Verfahren zum Betreiben eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks, Steuervorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit einer solchen Steuervorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks, eine Steuervorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und ein Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit einer solchen Steuervorrichtung.

Leistungsbereitstellungsvorrichtungen werden typischerweise den an sie gestellten Lastanforderungen physikalisch nachgeführt.

Ein Betriebsplan eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks kann in Abhängigkeit einer Lastvorhersage an das Leistungsbereitstellungsnetzwerk für einen Prädiktionshorizont erstellt werden. Eine Wahrscheinlichkeit, dass die Lastvorhersage tatsächlich exakt eintritt, ist aber regelmäßig sehr gering. Damit ist auch eine Wahrscheinlichkeit, dass es in dem Prädiktionshorizont aufgrund einer nicht eintretenden Lastvorhersage zu einem ungewollten Systemverhalten kommt, insbesondere im ungünstigsten Fall einer nicht ausreichend zu Verfügung stehenden Leistung des Leistungsbereitstellungsnetzwerks, sehr hoch.

Darüber hinaus kann für den Betrieb einer Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nichtvorgebbarer Leistung, insbesondere einer Photovoltaikanlage, eine Leistungsvorhersage für den Prädiktionshorizont erstellt werden, um den Betriebsplan für das die Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung aufweisende Leistungsbereitstellungsnetzwerk zu erstellen. Für die Leistungsvorhersage gilt, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass die Leistungsvorhersage tatsächlich exakt eintritt, sehr gering ist. Damit ist eine Wahrscheinlichkeit, dass es in dem Prädiktionshorizont aufgrund einer nicht eintretenden Leistungsvorhersage zu einem ungewollten Systemverhalten kommt, insbesondere im ungünstigsten Fall einer nicht ausreichend zu Verfügung stehenden Leistung des Leistungsbereitstellungsnetzwerks, sehr hoch. Nachteilig an solchen Verfahren zur Bestimmung des Betriebsplans für das

Leistungsbereitstellungsnetzwerk ist, dass die Unsicherheiten der Lastvorhersage und/oder der Leistungsvorhersage nicht berücksichtigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks, eine Steuervorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und ein Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit einer solchen Steuervorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks geschaffen wird, das mindestens eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung und mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung aufweist. In Abhängigkeit einer Lastvorhersage einer Lastanforderung an das Leistungsbereitstellungsnetzwerk und einer Leistungsvorhersage für die mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung für jeweils einen selben vorbestimmten Prädiktionshorizont wird ein Betriebsplan zum Betreiben des Leistungsbereitstellungsnetzwerks zumindest über den Prädiktionshorizont bestimmt. Dabei wird der Betriebsplan zusätzlich in Abhängigkeit von einem Last-Konfidenzintervall der Lastvorhersage und von einem Leistungs-Konfidenzintervall der Leistungsvorhersage derart bestimmt, dass zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts eine für das Leistungsbereitstellungsnetzwerk prognostizierte momentane Leistung - insbesondere unter Berücksichtigung des Leistungs-Konfidenzintervalls - mindestens so groß ist wie eine momentane Obergrenze des Last- Konfidenzintervalls. Anschließend wird das Leistungsbereitstellungsnetzwerk gemäß dem Betriebsplan betrieben.

Vorteilhafterweise ist es mittels Betrachtung der Konfidenzintervalle möglich, die Unsicherheiten der Lastvorhersage und der Leistungsvorhersage in die Bestimmung des Betriebsplans miteinzubeziehen und somit die Wahrscheinlichkeit eines ungewollten Systemverhaltens zu reduzieren und/oder ein ungewolltes Systemverhalten zu vermeiden. Eine erste Leistung der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung wird mit Pi bezeichnet. Die erste Leistung Pi wird insbesondere durch den Betriebsplan vorgegeben; insbesondere dient der Betriebsplan dazu, die erste Leistung Pi für den Prädiktionshorizont festzulegen. Zusätzlich wird eine zweite Leistung der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung mit P2 bezeichnet, wobei innerhalb des Prädiktionshorizonts die zweite Leistung P2 anhand der Leistungsvorhersage bestimmt wird. Zusätzlich wird die Lastanforderung an das Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit PLast bezeichnet. Zusätzlich wird die momentane Obergrenze des Last-Konfidenzintervalls mit PLast, max bezeichnet. Zusätzlich wird eine momentane Untergrenze des Last-Konfidenzintervalls mit PLast, min bezeichnet. Zusätzlich wird eine momentane Obergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls mit P2,max bezeichnet. Zusätzlich wird eine momentane Untergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls mit P2,min bezeichnet.

