DE102011114344A1 - Power control device and method for load balancing a network - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lastausgleich eines Netzes mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchen (3), bei dem den Verbrauchern (3) jeweils Nutzintervalle mit einer abhängig von dem jeweiligen Verbraucher vorgegebenen Intervalldauer zugeordnet werden und der Verlauf der den Verbrauchern zugeführte Leistung innerhalb der Nutzintervalle (11a bis 11g; 32, 37, 48) jeweils so gesteuert wird, dass a) die dem jeweiligen Verbraucher (3) in jedem Nutzintervall (11a bis 11g; 32, 37, 48) über das Nutzintervall (11a bis 11g; 32, 37, 48) gemittelt zugeführte Leistung einer vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung (12a bis 12g; 31) entspricht, und b) innerhalb jedes Nutzintervalls (11a bis 11g; 32, 37, 48) die Leistung (13; 35) derart geregelt wird, dass jederzeit eine Gesamtlast der Verbraucher einer dem Netz zu Verfügung stehenden Gesamtleistung innerhalb vorgegebener Toleranzen entspricht. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Leistungssteuereinrichtung (1) zum Steuern von Verbrauchern (3) gemäß dem Verfahren.The invention relates to a method for load balancing a network with a plurality of electrical consuming (3), in which the consumers (3) each Nutzintervalle be assigned with a dependent on the respective consumer interval duration and the course of the power supplied to the consumers within the Nutzintervalle (11a to 11g; 32, 37, 48) are each controlled so that a) the consumer (3) in each useful interval (11a to 11g; 32, 37, 48) over the useful interval (11a to 11g; 32, 37, 48) averaged power corresponds to a consumer specified average power (12a to 12g; 31), and b) within each useful interval (11a to 11g; 32, 37, 48) the power (13; 35) is controlled in such a way that that at any time a total load of the consumers corresponds to a total power available to the network within specified tolerances. Furthermore, the invention relates to a power control device (1) for controlling consumers (3) according to the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lastausgleich eines Netzes, bei dem eine Last der mit dem Netz verbundenen Verbraucher an eine dem Netz zur Verfügung stehende Gesamtleistung angepasst wird, sowie eine Leistungssteuereinrichtung zur Steuerung eines an ein Versorgungsnetz angeschlossenen Verbrauchers.The invention relates to a method for load balancing of a network in which a load of the consumers connected to the network is adapted to a total power available to the network, and to a power control device for controlling a consumer connected to a supply network.

Die zunehmende Nutzung regenerativer Energiequellen, insbesondere Wind- und Solarenergie, bedingt einen wachsenden Anteil vorzuhaltender Primär- und Sekundärregelleistung sowie Kraftwerkreserven in den regionalen und überregionalen Energieversorgungsnetzen. Diese Leistungsanteile sind besonders kostenintensiv, jedoch für die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit bei stark fluktuierender Erzeugung unverzichtbar. Die Primär-, Sekundär- sowie Minutenreserveleistung wird vorrangig in konventionellen Kraftwerksblöcken in Form ausregelbarer Leistungsbänder sowie über den Einsatz von Pumpspeicherwerken, Gasturbinenkraftwerken oder Stand-by-Kraftwerkblöcken zur Verfügung gestellt.The increasing use of regenerative energy sources, in particular wind and solar energy, requires a growing share of primary and secondary control power as well as power plant reserves in regional and supraregional energy supply networks. These services are particularly costly but indispensable for maintaining security of supply in the event of heavily fluctuating generation. The primary, secondary and minute reserve power is primarily provided in conventional power plant blocks in the form of variable power bands and through the use of pumped storage power plants, gas turbine power plants or standby power plant blocks.

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, Verbraucher abhängig von Steuersignalen, Kommunikationskanälen und/oder lokalen Frequenz- oder Spannungsmessungen an- oder auszuschalten. Dies ist jedoch nur für eine geringe Zahl von Stromkunden akzeptabel, da üblicherweise erwartet wird, dass der Stromkunde jederzeit selbst entscheiden kann, wann welches Gerät an- bzw. ausgeschaltet ist. Lediglich bei Geräten, wie beispielsweise Kühlschränken, bei denen eine kurzzeitige Verzögerung des Anschaltens für einen Kunden nicht feststellbar ist, bietet sich eine derartige Regelung an. Des Weiteren ist bei einigen Elektrogeräten lediglich relevant, dass eine Funktion über Nacht ausgeführt wird, wobei unerheblich ist, wann in der Nacht die Funktion ausgeführt wird.In the prior art, it is known to turn consumers on or off depending on control signals, communication channels, and / or local frequency or voltage measurements. However, this is acceptable only for a small number of power customers, since it is usually expected that the power customer can decide for himself at any time when which device is switched on or off. Only in devices such as refrigerators in which a short-term delay of turning on a customer is not detected, offers such a scheme. Furthermore, for some electrical appliances, it is only relevant that a function be performed overnight, regardless of when the function is performed at night.

Durch derartige Regelungsverfahren kann insgesamt nur ein geringer Anteil der Verbraucherleistung an einem Lastausgleich beteiligt werden. Des Weiteren schwankt die Verfügbarkeit der steuerbaren oder unterbrechbaren Verbraucherleistung sowohl saisonal als auch tageszeitabhängig. Insgesamt ergibt sich ein geringes zeitliches Verschiebepotential für steuerbare und unterbrechbare Lastanteile. Eine derartige Regelung ist somit höchstens für die Frequenzentlastung nach Störereignissen anwendbar.As a result of such control methods, only a small proportion of the consumer power can be involved in total load balancing. Furthermore, the availability of controllable or interruptible consumer power varies both seasonally and time of day. Overall, there is a small temporal displacement potential for controllable and interruptible load shares. Such a regulation is thus applicable at most for the frequency relief after interference events.

Ebenso aus dem Stand der Technik bekannt ist ein indirekter Lastausgleich durch variable Tarife, derart, dass Strom in Zeiten geringer Stromabnahme vergünstigt angeboten wird. Hierbei ergeben sich aber ähnliche Nachteile wie oben genannt, wobei zusätzlich der sogenannte Payback-Effekt zu beobachten ist, d. h., wenn nach mehreren Stunden hoher Netzauslastung die Netzauslastung sinkt und ein vergünstigter Strompreis angeboten wird, sind Belastungsspitzen zu beobachten, die sich aus dem gleichzeitigen Zuschalten von strompreisabhängig gesteuerten Verbrauchern ergeben. Des Weiteren ist der abrechnungstechnische Aufwand in Relation zu der geringen zur Verfügung gestellten Regelleistung deutlich zu hoch. Somit amortisiert sich eine tarifabhängige Steuerung für den Kunden zumeist nicht, da beispielsweise für die komplex aufgebauten Zähler höhere Kosten anfallen, welche die Einsparungen für den günstigeren Strompreis übersteigen.Also known from the prior art is an indirect load balancing by variable tariffs, such that electricity is offered at reduced power consumption times. However, this results in similar disadvantages as mentioned above, wherein in addition the so-called payback effect can be observed, d. h., If after several hours of high network utilization, the network utilization decreases and a discounted price of electricity is offered, peak loads are to be observed, resulting from the simultaneous connection of power-price-dependent controlled consumers. Furthermore, the billing-related expenditure in relation to the low control power provided is clearly too high. Thus, a tariff-dependent control usually pays off for the customer, since, for example, higher costs are incurred for the complex meters, which exceed the savings for the cheaper electricity price.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leistungssteuereinrichtung sowie ein Verfahren zum Lastausgleich eines Netzes zu ermöglichen, die mit geringem Aufwand eine hohe Regelleistung zur Verfügung stellt bzw. einen Regelbedarf deutlich reduziert. Des Weiteren soll die Netzstabilität und die Versorgungssicherheit erhöht werden. Zusätzlich sollen für den Stromkunden möglichst keine Einschränkungen hinsichtlich der Zeiträume, in denen elektrische Verbraucher genutzt werden können, entstehen.The object of the invention is to enable a power control device and a method for load balancing of a network, which provides a high control power with little effort and significantly reduces a need for control. Furthermore, network stability and security of supply are to be increased. In addition, as far as possible no restrictions on the periods of time in which electrical consumers can be used should arise for the electricity customer.

