcher unterhalb eines Überladungs schwellwerts für den Energiespeicher 18 und oberhalb eines Unterladungsschwellwerts für den Energiespeicher 18 ist. Ins besondere kann diese Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 auch als „konservative Betriebsstrategie" 24 bezeichnet wer den. Bei der konservativen Betriebsstrategie 24 wird die ge ringstmögliche Flexibilität angeboten. Hierbei wird die Wär melast jedes Zeitintervalls fix umgerechnet durch den so ge nannten COP (coefficient of performance) der Wärmepumpe an den lokalen Strommarkt beziehungsweise das lokale Energienetz 10, übergeben. Hierdurch kann realisiert werden, dass die Wärmelast zu jedem Zeitintervall gedeckt werden kann und der Energiespeicher 18 sich in keinem unter- beziehungsweise überladenen Zustand befindet.

Ergänzend kann als „Konservativ-Plus-Betriebsstrategie" 26 angesehen werden, dass zusätzlich zu der fixen Wärmelast der Energiespeicher 18 über den gesamten folgenden Tag noch die Flexibilität anbietet. Hat der Energiespeicher 18 beispiels weise zu Beginn des folgenden Tages einen Anfangsladezustand von 40% und eine Gesamtkapazität von 100 kWh, so können über den gesamten Tag zusätzlich noch 40% x 100 kWh = 40 kWh weni ger bezogen werden, da sie aus dem Energiespeicher 18 gedeckt werden können. Alternativ können aber auch 60 kWh mehr Wärme bezogen werden. Das heißt es kann ein weiteres Blockangebot für einen Stromeinkauf von 0:00 - 24:00 Uhr über beispiels weise 60 kWh mit gegebenenfalls niedrigerem Bezugspreis ge stellt werden. Lohnt sich nun ein Strombezug zu einem be stimmten Zeitpunkt des Tages durch zum Beispiel hohe erneuer- bare Einspeisung und damit geringere Preise, so kann der Energiespeicher 18 so mittels der Wärmepumpe geladen werden. Die 40 kWh, die weniger bezogen werden können, könnten auch in der fixen Wärmelastkurve berücksichtigt werden. So kann entweder für jedes Zeitintervall die Wärmelast, die gedeckt werden muss, geringer angegeben werden oder für bestimmte Zeitintervalle, in denen hohe Preise für den Strombezug ver mutet werden, der Stromeinkauf reduziert werden. Zusätzlich kann dann auch ein weiteres Blockangebot für einen Strombezug von 40 kWh für den gesamten Tag eingestellt werden.

Ferner kann bei einer zweiten Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 die Speicherstrategie derart bestimmt werden, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls eine vorgegebene Energie gespeichert wird. Insbesondere kann somit eine „Ris kante Betriebsstrategie" 28 vorgestellt werden. Unter der An nahme, dass die vom Energiespeicher 18 zur Verfügung gestell te Flexibilität ausreichend, insbesondere für jedes erdenkli che Szenario, ist, kann auch einfach nur die gesamte erfor derliche Wärmemenge als Blockangebot am lokalen Energiemarkt, also für das lokale Energienetz 10, als Bezugsangebot einge stellt werden. Das heißt, werden an einem Tag insgesamt 100 kWh Wärme benötigt, können diese 100 kWh geteilt durch einen mittleren COP der Wärmepumpe als Strombezug von 0:00 - 24:00 Uhr als Blockangebot abgegeben werden. Hierbei kann die maxi male Bezugsleistung beschränkt werden, beispielsweise eine maximale Leistung der Wärmepumpe. Durch dieses Angebot kann es beispielsweise bei zu klein dimensionierten Energiespei chern 18 zu einer Überladung beziehungsweise Unterladung des Energiespeichers 18 Speichers kommen.