Unter einer momentanen Leistung wird insbesondere eine Leistung verstanden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit vorgelegen hat, aktuell vorliegt oder für einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts vorliegen wird. Analog wird unter einer momentanen Lastanforderung insbesondere eine Lastanforderung verstanden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit vorgelegen hat, aktuell vorliegt oder für einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts vorliegen wird. Weiterhin wird analog unter einer momentanen Obergrenze und einer momentanen Untergrenze insbesondere ein Wert verstanden, der zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit ausgewählt wurde, aktuell ausgewählt ist oder für einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts ausgewählt wird.

Unter einer prognostizierten Leistung wird insbesondere eine Leistung innerhalb des Prädiktionshorizonts verstanden, welche aus der ersten Leistung Pi innerhalb des Prädiktionshorizonts, der zweiten Leistung P2 innerhalb des Prädiktionshorizonts, die aus der Leistungsvorhersage bekannt ist, und dem Leistungs-Konfidenzintervall innerhalb des Prädiktionshorizonts gebildet wird. In die prognostizierte Leistung gehen somit die Unsicherheiten der Leistungsvorhersage und/oder die Unsicherheiten des Leistungs- Konfidenzintervalls mit ein. Unter einer prognostizierten momentanen Leistung wird unter Berücksichtigung der Definitionen der momentanen Leistung und der prognostizierten Leistung insbesondere eine für einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts prognostizierte Leistung verstanden. Dann ergibt sich die prognostizierte momentane Leistung insbesondere als Summe aus der ersten Leistung Pi und einem für die zweite Leistung P2 prognostizierten Wert, wobei der für die zweite Leistung prognostizierte Wert innerhalb des Leistungs-Konfidenzintervalls insbesondere abhängig von einem Sicherheitsbedürfnis oder einer sonstigen Präferenz verschieden gewählt werden kann.

Insbesondere ist zu jedem Zeitpunkt die momentane Obergrenze des Last- Konfidenzintervalls PLast.max mindestens so groß wie die Lastanforderung Plast- Zusätzlich ist zu jedem Zeitpunkt die momentane Untergrenze des Last-Konfidenzintervalls PLast, min höchstens so groß wie die Lastanforderung Plast-

Insbesondere ist zu jedem Zeitpunkt die momentane Obergrenze des Leistungs- Konfidenzintervalls P2,max mindestens so groß wie die vorhergesagte oder prognostizierte zweite Leistung P2. Zusätzlich ist zu jedem Zeitpunkt die momentane Untergrenze des Leistungs- Konfidenzintervalls P2, min höchstens so groß wie die vorhergesagte oder prognostizierte zweite Leistung P2.

In einer Ausgestaltung wird als die mindestens eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung eine Vorrichtung, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem mit einer steuerbaren Antriebsmaschine antrieb swirkverbundenen Generator, einer Brennkraftmaschine, einer mit einer Brennkraftmaschine antriebswirkverbundenen elektrische Maschine, insbesondere einem Genset, und einer Energiespeichervorrichtung, verwendet.

In einer Ausgestaltung wird als Energiespeichervorrichtung eine Wärmespeichervorrichtung verwendet.

Alternativ oder zusätzlich wird als Energiespeichervorrichtung eine mechanische Speichervorrichtung, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Schwungradspeicher, einer Federvorrichtung, einem Pumpspeicher, einem Druckluftspeicher, und einem Hubspeicher, verwendet. Alternativ oder zusätzlich wird als Energiespeichervorrichtung eine elektrische Speichervorrichtung, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer Batterie, insbesondere einem Akkumulator, und einem Kondensator verwendet.

In einer Ausgestaltung wird als die mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht-vorgebbarer Leistung eine Photovoltaikanlage verwendet. Alternativ oder zusätzlich wird als die mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung eine Windkraftanlage verwendet. Alternativ oder zusätzlich wird als die mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung eine Wasserkraftanlage verwendet.

Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird unter einem Prädiktionshorizont insbesondere eine vorbestimmte Zeitspanne T ausgehend von einem momentanen Zeitpunkt to bis zu einem zukünftigen Zeitpunkt ti = to + T verstanden.

Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird unter einem Last- Konfidenzintervall insbesondere ein Wertebereich verstanden, welcher eine tatsächlich auftretende Lastanforderung an das Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit einer bestimmten, insbesondere vorgebbaren Wahrscheinlichkeit enthalten wird. Insbesondere wird das Last-Konfidenzintervall basierend auf der Lastvorhersage und einer positiven und/oder einer negativen Last-Differenz von der Lastvorhersage bestimmt. Insbesondere wird die positive und/oder negative Last-Differenz - welche insbesondere vorgegeben und/oder aus mindestens einem Histogramm bestimmt wird - zu der Lastvorhersage addiert, um das Last- Konfidenzintervall zu bestimmen. Damit gelten für die Obergrenze und die Untergrenze des Last-Konfidenzintervalls insbesondere die Gleichungen wobei mit P aa. ff + die positive Last-Differenz und mit PLast, Diff- die negative Last-Differenz bezeichnet wird.

Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird unter einem Leistungs-Konfidenzintervall insbesondere ein Wertebereich verstanden, welcher eine tatsächlich bereitgestellte Leistung des Leistungsbereitstellungsnetzwerks mit einer bestimmten, insbesondere vorgebbaren Wahrscheinlichkeit enthalten wird. Insbesondere wird das Leistungs-Konfidenzintervall basierend auf der Leistungsvorhersage und einer positiven und/oder einer negativen Leistungs- Differenz von der Leistungsvorhersage bestimmt. Insbesondere wird die positive und/oder negative Leistungs-Differenz - welche insbesondere vorgegeben und/oder aus mindestens einem Histogramm bestimmt wird - zu der Leistungsvorhersage addiert, um das Leistungs- Konfidenzintervall zu bestimmen. Damit gelten für die Obergrenze und die Untergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls insbesondere die Gleichungen wobei mit P2,Diff+ die positive Leistungs-Differenz und mit P2,Diff- die negative Leistungs- Differenz bezeichnet wird.

In einer Ausgestaltung wird zur Bestimmung des Last-Konfidenzintervalls mindestens einem Zeitpunkt, vorzugsweise einer Mehrzahl an Zeitpunkten, innerhalb des Prädiktionshorizonts jeweils eine positive Last-Differenz zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird zur Bestimmung des Last- Konfidenzintervalls mindestens einem Zeitpunkt, vorzugsweise einer Mehrzahl an Zeitpunkten, innerhalb des Prädiktionshorizonts jeweils eine negative Last-Differenz zugeordnet. Zusätzlich wird zur Bestimmung des Leistungs-Konfidenzintervalls mindestens einem Zeitpunkt, vorzugsweise einer Mehrzahl an Zeitpunkten, innerhalb des Prädiktionshorizonts jeweils eine positive Leistungs-Differenz zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird zur Bestimmung des Leistungs-Konfidenzintervalls mindestens einem Zeitpunkt, vorzugsweise einer Mehrzahl an Zeitpunkten innerhalb des Prädiktionshorizonts jeweils eine negative Leistungs-Differenz zugeordnet. Vorzugsweise sind die einem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt jeweils zugeordneten positiven und/oder negativen Differenzen identisch, falls der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt einen zeitlichen Abstand von 168 Stunden - insbesondere 7 Tagen -, insbesondere 24 Stunden, und/oder einem Vielfachen von 168 Stunden - insbesondere 7 Tagen - , insbesondere 24 Stunden, aufweisen.

Das Verfahren kann kontinuierlich oder zeitlich getaktet, insbesondere mit vorbestimmter Taktzeit, betrieben werden. Wird das Verfahren zeitlich getaktet betrieben, können jedem Takt innerhalb des Prädiktionshorizonts jeweils separate Werte für die momentane Lastanforderung, die momentane Leistung und/oder die Konfidenzintervalle zugeordnet werden. Es ist aber auch möglich, diese Werte nur für größere Zeitintervalle festzulegen, die jeweils eine Mehrzahl an Takten umfassen. Die entsprechenden Werte können dann innerhalb der größeren Zeitintervalle konstant gehalten werden, oder sie können für einzelne Takte innerhalb der größeren Zeitintervalle interpoliert werden.

Insbesondere wird die Lastvorhersage PLast(t) zumindest für den Prädiktionshorizont dem Leistungsbereitstellungsnetzwerk von einem Verbraucher, einem Betreiber des Leistungsbereitstellungsnetzwerks oder einem Betreiber eines übergeordneten Versorgungsnetzwerks bereitgestellt. Alternativ wird die Lastvorhersage Piastft) anhand eines historischen Lastverlaufs ermittelt.

Insbesondere wird die Leistungsvorhersage P2(t) zumindest für den Prädiktionshorizont dem Leistungsbereitstellungsnetzwerk bereitgestellt. Insbesondere wird die Leistungsvorhersage P2(t) anhand eines historischen Leistungsverlaufs und/oder anhand einer Wettervorhersage, insbesondere anhand von prognostizierten Wind- oder Sonnenstunden, ermittelt.