Diese Aufgaben werden durch eine Leistungssteuereinrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.These objects are achieved by a power control device according to claim 1 and a method according to claim 5. Advantageous developments and refinements emerge from the features of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Leistungssteuereinrichtung zur Steuerung eines an ein Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchers umfasst eine Steuereinheit sowie eine Erfassungseinheit. Die Erfassungseinheit ist dazu eingerichtet, ein externes Steuersignal zu erfassen, und/oder dazu eingerichtet, einen elektrischen Parameter des Versorgungsnetzes zu ermitteln, der davon abhängt, ob eine am Versorgungsnetz angeschlossene Last größer oder kleiner ist als ein Bezugswert, der einer Gesamtleistung des Netzes entspricht. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, den Verbraucher derart zu versorgen, dass einerseits durchgehend ein Betrieb des Verbrauchers möglich ist und andererseits der Verbraucher an einem Lastausgleich des Netzes beteiligt wird.The power control device according to the invention for controlling an electrical consumer connected to a supply network comprises a control unit and a detection unit. The detection unit is configured to detect an external control signal, and / or arranged to determine an electrical parameter of the supply network, which depends on whether a load connected to the supply network is greater or less than a reference value corresponding to a total power of the network , The control unit is designed to supply the load in such a way that, on the one hand, continuous operation of the load is possible and, on the other hand, the load is involved in load balancing of the network.

Hierzu führt die Steuereinheit dem Verbraucher in Nutzintervallen einer vorgegebenen Länge jeweils im Mittel eine durch den Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung zu. Innerhalb der Nutzintervalle wird der zeitliche Verlauf der Leistung so gesteuert, dass in einer ersten Phase jedes Nutzintervalls der zeitliche Verlauf der Leistung von einem Wert des elektrischen Parameters und/oder des externen Steuersignals abhängig gesteuert wird, derart, dass der Verbraucher mit einer Leistung, die in ihrem zeitlichen Verlauf von der vorgegebenen durchschnittlichen Leistung abweicht, betreibbar ist bzw. betrieben wird. Die Leistung ist hierbei vorzugsweise gegenüber der durchschnittlichen Leistung erhöht, wenn der Bezugswert größer ist als die am Versorgungsnetz angeschlossene Last, und verringert, wenn der Bezugswert kleiner ist als die am Versorgungsnetz angeschlossene Last. Unter einer Leistung, die in ihrem zeitlichen Verlauf von einer durchschnittlichen Leistung abweichend gesteuert wird, ist eine aktiv von einer durchschnittlichen Leistung abweichend gesteuerte Leistung zu verstehen. Eine Leistung die ausschließlich aufgrund von sich automatisch ergebenden physikalische Effekten (d. h. einer Frequenz- und/oder spannungsabhängigen Last des Verbrauchers), von einer durchschnittlichen Leistung abweicht, ist nicht als von einer durchschnittlichen Leistung abweichend gesteuerte Leistung im Sinne der Erfindung aufzufassen. Ein Beispiel für eine sich automatisch ergebende veränderte Leistung ist eine verringerte Leistungsaufnahme eines (nicht gesteuerten) Transformators bei verringerter Netzfrequenz. For this purpose, the control unit supplies the consumer at useful intervals of a predetermined length, in each case on average, an average power predetermined by the consumer. Within the useful intervals, the time profile of the power is controlled so that in a first phase of each useful interval the time profile of the power is controlled by a value of the electrical parameter and / or the external control signal, such that the load with a power, the deviates, is operable or is operated in the course of time from the specified average power. Power is preferably increased from the average power when the reference value is greater than the load connected to the utility grid, and decreases when the reference value is less than the load connected to the utility grid. A performance that is deviated from average performance over time is understood to mean performance that is actively deriving from average performance. A power deviating from an average power solely due to automatically resulting physical effects (ie, a frequency and / or voltage dependent load of the load) is not to be understood as power deviating from an average power in the sense of the invention. An example of an automatically resulting changed power is a reduced power consumption of a (non-controlled) transformer at a reduced line frequency.

Durch die Ansteuerung in Nutzintervallen, wobei in den Nutzintervallen dem Verbraucher jeweils im Mittel eine vorgegebene durchschnittliche Leistung zugeführt wird, wird sichergestellt, dass sich keinerlei Beeinträchtigungen der Funktion des Verbrauchers ergeben. Es wird also ausgenutzt, dass für die meisten Verbraucher ausreicht eine unscharfe Leistungsvorgabe, derart, dass eine bestimmte Energie pro Zeitintervall zugeführt wird, zu erfüllen. Um eine Beeinträchtigung der Funktion des Verbrauchers zu vermeiden, wird die Länge der Nutzintervalle vorzugsweise so gewählt, dass eine Trägheit des Verbrauchers hinreichend groß ist, um die Schwankungen der aktuellen Leistung innerhalb jedes Nutzintervalls zu kompensieren, d. h. die Länge der Nutzintervalle wird abhängig von einer vom Verbraucher geforderten Versorgungsqualität gewählt.By the control in Nutzintervallen, wherein in the Nutzintervallen the consumer in each case on average a predetermined average power is supplied, it is ensured that there are no adverse effects on the function of the consumer. It is thus exploited that sufficient for most consumers a fuzzy power setting, such that a certain energy is supplied per time interval to meet. In order to avoid an impairment of the function of the consumer, the length of the useful intervals is preferably chosen so that an inertia of the consumer is sufficiently large to compensate for the fluctuations of the actual power within each useful interval, i. H. the length of the useful intervals is selected depending on a supply quality demanded by the consumer.

Da somit dem Verbraucher in einer ersten Phase des Nutzintervalls eine von einer durchschnittlichen Leistung verschiedene aktuelle Leistung zugeführt werden kann, die abhängig von dem elektrischen Parameter bzw. dem externen Steuersignal und somit abhängig von Erfordernissen des Versorgungsnetzes hinsichtlich des Lastausgleichs gesteuert werden kann, kann der Verbraucher zum Lastausgleich des Versorgungsnetzes beitragen.Since, in a first phase of the useful interval, the consumer can thus be supplied with a current power which differs from average power and which can be controlled depending on the electrical parameter or the external control signal and thus on the requirements of the supply network with regard to load balancing contribute to the load balancing of the supply network.

Hierdurch wird der für ein bestimmtes Niveau der Versorgungssicherheit notwendige Anteil an Primär- und Sekundärregelleistung bzw. partiell auch Minuten- oder Stundenreserveleistung deutlich reduziert, ohne die Netzstabilität zu gefährden.As a result, the proportion of primary and secondary control power or, in some cases, minutes or hours of reserve power required for a certain level of security of supply is significantly reduced, without jeopardizing network stability.