Bei einer „Riskant-Plus-Betriebsstrategie" 30 kann beispiels weise die riskante Betriebsstrategie 28 noch erweitert wer den, in dem auch der Anfangszustand des Energiespeichers 18 als Angebot mit einbezogen wird. Insbesondere hat dies den gleichen Hintergrund, wie bei der Konservativ-Plus-Betriebs- strategie 26. Ferner kann vorgesehen sein, dass bei einer dritten Betriebs strategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass innerhalber eines vorgegebenen Zeitinter valls, welches eine Vielzahl von Zeitblöcken aufweist, und innerhalb eines jeweiligen Zeitblocks eine vorgegebenen Ener gie gespeichert wird. Dies kann insbesondere als „Blockaus wahl-Betriebsstrategie" 32 angesehen werden. Dabei kann al ternativ der Nutzer zum Beispiel auswählen, wie viele Blocka ngebote für einen Tag abgeben werden sollen. So kann statt in der riskanten Betriebsstrategie 28 für den gesamten Tag von 0:00 - 24:00 Uhr für zum Beispiel n = 2 Blöcke jeweils ein Angebot von 0:00 - 12:00 Uhr und ein Angebot von 12:00 - 24:00 Uhr abgegeben werden. Wenn die Anzahl der Blockangebote gleich 1 ist, dann entspricht dieses Verfahren der riskanten Betriebsstrategie 28. Wenn die Anzahl der Blöcke gleich der Anzahl der Zeitintervalle für den nächsten Tag ist, dann ent spricht das Verfahren insbesondere der konservativen Strate gie 24. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt insbesondere da rin, dass eine Über- beziehungsweise Unterladung des Energie speichers 18 reduziert beziehungsweise vermieden wird. Aus der Speicherkapazität des Energiespeichers 18 könnte bei spielsweise auch eine verbesserte Anzahl an Blöcken abge schätzt werden. Ist die Speicherkapazität des Energiespei chers 18 zum Beispiel fünfmal größer als die maximale Leis tung der Wärmepumpe, so muss nicht für jedes Zeitintervall ein einzelner Block und ein einzelnes Angebot erstellt wer den.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einer vierten Be triebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 die Speicherstrategie derart bestimmt wird, dass eine Anzahl der Zeitblöcke mittels der elektronischen Recheneinrichtung 14 auf Basis eines Opti mierungsverfahrens bestimmt wird, und innerhalb eines jewei ligen Zeitblocks eine vorgegebene Energie gespeichert wird. Hierbei kann es sich um eine so genannte „Optimierte-Block- auswahl-Betriebsstrategie" 34 handeln. Hierbei kann insbeson dere ein verbesserter Trade-Off zwischen Risiko und Leistung erzeugt werden. Insbesondere wird für die Blockauswahl ein Optimierungsproblem aufgestellt. Der Akteur kann gemäß seines individuellen Risikoempfindens immer noch die Anzahl der Blö cke bestimmen. Diese haben nun allerdings flexible Grenzen, die optimiert werden, das heißt die Start- und Endzeiten der Blöcke sind variabel. Für jeden Block wird nun bestimmt, was das schlechtest-mögliche Ergebnis wäre, also in wieweit die Speicherrandbedingungen überschritten werden. Die Summe aus diesen Überschreitungen der Speicherrandbedingungen jedes Blockes wird nun in einem Optimierungsproblem minimiert. Hierdurch wird die vorher festgelegte Anzahl an Blöcken so über den folgenden Tag verteilt, dass das geringste Risiko zur Nichterfüllung vorliegt, aber auch die größtmögliche Fle xibilität und damit auch der größtmögliche Ertrag erreicht werden kann.

Insbesondere kann das vorgestellte Verfahren auch beispiels weise bei einer elektrischen Einrichtung 16 durchgeführt wer den, welches als Blockheizkraftwerk bereitgestellt wird. Ins besondere wird dabei dann in Abhängigkeit von der Speicher strategie Energie des Energiespeichers 18 zur Erzeugung von elektrischer Energie für das lokale Energienetz 10 erzeugt. Insbesondere erzeugt das Blockheizkraftwerk unter Verwendung eines Brennstoffs Strom und Wärme. Durch den Energiespeicher 18 kann der Betrieb des Blockheizkraftwerks flexibilisiert werden. Statt eines Strombezugs wie bei der Wärmepumpe steht hier allerdings die Strombereitstellung im Mittelpunkt.