In einer Ausgestaltung wird der Betriebsplan derart bestimmt, dass die Summe aus der ersten Leistung Pi und der momentanen Obergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls P2,max zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts mindestens so groß ist wie die momentane Obergrenze des Last-Konfidenzintervalls PLast.max und damit insbesondere die Gleichung für alle Zeitpunkte t in dem Intervall [to; ti] erfüllt ist. Dies erlaubt insbesondere einen kostengünstigen Betrieb des Leistungsbereitstellungsnetzwerks unter Inkaufnahme eines gewissen Restrisikos, die angeforderte Last gegebenenfalls zumindest kurzzeitig nicht aufbringen zu können. Die prognostizierte momentane Leistung P _p (t) ist in diesem Fall gegeben durch

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Betriebsplan derart bestimmt, dass die Summe aus der ersten Leistung Pi und der zweiten Leistung P2 zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts mindestens so groß ist wie die momentane Obergrenze des Last- Konfidenzintervalls PLast.max und damit die Gleichung für alle Zeitpunkte t in dem Intervall [to; ti] erfüllt ist. Diese Ausgestaltung stellt insbesondere einen Kompromiss zwischen einer kostengünstigen Betriebsweise des Leistungsbereitstellungsnetzwerks und einer Risikominimierung mit Blick auf die Erfüllung der angeforderten Last dar. Die prognostizierte momentane Leistung P _p (t) ist in diesem Fall gegeben durch

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die durch das Leistungsbereitstellungsnetzwerk momentan bereitgestellte Leistung als Summe aus der momentanen Untergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls und der momentanen Leistung der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung berechnet wird. Dies ermöglicht eine besonders sichere Erfüllung der Lastanforderung zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts .

Insbesondere wird der Betriebsplan derart bestimmt, dass die Summe aus der ersten Leistung Pi und der momentanen Untergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls P2,min zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts mindestens so groß ist wie die momentane Obergrenze des Last- Konfidenzintervalls PLast.max und damit die Gleichung für alle Zeitpunkte t in dem Intervall [to; ti] erfüllt ist. Die prognostizierte momentane Leistung P _p (t) ist in diesem Fall gegeben durch

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Betriebsplan zusätzlich in Abhängigkeit von mindestens einer Nebenbedingung bestimmt wird.

Insbesondere ist es mittels der mindestens einen Nebenbedingung möglich, die momentane Leistung des Leistungsbereitstellungsnetzwerks geeignet mittels der ersten Leistung der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und der zweiten Leistung der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung bereitzustellen.

In einer Ausgestaltung wird als die mindestens eine Nebenbedingung eine Nebenbedingung, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer insbesondere zeitlich variablen minimalen ersten Leistung Pi,min(t), einer insbesondere zeitlich variablen maximalen ersten Leistung Pi,max t), einer minimalen zeitlichen Änderung der ersten Leistung P^ _m t _n , und einer maximalen zeitlichen Änderung der ersten Leistung P- , _max , betrachtet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als die mindestens eine Nebenbedingung die Kosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks minimiert werden. Vorteilhafterweise ist es damit möglich, das Leistungsbereitstellungsnetzwerk möglichst effizient und/oder wirtschaftlich zu betreiben.

Insbesondere wird eine Kostenfunktion minimiert, wobei die Kostenfunktion mit K bezeichnet wird.

In einer Ausgestaltung werden als die Kosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks die Betriebskosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks ermittelt. Damit wird die Kostenfunktion K basierend auf den Betriebskosten kb,i der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und den Betriebskosten kb,2 der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung ermittelt, wobei die Betriebskosten insbesondere auch Wartungskosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks aufweisen. Damit gilt für die Kostenfunktion:

K ⁼ b,l?l + b,2 2

In einer weiteren Ausgestaltung werden als die Kosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks die Energiekosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks ermittelt. Damit wird die Kostenfunktion K basierend auf den Energiekosten k _e ,i der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung, den Energiekosten k _e ,2 der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung und einem Zusatzterm Z ermittelt, wobei der Zusatzterm Z insbesondere Wartungskosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks enthält. Damit gilt für die Kostenfunktion:

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Betriebsplan mittels robuster Optimierung bestimmt wird. Vorteilhafterweise sind Verfahren der robusten Optimierung besonders geeignet, um den Betriebsplan in Abhängigkeit von Unsicherheiten in Form des Last- Konfidenzintervalls und/oder des Leistungs-Konfidenzintervalls zu ermitteln.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Konfidenzintervall, ausgewählt aus dem Last- Konfidenzintervall und dem Leistungs- Konfidenzintervall, aus historischen Werten - für Last oder Leistung - bestimmt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Abweichungen der historischen Werte von historischen Wertvorhersagen, die den historischen Werten zugeordneten sind, bestimmt werden, wobei anhand der bestimmten Abweichungen die Untergrenze und die Obergrenze des mindestens einen Konfidenzintervalls derart bestimmt werden, dass für einen vorbestimmten Anteil der Abweichungen eine Summe der jeweiligen Abweichung und der Lastvorhersage und/oder der Leistungsvorhersage in dem jeweiligen Konfidenzintervall liegt.