Es sei erwähnt, dass der Bezugswert der Gesamtleistung des Netzes, d. h. der gesamten dem Netz zur Verfügung stehenden Leistung, entspricht. Das Netz kann hierbei ein landesweites Stromversorgungsnetz oder auch ein kleineres Verteilernetz sein. Ebenso kann das Netz ein betriebsinternes Netz oder dergleichen sein, in dem eine Vermeidung von hohen Spitzenleistungen angestrebt wird. Diese Zielsetzung (Verringerung der Spitzenleistung) ergibt sich bei betriebsinternen Netzen als vorrangiges Regelziel (d. h. auch vorrangig gegenüber einem Lastausgleich in dem mit dem betriebsinternen Netz verbundenen, übergeordneten Versorgungsnetz), da sich ein Strompreis für gewerbliche Stromkunden oft aus Kosten für einen Stromverbrauch sowie aus Kosten für eine vom Stromversorger bei Bedarf bereitzustellende Spitzenleistung zusammensetzt. Eine Reduzierung der Spitzenleistung führt also zu geringeren Stromkosten. In diesem Fall kann der Bezugswert einem Sollwert des Verbrauchs entsprechen, d. h. dieser Sollwert des Verbrauchs wird als die dem Netz zur Verfügung stehende Leistung im Sinne des Anspruchs 1 aufgefasst.It should be noted that the reference value of the total power of the network, i. H. the total power available to the network. The network can be a nationwide power supply network or a smaller distribution network. Likewise, the network may be an in-house network or the like, in which an avoidance of high peak power is sought. This objective (reduction of peak power) is the primary control objective for in-service networks (ie also more important than load balancing in the higher-level grid connected to the in-house network), since electricity utility electricity prices often come from electricity costs and costs for a peak power to be provided by the utility when needed. A reduction of peak power thus leads to lower electricity costs. In this case, the reference value may correspond to a desired value of the consumption, i. H. this setpoint of consumption is understood as the power available to the network within the meaning of claim 1.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuereinheit eine Logikeinheit sowie einen Leistungsbegrenzer auf, wobei der Leistungsbegrenzer dazu ausgebildet ist, dem Verbraucher eine von einem durch die Logikeinheit ausgegebenen Signal abhängige Leistung zuzuführen.In a preferred embodiment, the control unit has a logic unit and a power limiter, wherein the power limiter is designed to supply the consumer with a power dependent on a signal output by the logic unit.

Weiterhin vorzugsweise kann die Steuereinheit einen Leistungsregler umfassen, der insbesondere Bestandteil der Logikeinheit sein kann. Der Leistungsbegrenzer ist in dieser bevorzugten Ausführungsform dazu ausgebildet, einen Ausgang der Steuereinheit derart zu schalten, dass in der ersten Phase des Nutzintervalls eine dem Verbraucher zugeführte aktuelle Leistung von einer Differenz des Bezugswerts und der am Versorgungsnetz angeschlossenen Last abhängt, während dem Verbraucher in einer zweiten Phase eine maximale oder minimale Leistung zuführbar ist. Durch die Zuführbarkeit der maximalen oder minimalen Leistung in einer zweiten Phase kann die innerhalb der ersten Phase aufintegrierte Differenz zwischen der aktuellen Leistung und der durch den Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung ausgeglichen werden. Ein derartiger Leistungsregler kann selbstverständlich auch in Ausführungsformen vorgesehen sein, in denen die Erfassungseinheit zum Erfassen eines externen Steuersignals ausgebildet ist. In diesen Ausführungsformen hängt die dem Verbraucher zugeführte aktuelle Leistung in der ersten Phase von dem externen Steuersignal ab.Further preferably, the control unit may include a power controller, which may be part of the logic unit in particular. In this preferred embodiment, the power limiter is designed to switch an output of the control unit such that in the first phase of the useful interval an actual power supplied to the load depends on a difference of the reference value and the load connected to the supply network, while the load is in a second Phase maximum or minimum power is supplied. The ability to feed the maximum or minimum power in a second phase compensates for the difference between the current power and the average power provided by the load, which is integrated in the first phase. One Such power regulator can of course also be provided in embodiments in which the detection unit is designed to detect an external control signal. In these embodiments, the actual power supplied to the load in the first phase depends on the external control signal.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Steuereinheit sowohl einen Leistungsbegrenzer als auch einen Leistungsregler wie oben beschrieben auf, wobei der Leistungsregler zum Steuern eines Dreipunktschalters angeordnet ist, wobei der Dreipunktschalter zwischen den Leistungsbegrenzer und den Verbraucher geschaltet ist. Über den Dreipunktschalter kann der Verbraucher in der ersten Phase (Regelphase) mit dem Leistungsbegrenzer und in der zweiten Phase (Ausgleichsphase) mit einem Anschluss für die maximale oder minimale Leistung verbunden werden. Die verrichtete Arbeit im gesamten Intervall kann also durch die Gleichung

Figure 00080001
beschrieben werden. Hierbei ist WIntervall die während des Intervalls insgesamt verrichtete Arbeit, P(t, x) die Leistung abhängig von der Zeit sowie einer Regelgröße x (beispielsweise einer Abweichung der Netzfrequenz von einer Sollfrequenz), t1 die Zeit zum Ende der Regelphase (als Nullpunkt der Zeit wurde der Intervallbegin gewählt), t2 die Zeit zum Ende der Ausgleichsphase (und damit die Zeit zum Ende des Nutzintervalls), Pmax/min die in der Ausgleichsphase zugeführte, minimale oder maximale Leistung und P die vom Verbraucher geforderte durchschnittliche Leistung im Intervall.In another embodiment, the control unit has both a power limiter and a power regulator as described above, wherein the power regulator is arranged to control a three-point switch, wherein the three-point switch is connected between the power limiter and the consumer. The three-point switch can be used to connect the load to the power limiter in the first phase (control phase) and to a connection for the maximum or minimum power in the second phase (compensation phase). The work done in the entire interval can therefore be determined by the equation
Figure 00080001
to be discribed. In this case, W interval is the work performed overall during the interval, P (t, x) the power depending on the time and a controlled variable x (for example, a deviation of the mains frequency from a nominal frequency), t 1 the time at the end of the control phase (as zero point the time interval start was chosen), t 2 the time to end of the balancing phase (and thus the time to the end of the useful interval), P max / min the minimum or maximum power supplied in the balancing phase and P the average power demanded by the consumer in the interval.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein Dreipunktregler (d. h. ein Dreipunktschalter, der durch einen Leistungsregler angesteuert wird) nur ein (besonders vorteilhaftes) Beispiel für einen im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbaren Regler ist. Stattdessen kann beispielsweise auch ein dynamischer Regler oder ein anderer Regler zum Umschalten von der Regelphase in die Ausgleichsphase verwendet werden. Außerdem kann der Regler zum Steuern der maximalen und/oder minimalen Leistung ausgebildet sein, d. h. der Regler kann die maximale und/oder minimale Leistung zeitabhängig verändern. Eine maximale und/oder minimale Leistung kann innerhalb eines Intervalls erhöht und/oder verringert werden. Ebenso kann die maximale und/oder minimale Leistung innerhalb eines jeden Intervalls konstant sein, wobei eine maximale und/oder minimale Leistung in mindestens einem Intervall gegenüber dem vorangehenden Intervall erhöht und/oder reduziert ist.It should be noted that a three-position controller (i.e., a three-point switch driven by a power controller) is only one (particularly advantageous) example of a controller useful in the context of the invention. Instead, for example, a dynamic controller or another controller can be used to switch from the control phase to the compensation phase. In addition, the controller may be configured to control the maximum and / or minimum power, i. H. the controller can change the maximum and / or minimum power time-dependent. Maximum and / or minimum power may be increased and / or decreased within one interval. Likewise, the maximum and / or minimum power may be constant within each interval, with maximum and / or minimum power increased and / or reduced in at least one interval from the previous interval.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Lastausgleich eines Netzes mit einer Vielzahl von elektronischen Verbrauchern werden den Verbrauchern jeweils Nutzintervalle mit einer abhängig von dem jeweiligen Verbraucher vorgegebenen Intervalldauer zugeordnet. Innerhalb der Nutzintervalle wird die Leistung jeweils so gesteuert, dass dem Verbraucher einerseits über das Nutzintervall gemittelt eine der vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung entsprechende Leistung zugeführt wird und andererseits innerhalb jedes Nutzintervalls die Gesamtlast der Verbraucher einer im Netz zur Verfügung stehenden Gesamtleistung innerhalb vorgegebener Toleranzen entspricht.In a method according to the invention for load balancing of a network with a large number of electronic consumers, the consumers are each assigned useful intervals with an interval duration which is dependent on the respective consumer. Within the useful intervals, the power is controlled in each case so that the consumer averaged over the useful interval one of the consumer specified average power corresponding power is supplied and on the other hand within each useful interval, the total load of the consumers of a total available power within predetermined tolerances.