Die Konservative-Betriebsstrategie 24 kann dann eingestellt werden, sollte beispielsweise das Blockheizkraftwerk über keinen Back-up-Gaskessel verfügen oder insbesondere ist der Energiespeicher 18 nicht ausreichend dimensioniert, so kann das Blockheizkraftwerk auch wieder wärmegeführt betrieben werden und nur die Überschüsse der Stromerzeugung am lokalen Energiemarkt fix angeboten werden. Zusätzlich kann auch eine Konservativ-Plus-Betriebsstrategie 26 angeboten werden, wel che analog die Anfangsenergiemenge des Energiespeichers 18 als Gesamtflexibilität für den nächsten Tag zur Verfügung stellt. Bei einer zweiten Betriebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 kann die Speicherstrategie derart bestimmt werden, dass in nerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls eine vorgegebene Energie bereitgestellt wird. Insbesondere kann somit bei spielsweise eine Riskante-Betriebsstrategie 28 bereitgestellt werden. Verfügt das Blockheizkraftwerk über einen Backup- Gaskessel, einen ausreichend dimensionierten Energiespeicher 18, und/oder hat auch die Möglichkeit Überschusswärme rückzu kühlen, so kann die gesamte Wärmemenge des folgenden Tages in eine Stromerzeugungsmenge umgerechnet werden und als Gesamt block von beispielsweise 0:00 - 24:00 Uhr am lokalen Energie netz 10 angeboten werden. Ferner kann bei der Riskant-Plus- Betriebsstrategie 30 auch hier zusätzlich die Berücksichti gung des Anfangsladezustands des Energiespeichers 18 berück sichtigt werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einer dritten Be triebsstrategie 24, 26, 28, 30, 32, 34 die Speicherstrategie derart bestimmt, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitinter valls, welches eine Vielzahl von Zeitblöcken aufweist, und innerhalb eines jeweiligen Zeitblocks eine vorgegebene Ener gie bereitgestellt wird. Mit anderen Worten kann beispiels weise eine äquidistante und optimale Auswahl von Blöcken er folgen. Bei der äquidistanten Auswahl von Blöcken kann es sich insbesondere um die Block-Auswahl-Strategie 32 handeln und bei der optimierten Auswahl von Blöcken kann es sich ins besondere um die Optimierte-Block-Auswahl-Betriebsstrategie 34 handeln. Analog zu der Wärmepumpe können entweder Blockan gebote äquidistant verteilt werden oder optimiert mittels ei nes Optimierungsproblems deren Start- und Endzeitpunkte zur Minimierung des Risikos bestimmt werden.

Insbesondere ist es durch die Bereitstellung der unterschied lichen Betriebsstrategien 24, 26, 28, 30, 32, 34 ermöglicht, dass unterschiedliche Angebote bei Wärmepumpen von Blockheiz kraftwerken mit Energiespeichern 18 im lokalen Energienetz 10 eingestellt werden können. Es kann eine Ausnutzung des hohen Flexibilitätspotentials im thermischen „Sektor" realisiert werden. Ferner kann eine Kosteneinsparung für den einzelnen Teilnehmer realisiert werden. Des Weiteren kann eine verbes serte Ressourcennutzung erneuerbarer Energien, insbesondere hier dargestellt durch die erneuerbare Energiequelle 20, bei spielsweise durch Einspeicherung in den Energiespeicher 18 des anderen Teilnehmers, vorliegend insbesondere der elektri schen Einrichtung 16, durchgeführt werden. Weiterhin kann ei ne Minimierung des Risikos für den einzelnen Teilnehmer am lokalen Energiemarkt 10 realisiert werden. Ferner kann eine individuelle Wahl des Trade-off Risikos gegenüber der Leis tung durchgeführt werden.

Die Erfindung umfasst auch ein nicht dargestelltes Computer programm, sowie einen nicht dargestellten elektronischen les baren Datenträger. Mit anderen Worten kann ein hierin be schriebenes Verfahren auch in Form des Computerprogramms vor liegen, das das Verfahren auf der elektronischen Rechenein richtung 14 implementiert, wenn es auf der elektronischen Re cheneinrichtung 14 ausgeführt wird. Ebenso kann auch ein elektronisch lesbarer Datenträger, welcher insbesondere nicht dargestellt ist, mit darauf gespeicherten elektronisch lesba ren Steuerinformationen vorliegen, welches zumindest ein be schriebenes Computerprogramm umfassen und derart ausgestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in der elekt ronischen Recheneinrichtung 14 einer Magnetresonanzanlage ein beschriebenes Verfahren durchführen.

Die elektronische Recheneinrichtung 14 kann insbesondere ei nen Computer, einen Mikrocontroller oder einen integrierten Schaltkreis umfassen. Alternativ kann die elektronische Re cheneinrichtung 14 einen realen oder virtuellen Verbund von Computern umfassen, welcher beispielsweise als Cloud bezeich net werden kann. Bezugszeichenliste

10 lokales Energienetz

12 NetzmanagementSystem 14 elektronische Recheneinrichtung

16 elektrische Einrichtung 18 Energiespeieher 20 erneuerbare Energiequelle 22 übergeordnetes Netz 24 Betriebsstrategie

26 Betriebsstrategie 28 Betriebsstrategie 30 Betriebsstrategie 32 Betriebsstrategie 34 Betriebsstrategie