Insbesondere weisen historische Werte eines bestimmten Parameters, insbesondere der Lastanforderung und/oder der zweiten Leistung, einen Bestimmungs-Zeitpunkt, einen Vorhers age- Wert des Parameters und einen Ist-Wert des Parameters auf. Insbesondere werden die positiven und/oder negativen Differenzen - insbesondere die Last-Differenzen und/oder die Leistungs-Differenzen - anhand von mindestens einem Histogramm, vorzugsweise einer Mehrzahl an Histogrammen, der historischen Werte bestimmt.

In einer Ausgestaltung werden eine Mehrzahl an historischen Werten der Lastanforderung, insbesondere eine Mehrzahl an bestimmten Abweichungen der Lastanforderung, in genau ein Lastanforderungs-Histogramm eingetragen, wobei das genau eine Lastanforderungs-Histogramm für die Bestimmung des Last- Konfidenzintervalls innerhalb des Prädiktionshorizonts genutzt wird. Alternativ oder zusätzlich werden eine Mehrzahl an historischen Werten der zweiten Leistung, insbesondere eine Mehrzahl an bestimmten Abweichungen der zweiten Leistung, in genau ein Leistungs-Histogramm eingetragen, wobei das genau eine Leistungs-Histogramm für die Bestimmung des Leistungs-Konfidenzintervalls innerhalb des Prädiktionshorizonts genutzt wird. Insbesondere wird für mindestens einen Histogramm-Zeitpunkt ein Histogramm von Abweichungen von dem willkürlich zu Null gesetzten Vorhersage-Wert zu dem mit dem jeweiligen Histogramm-Zeitpunkt identischen Bestimmungs-Zeitpunkt erstellt. Beispielsweise kann als Histogramm-Zeitpunkt 12:00 Uhr mittags, insbesondere 12:00 Uhr mittags an einem vorbestimmten Wochentag, gewählt werden, wobei in das Histogramm Abweichung s -Werte für eine Mehrzahl von Tagen eingehen. Insbesondere enthält das Histogramm dann Informationen zur Häufigkeit bestimmter Abweichungen von dem Vorhersage-Wert zu dem Histogramm- Zeitpunkt.

In einer weiteren Ausgestaltung wird für eine Mehrzahl an Histogramm-Zeitpunkten jeweils ein Histogramm erstellt. Insbesondere wird ein historischer Wert in genau ein Histogramm eingetragen, vorzugsweise wird ein historischer Wert in das Histogramm eingetragen, von welchem der zugehörige Histogramm-Zeitpunkt identisch ist mit dem Bestimmungs-Zeitpunkt des historischen Wertes. Insbesondere ist der Histogramm-Zeitpunkt eine Uhrzeit und/oder ein Wochentag. Alternativ oder zusätzlich ist der Histogramm-Zeitpunkt einer Jahreszeit - insbesondere Winter, Frühling, Sommer und Herbst - zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist der Histogramm-Zeitpunkt insbesondere jeweils einem Ereignis - insbesondere Feiertagen, insbesondere Weihnachten, Ostern, Pfingsten, und Nicht-Feiertagen oder Urlaubszeit und Nicht- Urlaubszeit - zugeordnet. Ist der Histogramm-Zeitpunkt keine konkrete Uhrzeit, sondern einem längeren Zeitraum zugeordnet, wird insbesondere eine geeignete Verrechnung, insbesondere Mittelung, der in dem Zeitraum vorliegenden Vorhersage-Werte sowie Abweichungen vorgenommen, um die Einträge des Histogramms zu bestimmen. Alternativ wird als der Histogramm-Zeitpunkt ein Referenz-Zeitpunkt innerhalb des längeren Zeitraums festgesetzt.