Hiermit ist gemeint, dass die Gesamtlast der im Netz zur Verfügung stehenden Gesamtleistung so weit entspricht, dass die lokal gültige Norm hinsichtlich der Netzfrequenz und der Nennspannung des Netzes erfüllt wird. Beispielsweise kann die Gesamtlast der im Netz zur Verfügung stehenden Leistung so weit entsprechen, dass die Netzfrequenz um nicht mehr als 200 Millihertz von einer Sollfrequenz abweicht, und die Spannung im Netz um weniger als 10% von einer Sollspannung abweicht. Es können also beispielsweise die in der europäischen Norm EN 50160 geforderten Bedingungen erfüllt sein.By this it is meant that the total load of the total power available in the network corresponds to the extent that the locally valid standard regarding the mains frequency and the nominal voltage of the network is fulfilled. For example, the total load of the available power in the network can correspond so far that the mains frequency deviates from a nominal frequency by no more than 200 millihertz, and the voltage in the network deviates by less than 10% from a nominal voltage. So, for example, those in the European Standard EN 50160 be fulfilled.

In einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Nutzintervalle der Verbraucher jeweils in eine als Regelphase dienende erste Phase und eine auf die erste Phase folgende, als Ausgleichsphase dienende zweite Phase unterteilt. In der ersten Phase der Nutzintervalle wird die aktuelle Leistung des jeweiligen Verbrauchers zum Ausgleich einer Differenz zwischen der aktuellen insgesamt im Versorgungsnetz zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durch die Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung geregelt.In one embodiment of the method, the useful intervals of the consumers are each subdivided into a first phase serving as a control phase and a second phase following the first phase and serving as a compensation phase. In the first phase of the utility intervals, the current power of each consumer is adjusted to compensate for a difference between the current total available power in the utility grid and the total average power provided by the consumers.

In der zweiten Phase wird die aktuelle Leistung des Verbrauchers so geregelt, dass die über das Nutzintervall gemittelte, dem jeweiligen Verbraucher zugeführte Leistung der vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung entspricht. D. h., wurde dem Verbraucher in der ersten Phase eine zu hohe Leistung (d. h. höher als die geforderte durchschnittliche Leistung) zugeführt, wird dem Verbraucher in der zweiten Phase (Ausgleichsphase) eine verringerte Leistung (vorzugsweise die Minimalleistung) zugeführt, während dem Verbraucher, wenn ihm in der ersten Phase eine zu niedrige Leistung zugeführt wurde, in der zweiten Phase eine erhöhte Leistung (vorzugsweise die Maximalleistung) zugeführt wird. Die Regelung der aktuellen Leistung erfolgt somit in der zweiten Phase vorzugsweise komplett unabhängig von der gesamten durchschnittlichen Leistung der Verbraucher sowie der im Netz zur Verfügung stehenden Leistung. Stattdessen wird in der zweiten Phase erreicht, dass der Verbraucher über das gesamte Nutzintervall gemittelt mit der geforderten durchschnittlichen Leistung versorgt wird. Durch die Zweiteilung der Nutzintervalle wird somit erreicht, dass sich der Verbraucher in der ersten Phase an einem Lastausgleich des Netzes beteiligen kann, wobei sichergestellt bleibt, dass der Verbraucher weiterhin die durchschnittliche Leistung zugeführt bekommt, die nötig ist, damit die Verbraucher durchgängig funktionstüchtig sind.In the second phase, the current power of the consumer is regulated so that the power averaged over the useful interval and supplied to the respective consumer corresponds to the average power given by the consumer. That is, if the consumer was supplied too high a power (ie, higher than the required average power) in the first phase, then in the second phase (balancing phase) the consumer is given a reduced power (preferably the minimum power) while the load is being consumed if it has been fed too low an output in the first phase, an increased power (preferably the maximum power) is supplied in the second phase. The regulation of the current performance thus takes place in the second phase, preferably completely independent of the total average power of the consumer and the power available in the network. Instead, in the second phase it is achieved that the consumer is supplied with the required average power averaged over the entire useful interval. The division of the useful intervals thus achieves that in the first phase the consumer can participate in a load balancing of the network, while ensuring that the consumer continues to receive the average power necessary for the consumers to be fully functional.

In einer auch für empfindliche elektronische Verbraucher besonders gut geeigneten Ausführungsform des Verfahrens ist für die Verbraucher nicht nur eine durchschnittliche Leistung, sondern zusätzlich auch eine maximale und/oder eine minimale aktuelle Leistung vorgegeben. In dieser Ausführungsform wird der Verbraucher derart angesteuert, dass die aktuelle Leistung stets größer oder gleich der minimalen und kleiner oder gleich der maximalen aktuellen Leistung ist. Hierdurch wird verhindert, dass es durch kurzzeitig vorliegende, zu hohe Leistungen zu Beschädigungen der elektronischen Verbraucher kommt. Auch könnte eine zu starke Absenkung der aktuellen Leistung zu einem Ausfall des Verbrauchers führen, wobei dies durch die festgelegte minimale Leistung verhindert wird.In an embodiment of the method which is also particularly suitable for sensitive electronic consumers, not only an average power but also a maximum and / or a minimum actual power is predetermined for the consumers. In this embodiment, the consumer is controlled such that the current power is always greater than or equal to the minimum and less than or equal to the maximum current power. This prevents the short-term, too high performance from damaging the electronic consumer. Also, lowering the current power too much could lead to a consumer outage, and this is prevented by the set minimum power.

In einer hinsichtlich der insgesamt zur Verfügung stehenden Regelleistung optimalen Ausführungsform kann in der Ausgleichsphase die aktuelle Leistung der maximalen oder minimalen Leistung entsprechen. Hierdurch wird eine besonders lange Regelphase möglich, wobei von der Regelphase in die Ausgleichsphase gewechselt wird, sobald über das jeweilige Nutzintervall gemittelt eine der vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung entsprechende Leistung nur noch durch konstantes Zuführen der maximalen oder minimalen aktuellen Leistung für das restliche Zeitintervall realisiert werden kann. Es wird also bevorzugt zum spätestmöglichen Zeitpunkt von der Regelphase in die Ausgleichsphase geschaltet.In an optimal embodiment with respect to the total available control power, in the balancing phase, the actual power may correspond to the maximum or minimum power. As a result, a particularly long control phase is possible, being changed from the control phase in the compensation phase as averaged over the respective useful interval one of the consumer specified average power corresponding performance can be realized only by constantly supplying the maximum or minimum current power for the remaining time interval can. It is therefore preferably switched at the latest possible time of the control phase in the compensation phase.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass dann, wenn aktuell nur eine geringe Regelleistung nötig ist, Verbraucher mit einem relativ kurzen Nutzintervall vorzeitig von der Regelphase in die Ausgleichsphase geschaltet werden.Alternatively, however, it is also possible that when currently only a small control power is needed, consumers with a relatively short useful interval are prematurely switched from the control phase in the compensation phase.

In einer weiteren Ausführungsform wird den Verbrauchern jeweils eine Verzugszeit zugeordnet, die angibt, wie schnell die aktuelle Leistung des jeweiligen Verbrauchers an eine zur Verfügung stehende Leistung zum Lastausgleich im Netz angepasst wird. In derartigen Ausführungsformen wird eine Differenz zwischen der aktuell zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durchschnittlichen Leistung der Verbraucher zuerst über eine Veränderung der aktuellen Leistung der Verbraucher mit der geringsten Verzugszeit ausgeglichen.In a further embodiment, the consumers are each assigned a delay time, which indicates how quickly the current power of the respective consumer is adapted to an available power for load balancing in the network. In such embodiments, a difference between the currently available power and the total average power of the load is first offset by a change in the current power of the load with the least delay time.

Sobald die Verbraucher mit der geringsten Verzugszeit von der Regelphase in die Ausgleichsphase schalten, wird der Lastausgleich durch elektrische Verbraucher mit höherer Verzugszeit übernommen. Diese gleichen dann einerseits die Differenz zwischen der gesamten durch die Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung und der aktuell im Netz zur Verfügung stehenden Gesamtleistung und andererseits eine sich durch das Umschalten der Verbraucher mit geringerer Verzugszeit von der Regelphase in die Ausgleichsphase ergebende zusätzliche Last aus. Die Funktion von schnell reagierenden am Lastausgleich beteiligten Verbrauchern wird also nach und nach durch langsamere Verbraucher übernommen.As soon as the consumers with the least delay time switch from the control phase to the compensation phase, the load compensation is taken over by electrical consumers with a higher delay time. These then on the one hand equalize the difference between the total average power provided by the consumers and the total power currently available in the network and, on the other hand, an additional load resulting from the switching of the consumers with a shorter delay time from the control phase to the balancing phase. The function of fast-reacting consumers involved in load balancing is thus gradually taken over by slower consumers.

Der Lastausgleich funktioniert also vorzugsweise nach einem Schneeballprinzip. Verbraucher, die sich nur kurz (kleine Länge der Nutzintervalle) aber mit hoher Dynamik (kurze Verzugszeit) am Lastausgleich beteiligen können, „reichen” die auszugleichende Leistungsdifferenzen zu langsam reagierenden, über längere Nutzintervalle aussteuerbare Lastgruppen weiter. Damit wird mit anhaltender Leistungsdifferenz (d. h. Differenz zwischen einer im Netz zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten von den Verbrauchern benötigten durchschnittlichen Leistung) im Gesamtsystem das zeitliche Verschiebepotential an den steuerbaren Lastgruppen (Verbrauchern) schrittweise erhöht und in der Zwischenzeit die Regelfähigkeit der schneller reagierenden Lastgruppen bzw. Verbraucher wiederhergestellt. Dieses Prinzip wird erfindungsgemäß als fraktale Laststeuerung bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, dass das oben beschriebene ”Weiterreichen” ohne einen Datenaustausch zwischen Leistungssteuereinrichtungen verschiedener Verbraucher durchführbar ist. Das ”Weiterreichen” wird schon dadurch möglich, dass Leistungssteuereinrichtungen von langsam reagierenden Verbrauchern innerhalb der Verzugszeit den elektrischen Parameter des Versorgungsnetzes beobachten, wobei der Verlauf dieses elektrischen Parameters impliziert, wie die schneller reagierenden Verbraucher auf den Verlauf des elektrischen Parameters reagiert haben. Hieraus ergibt sich, in welchem Maße sich die langsam reagierenden Verbraucher nach Ablauf ihrer Verzugszeit am Lastausgleich beteiligen müssen.The load balance thus works preferably according to a snowball principle. Consumers who can take part in the load balancing only briefly (small length of the useful intervals) but with high dynamics (short delay time), the power differences to be compensated "continue" to slowly reacting load groups which can be activated over longer useful intervals. Thus, with a persistent power difference (ie difference between a power available in the grid and the total average power required by the consumers) in the overall system, the temporal displacement potential at the controllable load groups (consumers) is gradually increased and, in the meantime, the controllability of the faster-reacting load groups or consumer restored. This principle is referred to as fractal load control according to the invention. It should be noted that the above-described "handover" without a data exchange between power control devices of different consumers is feasible. The "passing on" is already possible because power control devices of slowly responding consumers within the delay time observe the electrical parameters of the supply network, the course of this electrical parameter implies how the faster responding consumers have responded to the course of the electrical parameter. This results in the extent to which the slow-reacting consumers have to take part in the load balancing at the end of their delay time.

Es hat sich herausgestellt, dass eine besonders gute Steuerung erreicht werden kann, wenn die Längen der Nutzintervalle und der Verzugszeiten so gewählt werden, dass Verbraucher mit längeren Nutzintervallen auch längere Verzugszeiten aufweisen. Besonders bevorzugt wird die Verzugszeit proportional zur Länge des Nutzintervalls gewählt. It has been found that a particularly good control can be achieved if the lengths of the useful intervals and the delay times are chosen so that consumers with longer useful intervals also have longer delay times. Particularly preferably, the delay time is chosen to be proportional to the length of the useful interval.

Je nach Ausführungsform kann bei dem Verfahren ein elektrischer Parameter des Netzes, vorzugsweise die Netzfrequenz oder eine Über- oder Unterspannung, detektiert werden, wobei anhand des Parameters ermittelt wird, ob die Gesamtlast der Verbraucher einer dem Netz zur Verfügung stehenden Gesamtleistung innerhalb vorgegebener Toleranzen (siehe oben) entspricht. Die Steuerung der aktuell zugeführten Leistung erfolgt dann abhängig von einer Abweichung des Parameters von einem Sollwert des Parameters. Ist beispielsweise eine im Netz zur Verfügung stehende Gesamtleistung größer als eine Gesamtlast der Verbraucher, steigt eine Netzfrequenz an. Um die Netzfrequenz möglichst genau auf den Sollwert einzuregeln, wird also, wie oben beschrieben, durch zeitweises Erhöhen der aktuellen Leistung der Verbraucher mit geringen Verzugszeiten gegengeregelt.Depending on the embodiment, an electrical parameter of the network, preferably the mains frequency or an overvoltage or undervoltage, can be detected in the method, it being determined by means of the parameter whether the total load of the consumers of a total power available to the network within predetermined tolerances (see above) corresponds. The control of the currently supplied power is then dependent on a deviation of the parameter from a setpoint of the parameter. If, for example, a total power available in the network is greater than a total load of the consumers, a grid frequency increases. In order to regulate the network frequency as accurately as possible to the desired value, as described above, the consumer is thus counteracted by temporarily increasing the current power with low delay times.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Regelung über einen gemessenen elektrischen Parameter kann eine Steuerung über ein externes Steuersignal vorgesehen sein.Alternatively or in addition to a regulation via a measured electrical parameter, a control can be provided via an external control signal.

Dies ist beispielsweise zweckdienlich, wenn Strom unter der Bedingung bezogen wird, dass sich der Strompreis aus einem gesamtleistungsabhängigen Anteil und einem maximalleistungsabhängigen Anteil zusammensetzt. In diesem Fall sinken für einen Strom verbrauchenden Betrieb die Stromkosten, wenn er gleichmäßiger Strom verbraucht.This is expedient, for example, if electricity is purchased under the condition that the electricity price is composed of an overall power-dependent component and a maximum-power-dependent component. In this case, power consumption for a power-consuming operation decreases when it consumes uniform power.

In derartigen Ausführungsbeispielen wird also im Interesse des Betriebs nicht hauptsächlich ein Lastausgleich im versorgenden Stromnetz angestrebt sondern ein gleichmäßiger Stromverbrauch des Betriebs. Dieser lässt sich nicht anhand eines Netzparameters wie der Netzfrequenz feststellen, da diese von diversen anderen, nicht zum Betrieb gehörigen Verbrauchern abhängt. Um in derartigen Situationen einen möglichst gleichmäßigen Stromverbrauch des Betriebs und somit geringe Stromkosten zu erreichen wird ein externes Steuersignal – dass beispielsweise einen insgesamt vom Betrieb verbrauchten Strom angeben kann – von der Erfassungseinheit bestimmt.In such embodiments, therefore, it is not primarily a load balancing in the supplying power network that is aimed at in the interest of the operation but a uniform power consumption of the operation. This can not be determined on the basis of a network parameter such as the network frequency, since this depends on various other non-operating consumers. In order to achieve the most uniform possible power consumption of the operation and thus low electricity costs in such situations, an external control signal - which can indicate, for example, a total current consumed by the operation - is determined by the detection unit.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird für die einzelnen Verbraucher jeweils separat der elektrische Parameter des Netzes bestimmt und die aktuelle Leistung der Verbraucher separat gesteuert. Entsprechend kann für jeden Verbraucher eine eigene Leistungssteuereinrichtung vorgesehen sein.In a particularly preferred embodiment, the electrical parameters of the network are determined separately for the individual consumers and the current power of the consumers is controlled separately. Accordingly, a separate power control device can be provided for each consumer.