Insbesondere weisen zwei aufeinanderfolgende Histogramm-Zeitpunkte einen zeitlichen Abstand von mindestens 5 Minuten, insbesondere von mindestens 10 Minuten, insbesondere von mindestens 15 Minuten bis höchstens 12 Stunden, insbesondere bis höchstens 5 Stunden, insbesondere bis höchstens 2 Stunden, insbesondere bis höchstens einer Stunde, insbesondere bis höchstens 30 Minuten, auf. Damit ist es vorteilhaft möglich für eine Mehrzahl an Histogramm- Zeitpunkten, insbesondere eines Tages, jeweils ein Histogramm zu erstellen und somit den Histogramm-Zeitpunkten zugehörige Konfidenzintervalle zu bestimmen. Entspricht ein Zeitpunkt in dem Intervall [to; ti[ einem der Histogramm-Zeitpunkte, wird für den Zeitpunkt das Histogramm des jeweiligen Histogramm-Zeitpunkts verwendet. Entspricht ein Zeitpunkt in dem Intervall [to; ti[ nicht einem der Histogramm-Zeitpunkte, wird für den Zeitpunkt das Histogramm des zeitlich unmittelbar vorhergehenden Histogramm-Zeitpunkts oder eine Interpolation zwischen dem Histogramm des zeitlich unmittelbar vorhergehenden Histogramm- Zeitpunkts und dem Histogramm eines zeitlich unmittelbar folgenden Histogramm-Zeitpunkts verwendet. Insbesondere wird für jeden Parameter, das heißt einerseits für die Lastanforderung und andererseits für die zweite Leistung, eine entsprechende Histogrammierung - wie zuvor und im Folgenden beschrieben - vorgenommen, woraus die zugeordneten Konfidenzintervalle ermittelt werden.

Insbesondere werden in dem jeweiligen Histogramm eine erste Abweichung, insbesondere ein positiver Wert, und eine zweite Abweichung, insbesondere ein negativer Wert, derart ausgewählt, dass ein vorbestimmter Anteil der bestimmten Abweichungen, welcher der vorbestimmten Wahrscheinlichkeit entspricht, zwischen der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung liegt. Die erste Abweichung wird dann insbesondere als die positive Last-Differenz oder die positive Leistungs-Differenz verwendet. Die zweite Abweichung wird entsprechend als die negative Last-Differenz oder die negative Leistungs-Differenz verwendet.

Insbesondere wird als vorbestimmter Anteil mindestens 50% bis höchstens 100%, vorzugsweise 60%, vorzugsweise 70%, vorzugsweise 75%, vorzugsweise 80%, vorzugsweise 90%, vorzugsweise 92%, vorzugsweise 94%, vorzugsweise 95%, vorzugsweise 96%, vorzugsweise 98%, vorzugsweise 99%, betrachtet.

Insbesondere wird die erste Abweichung und die zweite Abweichung mittels Berechnungen von Perzentilen der Abweichungen ermittelt. Insbesondere wird als zweite Abweichung ein einem u- Perzentil zugeordneter Abweichungswert betrachtet, wobei als Parameter u ein Wert von mindestens 0,01 bis höchstens 0,49, vorzugsweise 0,05, vorzugsweise 0,1, vorzugsweise 0,15, vorzugsweise 0,2, vorzugsweise 0,25, vorzugsweise 0,3, vorzugsweise 0,35, vorzugsweise 0,4, vorzugsweise 0,45, betrachtet wird. Alternativ oder zusätzlich wird als erste Abweichung insbesondere ein einem o-Perzentil zugeordneter Abweichungswert betrachtet, wobei als Parameter o ein Wert von mindestens 0,51 bis höchstens 0,99, vorzugsweise 0,55, vorzugsweise 0,6, vorzugsweise 0,65 vorzugsweise 0,7, vorzugsweise 0,75, vorzugsweise 0,8, vorzugsweise 0,85, vorzugsweise 0,9, vorzugsweise 0,95, betrachtet wird. Insbesondere werden die Parameter u und o so gewählt, dass der vorbestimmte Anteil erhalten wird. Besonders bevorzugt werden der Parameter u und der Parameter o symmetrisch zu dem Wert 0,5 gewählt, sodass die Formel

|it — 0,5| = |o — 0,5| gilt. Insbesondere wird als 0,5-Perzentil der Median bezeichnet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorbestimmte Anteil in Abhängigkeit von einem Anforderungsparameter, insbesondere ausgewählt aus einem Kundenwunsch, einer Relevanz einer mit Leistung zu versorgenden Einrichtung oder Anwendung, und einem Systemrelevanz-Wert, gewählt wird.

In einer Ausgestaltung wird der vorbestimmte Anteil abhängig von dem Systemrelevanz-Wert derart gewählt, wie systemrelevant die mit Leistung zu versorgende Einrichtung ist.