Durch ein derart ausgestaltetes Verfahren kann eine Differenz zwischen erzeugter und nachgefragter elektrischer Leistung dezentral, durch unterschiedlich schnell reagierende Lastgruppen bzw. Verbraucher ausgeglichen werden. Hierzu wird vorzugsweise jeder in den Lastausgleich involvierte Verbraucher mit einer individuellen Leistungssteuereinrichtung ausgestattet. Somit ist ein autarker, dezentraler Lastausgleich möglich, wobei keine zusätzlichen Datenleitungen zwischen den Leistungssteuereinrichtungen notwendig sind.By such a configured method, a difference between generated and demanded electrical power can be compensated decentralized, by load groups or consumers reacting at different rates. For this purpose, each load involved in the load balancing is preferably equipped with an individual power control device. Thus, a self-sufficient, decentralized load balancing is possible, with no additional data lines between the power control devices are necessary.

Es sei darauf hingewiesen, dass mit einem einzelnen Verbraucher im Rahmen dieser Anmeldung nicht zwingend ein einzelnes elektrisches Gerät gemeint sein muss; vielmehr können auch Gerätegruppen bis zu ganzen Haushalten oder Häuserblöcken als ein einzelner Verbraucher gemeinsam gesteuert werden.It should be noted that with a single consumer in the context of this application, not necessarily a single electrical device must be meant; rather, device groups up to entire households or blocks of houses can be jointly controlled as a single consumer.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird auch mindestens ein dem Netz Leistung zuführender Energieerzeuger bzw. -speicher bei der Regelung mit einbezogen, so dass bei einer langfristig anhaltenden Differenz zwischen der aktuell zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durchschnittlichen Leistung der Verbraucher eine Energieabgabe des Energieerzeugers an die gesamte durchschnittliche Leistung der Verbraucher angepasst wird.In a further advantageous embodiment of the method, at least one power generator or storage supplying energy to the network is also included in the control, so that in the case of a long-term difference between the currently available power and the total average power of the consumers, an energy delivery of the Adjusted to the total average consumer power.

Der fraktale Lastausgleich kann somit derart in die Regelung des Energieversorgungssystems eingebunden werden, dass langanhaltende Abweichungen in der Leistungsbilanz (d. h. Abweichungen der im Netz zur Verfügung stehenden Leistung von der von den Verbrauchern benötigten Leistung), die die Kapazität des fraktalen Lastausgleicher erschöpfen, durch vorausschauende Aktivierung von Regel- bzw. Reserveleistungen in den Kraftwerken kompensiert werden, während der Großteil der Primär- und Sekundärregelleistung sowie teilweise die Minutenreserveleistung durch den fraktalen Lastausgleich bereitgestellt wird.The fractal load balancing can thus be integrated into the regulation of the energy supply system such that long-lasting differences in the power balance (ie deviations of the power available in the grid from the power required by the consumers), which exhaust the capacity of the fractal load balancer, by anticipatory activation of reserve power in the power plants, while providing most of the primary and secondary control power, and in part the minute reserve power provided by the fractal load balancing.

Besonders bevorzugt werden durch die Verbraucher die Nutzintervalle zyklisch durchlaufen, derart, dass sich für jeden der Verbraucher Regel- und Ausgleichsphasen abwechseln.It is particularly preferred for consumers to cycle through the useful intervals in such a way that control and compensation phases alternate for each of the consumers.

Es sei darauf hingewiesen, dass die aktuelle Intervalldauer, die vom Verbraucher vorgegebene aktuelle durchschnittliche Leistung, die minimale aktuelle Leistung und die maximale aktuelle Leistung und/oder die aktuelle Verzugszeit nicht unbedingt konstant sein muss, sondern auch zeitabhängig oder abhängig von Betriebsparametern des Verbrauchers variiert werden kann. Mit ”aktuell” ist der Wert der jeweiligen Größe in einem momentanen Intervall gemeint. Die ”aktuelle Intervalldauer” ist also die Dauer des momentanen Intervalls. Insbesondere können aufeinanderfolgende Intervalle eine unterschiedliche Intervalldauer aufweisen. It should be pointed out that the current interval duration, the current average power specified by the consumer, the minimum current power and the maximum current power and / or the current delay time do not necessarily have to be constant, but are also varied over time or depending on operating parameters of the consumer can. By "current" is meant the value of the respective size in a current interval. The "current interval duration" is thus the duration of the current interval. In particular, successive intervals may have a different interval duration.

Wird beispielsweise eine Leuchtstoffröhre gesteuert, kann für den Anschaltvorgang eine Intervalldauer relativ kurz sein, wobei eine relativ genaue Regelung der aktuellen Leistung notwendig ist. Entsprechend besteht nur ein geringer Abstand zwischen der durchschnittlichen durch den Verbraucher vorgegebenen Leistung und der maximalen und minimalen Leistung. Es ist also eine hohe Versorgungsqualität erforderlich. Ist der Anschaltvorgang der Leuchtstoffröhre abgeschlossen, ist eine derart hohe Versorgungsqualität nicht mehr notwendig. Für den durchgehenden Leuchtbetrieb wird die Leuchtstoffröhre dann mit einer größeren Nutzintervalldauer angesteuert und auch ein Abstand zwischen der minimalen bzw. maximalen Leistung und der durchschnittlichen Leistung ist (relativ zur durchschnittlichen Leistung) größer. Dadurch, dass die Intervalldauer, die vom Verbraucher vorgegebene durchschnittliche Leistung, die minimale aktuelle Leistung, die maximale aktuelle Leistung und/oder die Verzugszeit nicht zeitlich konstant sind, sondern zeitabhängig und/oder abhängig von Betriebsparametern des Verbrauchers gesteuert werden, kann eine zur Verfügung stehende Regelleistung maximiert werden, da die genannten Werte stets den aktuellen Betriebsbedingungen des Verbrauchers angepasst werden können.If, for example, a fluorescent tube is controlled, an interval duration for the connection process may be relatively short, whereby a relatively precise regulation of the actual output is necessary. Accordingly, there is little difference between the average power given by the consumer and the maximum and minimum power. So it is a high quality of care required. Once the fluorescent lamp has been switched on, such high quality of care is no longer necessary. For the continuous lighting operation, the fluorescent tube is then driven with a larger useful interval duration and also a distance between the minimum and maximum power and the average power is larger (relative to the average power). Due to the fact that the interval duration, the average power specified by the consumer, the minimum current power, the maximum current power and / or the delay time are not constant over time, but are time-dependent and / or controlled as a function of the operating parameters of the consumer, one available one Control power can be maximized because the values mentioned can always be adapted to the current operating conditions of the consumer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leistungssteuereinrichtung am Verbraucher, 1 A first embodiment of a power control device on the consumer,

2 einen beispielhaften Leistungsverlauf für eine Leistungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, 2 an exemplary performance curve for a power control device according to claim 1,

3 eine Skizze zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens einer Vielzahl von Leistungssteuereinrichtungen, 3 a sketch to illustrate the interaction of a variety of power control devices,

4 einen Verlauf der aktuellen Leistung für mehrere Verbraucher mit verschiedener Verzugszeit, 4 a progression of the current power for several consumers with different delay time,

5 eine detailliertere Variante einer Leistungssteuereinrichtung, 5 a more detailed variant of a power control device,

6a–e Diagramme zur Verdeutlichung der Regelung bei einer Vielzahl von Verbrauchern und 6a -E diagrams to illustrate the regulation in a variety of consumers and

7 Darstellung zur Verdeutlichung einer mehrstufigen Regelung. 7 Representation to illustrate a multi-level control.

In 1 ist eine Anordnung 1 bestehend aus einer möglichen Ausführungsform einer Leistungssteuereinrichtung 2 sowie einem Verbraucher 3 dargestellt. Die dargestellte Leistungssteuereinrichtung 2 für einen einzelnen Verbraucher 3 (dies kann ein einzelnes elektrisches Gerät, jedoch ebenso ein ganzer Häuserblock oder eine Fabrik sein) umfasst eine als Leistungsbegrenzer dienende elektronische Komponente 4, die die Leistungsaufnahme für den Verbraucher innerhalb eines vorgegebenen Bandes festlegt, einen Sensor 5 (hierbei kann es sich beispielsweise um einen Netzfrequenzsensor handeln) und alternativ oder zusätzlich zum Sensor 5 einen externen Kommunikationskanal 6 zum Empfang eines Steuersignals und eine Logik- oder Steuereinheit 7. Des Weiteren weist die Anordnung einen Netzanschluss 8 auf, der mit der elektronischen Komponente 4 verbunden ist.In 1 is an arrangement 1 consisting of a possible embodiment of a power control device 2 as well as a consumer 3 shown. The illustrated power control device 2 for a single consumer 3 (this may be a single piece of electrical equipment, but also an entire block or factory) includes a power-limiting electronic component 4 , which sets the power consumption for the consumer within a given band, a sensor 5 (This may, for example, be a mains frequency sensor) and alternatively or in addition to the sensor 5 an external communication channel 6 for receiving a control signal and a logic or control unit 7 , Furthermore, the arrangement has a network connection 8th on that with the electronic component 4 connected is.

Je nach Ausführungsform ist die Logik- oder Steuereinheit 7 dazu ausgebildet, ein Signal von dem Sensor 5 und/oder ein externes Steuersignal über den externen Kommunikationskanal 6 zu empfangen. Ob ein Signal eines Sensors oder ein externes Steuersignal verwendet wird, hängt hauptsächlich vom Anwendungszweck ab. Wird durch die Leistungssteuereinrichtung 2 die Vermeidung einer Spitzenlast in einem Betrieb angestrebt, d. h. hängt das Regelziel (Minimierung der Spitzenleistung) nicht von dem Gesamtnetz sondern einer lokalen Größe wie dem Stromverbrauch im Betrieb ab, wird bevorzugt ein externes Kommunikationssignal (dieses kann beispielsweise den aktuellen Stromverbrauch des Betriebs angeben) verwendet. Wird hingegen zur Optimierung der Stabilität des gesamten Netzes geregelt, wird vorzugsweise das Signal vom Sensor 5 verwendet.Depending on the embodiment, the logic or control unit 7 adapted to receive a signal from the sensor 5 and / or an external control signal via the external communication channel 6 to recieve. Whether a signal from a sensor or an external control signal is used depends mainly on the application. Is by the power control device 2 the aim of avoiding a peak load in an operation, that is depends the control target (minimization of peak power) not from the overall network but a local size such as power consumption during operation, preferably an external communication signal (this can indicate, for example, the current power consumption of the operation) is used , If, however, to optimize the stability of the entire network regulated, preferably the signal from the sensor 5 used.

Abhängig von dem Signal bzw. den Signalen steuert die Logik- oder Steuereinheit 7 den Leistungsbegrenzer 4, so dass dem Verbraucher 3 eine durch die Logik- oder Steuereinheit 7 festgelegte Leistung zugeführt wird. Depending on the signal or signals, the logic or control unit controls 7 the power limiter 4 so that the consumer 3 one through the logic or control unit 7 specified power is supplied.

Dies wird anhand von 2 näher erläutert. In 2 ist auf der x-Achse 9 die Zeit und auf der y-Achse 10 die Leistung aufgetragen. Die x-Achse 9 ist in mehrere im vorliegenden Fall gleich lange Nutzintervalle 11a bis 11g unterteilt. Außerdem zu erkennen ist eine obere und eine untere über alle dargestellten Intervalle konstante gestrichelte Linie Pmax bzw. Pmin, wobei die obere gestrichelte Linie die maximale dem Verbraucher zuführbare Leistung und die untere gestrichelte Linie die minimale dem Verbraucher zuführbare Leistung angibt. Es sei darauf hingewiesen, dass weder die maximale noch die minimale zuführbare Leistung zeitlich konstant sein muss; um eine Übersichtlichkeit der Figur zu gewährleisten, wurden die Maximal- und die Minimalleistung jedoch in diesem Fall als konstant dargestellt.This is based on 2 explained in more detail. In 2 is on the x-axis 9 the time and on the y-axis 10 the power applied. The x-axis 9 is in several in this case the same length of use intervals 11a to 11g divided. In addition, an upper and a lower dashed line P max or P min are shown over all the illustrated intervals, the upper dashed line indicating the maximum load deliverable to the load and the lower dashed line indicating the minimum power that can be supplied to the load. It should be noted that neither the maximum nor the minimum deliverable power must be constant in time; In order to ensure clarity of the figure, however, the maximum and the minimum power were shown as constant in this case.

Zwischen der oberen gestrichelten Linie Pmax und der unteren gestrichelten Linie Pmin ist für jedes Intervall separat eine weitere gestrichelte Linie 12a bis 12g dargestellt, die eine vom Verbraucher benötigte durchschnittliche Leistung in dem jeweiligen Intervall angibt. Des Weiteren zu erkennen ist eine durchgezogene Linie 13, die die aktuelle Leistung zu dem jeweiligen Zeitpunkt (d. h. einen zeitlichen Verlauf der Leistung) angibt. In jedem Intervall 11a bis 11g entspricht ein Integral des zeitlichen Verlaufs 13 der Leistung über das jeweilige Intervall einem Produkt aus der Intervalldauer und der vom Verbraucher benötigten durchschnittlichen Leistung 12a bis 12g. Das heißt, über das Intervall gemittelt wird dem Verbraucher die von Ihm benötigte Leistung zugeführt.Between the upper dashed line P max and the lower dashed line P min is separately for each interval a further broken line, 12a to 12g representing an average power demanded by the consumer in the respective interval. Furthermore, a solid line can be seen 13 which indicates the current performance at the respective time (ie a time course of the performance). In every interval 11a to 11g corresponds to an integral of the time course 13 the performance over the respective interval, a product of the interval duration and the average power required by the consumer 12a to 12g , That is, averaged over the interval, the consumer is supplied with the power required by him.

Jedes der Intervalle 11a bis 11g ist in eine erste Phase 14 und eine zweite Phase 15 unterteilt. Zu jeweils einer Zeit ta bis tg wird von der ersten Phase in die zweite Phase geschaltet. Innerhalb der ersten Phasen 14 (auch als Regelphasen bezeichnet) wird die aktuelle Leistung 13 unabhängig von der für das jeweilige Intervall 11a bis 11g geforderten durchschnittlichen Leistung 12a bis 12g gesteuert. Stattdessen wird für die Steuerung der aktuellen Leistung (bis auf die Rahmenbedingung, dass die aktuelle Leistung stets zwischen der maximalen und der minimalen Leistung liegen muss) nur berücksichtigt, welche aktuelle Leistung im Sinne eines Lastausgleichs optimal ist.Each of the intervals 11a to 11g is in a first phase 14 and a second phase 15 divided. At each time ta to tg is switched from the first phase to the second phase. Within the first phases 14 (also called rule phases) is the current performance 13 regardless of the for the respective interval 11a to 11g required average power 12a to 12g controlled. Instead, to control the current power (except for the constraint that the current power must always be between the maximum and minimum power), it only takes into account which actual power is optimal in terms of load balancing.