Insbesondere wird der vorbestimmte Anteil größer gewählt, je systemrelevanter eine kontinuierliche Leistungsbereitstellung für die mit Leistung zu versorgende Einrichtung ist. Insbesondere wird der vorbestimmte Anteil bei einem mit Leistung zu versorgenden Krankenhaus größer gewählt als bei einem mit Leistung zu versorgenden Wohnhaus.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuervorrichtung eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks geschaffen wird, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren oder ein Verfahren nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise als Rechenvorrichtung, besonders bevorzugt als Computer, oder als Steuergerät, insbesondere als Steuergerät eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks, ausgebildet. In Zusammenhang mit der Steuervorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.

Die Steuervorrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um mit der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung und der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung wirkverbunden zu werden, und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Leistungsbereitstellungsnetzwerk mit mindestens einer ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung, mindestens einer zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht- vorgebbarer Leistung und einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung oder einer Steuervorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen geschaffen wird. In Zusammenhang mit dem Leistungsbereitstellungsnetzwerk ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Steuervorrichtung erläutert wurden. Die Steuervorrichtung ist mit der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit vorgebbarer Leistung und der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung mit nicht-vorgebbarer Leistung wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Leistung sbereits tellung snetzwerks ,

Figur 2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben des Leistung sbereits tellung snetzwerks , und

Figur 3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels zur Bestimmung eines Konfidenzintervalls aus historischen Werten.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Leistungsbereitstellungsnetzwerks 1.

Das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 weist mindestens eine erste Leistungsbereitstellungsvorrichtung 3 mit vorgebbarer Leistung und mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 5 mit nicht-vorgebbarer Leistung auf. Weiterhin weist das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 eine Steuervorrichtung 7 auf.

Die Steuervorrichtung 7 ist mit der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 3 mit vorgebbarer Leistung und der mindestens einen zweiten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 5 mit nicht-vorgebbarer Leistung wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Weiterhin ist die Steuervorrichtung 7 eingerichtet, um ein Verfahren zum Betreiben des Leistungsbereitstellungsnetzwerks 1 durchzuführen und dabei einen Betriebsplan zum Betreiben des Leistungsbereitstellungsnetzwerks 1 zu ermitteln, wobei das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 vorzugsweise von einer Einrichtung 9 eine Lastanforderung erhält. Das Verfahren wird im Folgenden anhand von Figur 2 näher erläutert.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Betreiben des Leistungsbereitstellungsnetzwerks 1. In einem ersten Schritt S 1 wird eine Lastvorhersage einer Lastanforderung an das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 für einen vorbestimmten Prädiktionshorizont vorgegeben.

In einem zweiten Schritt S2 wird ein Last-Konfidenzintervall der Lastvorhersage vorgegeben und/oder bestimmt. Insbesondere wird ein Verfahren zum Bestimmen des Last- Konfidenzintervalls anhand von Figur 3 näher erläutert.

In einem dritten Schritt S3 wird eine Leistungsvorhersage für die mindestens eine zweite Leistungsbereitstellungsvorrichtung 5 mit nicht-vorgebbarer Leistung für den vorbestimmten Prädiktionshorizont vorgegeben.

In einem vierten Schritt S4 wird ein Leistungs-Konfidenzintervall der Leistungsvorhersage vorgegeben und/oder bestimmt. Insbesondere wird ein Verfahren zum Bestimmen des Leistungs- Konfidenzintervalls anhand von Figur 3 näher erläutert.

Insbesondere wird der erste Schritt S1 zeitlich vor dem dritten Schritt S3 durchgeführt. Alternativ wird der dritte Schritt S3 zeitlich vor dem ersten Schritt S1 durchgeführt. Alternativ werden der erste Schritt S1 und der dritte Schritt S3 gleichzeitig durchgeführt.

Insbesondere wird der zweite Schritt S2 zeitlich nach dem ersten Schritt S 1 durchgeführt. Alternativ werden der erste Schritt S 1 und der zweite Schritt S2 gleichzeitig durchgeführt.

Insbesondere wird der vierte Schritt S4 zeitlich nach dem dritten Schritt S3 durchgeführt. Alternativ werden der dritte Schritt S3 und der vierte Schritt S4 gleichzeitig durchgeführt.

Optional wird das Last-Konfidenzintervall der Lastvorhersage in dem zweiten Schritt S2 aus historischen Lastanforderungen bestimmt. Vorzugsweise werden Abweichungen der historischen Lastanforderungen von den historischen Lastanforderungen zugeordneten Lastvorhersagen bestimmt, wobei anhand der bestimmten Abweichungen eine Untergrenze und eine Obergrenze des Last-Konfidenzintervalls derart bestimmt werden, dass für einen vorbestimmten Anteil der Abweichungen eine Summe der jeweiligen Abweichung und der Lastvorhersage und/oder der Leistungsvorhersage in dem jeweiligen Konfidenzintervall liegt. Insbesondere wird der vorbestimmte Anteil in Abhängigkeit von einem Anforderungsparameter gewählt. Vorzugsweise ist der Anforderungsparameter ein Kundenwunsch und/oder eine Relevanz einer mit Leistung zu versorgenden Einrichtung oder Anwendung und/oder ein Systemrelevanz-Wert.

Optional wird das Leistungs-Konfidenzintervall der Leistungsvorhersage in dem dritten Schritt S4 aus historischen Leistungen der mindestens einen zweiten

Leistungsbereitstellungsvorrichtung 5 bestimmt. Vorzugsweise werden Abweichungen der historischen Leistungen von den historischen Leistungen zugeordneten Leistungsvorhersagen bestimmt, wobei anhand der bestimmten Abweichungen eine Untergrenze und eine Obergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls derart bestimmt werden, dass für einen vorbestimmten Anteil der Abweichungen eine Summe der jeweiligen Abweichung und der Lastvorhersage und/oder der Leistungsvorhersage in dem jeweiligen Konfidenzintervall liegt. Insbesondere wird der vorbestimmte Anteil in Abhängigkeit von einem Anforderungsparameter gewählt. Vorzugsweise ist der Anforderungsparameter ein Kundenwunsch und/oder eine Relevanz einer mit Leistung zu versorgenden Einrichtung oder Anwendung und/oder ein Systemrelevanz-Wert.

In einem fünften Schritt S5 wird ein Betriebsplan in Abhängigkeit von der Lastvorhersage aus dem ersten Schritt Sl, dem Last- Konfidenzintervall aus dem zweiten Schritt S2, der Leistungsvorhersage aus dem dritten Schritt S3 und dem Leistungs-Konfidenzintervall aus dem vierten Schritt S4 derart bestimmt, dass zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Prädiktionshorizonts eine für das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 prognostizierte momentane Leistung mindestens so groß ist wie eine momentane Obergrenze des Last- Konfidenzintervalls. Insbesondere wird die durch das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 momentan bereitgestellte Leistung als Summe aus einer momentanen Untergrenze des Leistungs-Konfidenzintervalls und einer momentanen Leistung der mindestens einen ersten Leistungsbereitstellungsvorrichtung 3 berechnet.

Vorzugsweise wird der Betriebsplan mittels robuster Optimierung bestimmt.

In einem sechsten Schritt S6 wird das Leistungsbereitstellungsnetzwerk 1 gemäß dem Betriebsplan betrieben.

In einem optionalen siebten Schritt S7 wird mindestens eine Nebenbedingung aufgestellt.

Insbesondere werden als die mindestens eine Nebenbedingung die Kosten des Leistungsbereitstellungsnetzwerks 1 optimiert. Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Bestimmung eines Konfidenzintervalls aus historischen Werten.

In einem ersten Bestimmungs-Schritt BS1 werden die historischen Werte der Last oder der Leistung bereitgestellt. Insbesondere weisen die historischen Werte eine Mehrzahl an Werten 11 auf, wobei jeder Wert 11 insbesondere einen Bestimmungs-Zeitpunkt, einen Ist-Wert und einen Vorhers age- Wert aufweist.

In einem zweiten Bestimmungs-Schritt BS2 wird für eine Mehrzahl an Werten 11, insbesondere für jeden Wert 11, eine Abweichung von dem jeweiligen Ist-Wert zu dem Vorhers age- Wert berechnet.

In einem dritten Bestimmungs-Schritt BS3 werden eine Mehrzahl an Werten 11 ausgewählt und in mindestens einem Histogramm zusammengefasst. Insbesondere werden in dem mindestens einen Histogramm die Häufigkeiten erfasst, mit denen die Abweichungen in vorbestimmte Abweichungs-Intervalle fallen.

In einem vierten Bestimmungs-Schritt BS4 wird der vorbestimmte Anteil vorgegeben, wobei in Abhängigkeit von dem vorbestimmten Anteil eine erste Abweichung und eine zweite Abweichung derart bestimmt werden, dass der vorbestimmte Anteil der Abweichungen der Mehrzahl an Werten 11 zwischen der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung liegen.

In einem fünften Bestimmungs-Schritt BS5 wird das Konfidenzintervall aus dem Histogramm und dem vorbestimmten Anteil, insbesondere der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung, bestimmt.