Hierzu kann z. B. das Signal des Sensors 5 berücksichtigt werden, wobei dann, wenn der Sensor 5 eine über einer Sollfrequenz liegende Frequenz misst, dem Verbraucher eine über der durchschnittlichen Leistung 12a liegende aktuelle Leistung 13 zugeführt wird und dann, wenn durch den Sensor 5 eine zu niedrige Frequenz festgestellt wird, dem Verbraucher 3 eine unterhalb einer durchschnittlichen Leistung 12a liegende aktuelle Leistung 13 zugeführt wird. Selbstverständlich ist eine entsprechende Regelung ebenso möglich, wenn ein anderer elektrischer Parameter als die Frequenz verwendet wird oder wenn ein externe Steuersignal zur Regelung verwendet wird.For this purpose, z. B. the signal of the sensor 5 be taken into account, in which case if the sensor 5 a frequency above a target frequency measures, the consumer one over the average power 12a lying current performance 13 is fed and then when through the sensor 5 too low a frequency is detected, the consumer 3 one below an average power 12a lying current performance 13 is supplied. Of course, a corresponding regulation is also possible if an electrical parameter other than the frequency is used or if an external control signal is used for regulation.

Zum Zeitpunkt 16a unterscheidet sich die mittlere bis zu diesem Zeitpunkt zugeführte Leistung (d. h. das Integral der Leistung 13 vom Intervallbeginn bis zum Zeitpunkt 16a) so stark von einer vom Verbraucher geforderten durchschnittlichen Leistung 12a, dass die geforderte durchschnittliche Leistung 12a nur noch dadurch erzielt werden kann, dass dem Verbraucher für den Rest des Intervalls die maximale Leistung Pmax zugeführt wird. In Intervallen, in denen dem Verbraucher innerhalb der ersten Phase 14 eine zu hohe Leistung zugeführt wurde (beispielsweise das Intervall 11c), ist zu dem entsprechenden Zeitpunkt eine entsprechende über das Intervall gemittelte Leistung nur noch durch konstantes Zuführen der Minimalleistung Pmin möglich.At the time 16a the average power supplied up to that point in time (ie the integral of the power) differs 13 from the start of the interval to the time 16a ) so much of an average power demanded by the consumer 12a that the required average power 12a can only be achieved by the fact that the maximum power P max is supplied to the consumer for the remainder of the interval. At intervals in which the consumer within the first phase 14 too high a power has been supplied (for example, the interval 11c ), a corresponding averaged over the interval performance is only possible by constant supply of the minimum power P min at the appropriate time.

Zu dem jeweiligen Zeitpunkt 5a bis 5g wird dann in die zweite Phase 15 des jeweiligen Nutzintervalls 11a bis 11g geschaltet, wobei innerhalb dieser zweiten Phase dem Verbraucher entweder die minimale oder die maximale Leistung zugeführt wird, wobei dies unabhängig von einer für den Lastausgleich des Netzes wünschenswerten Leistung erfolgt. Innerhalb der zweiten Phasen 15 (auch als Ausgleichsphasen bezeichnet) wird die aktuelle Leistung des Verbrauchers 3 also unabhängig von einem Signal des Sensors 5 und/oder einem über den externen Kommunikationskanal 6 zugeführten Signal geregelt.At the respective time 5a to 5g will then be in the second phase 15 the respective payload interval 11a to 11g switched within this second phase, the consumer either the minimum or the maximum power is supplied, this is done independently of a desirable for load balancing the network performance. Within the second phase 15 (also referred to as compensation phases) is the current performance of the consumer 3 ie independent of a signal from the sensor 5 and / or one over the external communication channel 6 supplied signal regulated.

Es sei darauf hingewiesen, dass in 2 ein vereinfachter Verlauf der aktuellen Leistung dargestellt ist; in anderen Ausführungsformen ist dem Verbraucher eine Verzugszeit Θvi zugeordnet, wobei in jedem Intervall die Regelphase 14 erst nach Ablauf der Verzugszeit beginnt. Zur Regelung werden somit durch die Logik- oder Steuereinheit 7 die Verzugszeit, die Dauer des Mittlungsintervalls, die Länge des bereits vergangenen Zeitanteils innerhalb des Mittlungsintervalls, eine mittlere Intervallleistung während dieses Zeitanteils, eine im Intervall zu erzielende durchschnittliche Leistung, eine maximale Leistung und eine minimale Leistung als Regelparameter berücksichtigt. Je nach Ausführungsform kann die Verzugszeit den Anfang eines jeden Intervalls bilden, wobei die Verbraucher in der Verzugszeit beispielsweise ihre durchschnittliche Leistung zugeführt bekommen. Ebenso kann jedoch vorgesehen sein, dass die Verzugszeit für die Intervalle jeweils durch einen letzten Abschnitt der Ausgleichsphase des jeweils vorangehenden Intervalls gebildet wird. In diesem Fall können die Verbraucher jeweils vom Beginn eines jeden Intervalls an zum Lastausgleich beitragen, wobei nur in einem ersten Intervall (d. h. beim Verbinden des Verbrauchers mit dem Versorgungsnetz) eine innerhalb dieses ersten Intervalls liegende, der Regelphase vorangestellte Verzugszeit notwendig ist.It should be noted that in 2 a simplified history of the current performance is shown; in other embodiments, the consumer is assigned a delay time Θv i , wherein in each interval the control phase 14 only after expiry of the delay time begins. For control are thus by the logic or control unit 7 the delay time, the duration of the interval interval, the length of the already past time portion within the averaging interval, a mean interval power during this time portion, an average power to be achieved in the interval, a maximum power and a minimum power are taken into account as control parameters. Depending on the embodiment, the delay time may be the beginning of each Form intervals, for example, the consumers get their average power supplied in the delay time. However, it can also be provided that the delay time for the intervals is formed in each case by a last section of the compensation phase of the respective preceding interval. In this case, the consumers can each contribute to the load balance from the beginning of each interval, wherein only in a first interval (ie, when connecting the consumer to the supply network) lying within this first interval, the control phase preceded delay time is necessary.

Das Zusammenwirken einer Vielzahl von gesteuerten Verbrauchern wird anhand der 3 und 4 näher erläutert.The interaction of a large number of controlled consumers is based on the 3 and 4 explained in more detail.

In 3 ist eine Vielzahl von Anordnungen nach 1, 1.1 bis 1.x, dargestellt, die jeweils parallel zueinander geschaltet sind. Den Anordnungen 1.1 bis 1.x wird jeweils eine Leistung mit einer aktuellen Netzfrequenz zugeführt. Hierfür ist ein Anschluss 17 vorgesehen. Des Weiteren wird den Anordnungen ein Sollwert der Netzfrequenz zugeführt. Dies wird durch den Pfeil 18 angedeutet. Über eine jeweils durch die Anordnungen 1.1 bis 1.x dem Netz entnommene Leistung beeinflussen die Anordnungen 1.1 bis 1.x den Lastausgleich im Netz. Dies wird durch die Pfeile 19.1 bis 19.x dargestellt.In 3 is a lot of arrangements after 1 . 1.1 to 1.x , shown, which are each connected in parallel to each other. The arrangements 1.1 to 1.x In each case a power is supplied with a current network frequency. There is a connection for this 17 intended. Furthermore, a nominal value of the mains frequency is supplied to the arrangements. This is indicated by the arrow 18 indicated. About one each by the arrangements 1.1 to 1.x The power taken from the grid affects the arrangements 1.1 to 1.x load balancing in the network. This is indicated by the arrows 19.1 to 19.x shown.

Der Pfeil 20 zeigt an, dass dem Netz durch Energieerzeuger Leistung zugeführt wird. Durch die zugeführte Leistung sowie durch die von den Anordnungen 1.1 bis 1.x verbrauchte Leistung wird ein elektrischer Parameter des Netzes, beispielsweise die Netzfrequenz, beeinflusst. Dies wird durch den Kasten 21 angedeutet. Das entsprechend beeinflusste Stromnetz versorgt wiederum die Anordnungen 1.1 bis 1.x, wie durch den Pfeil 17 angedeutet ist. Die Anordnungen 1.1 bis 1.x werden jeweils wie im Rahmen der 1 und 2 erläutert gesteuert betrieben.The arrow 20 indicates that power is supplied to the grid by power generators. By the supplied power as well as by the arrangements 1.1 to 1.x Consumed power is an electrical parameter of the network, such as the grid frequency, influenced. This is done by the box 21 indicated. The correspondingly influenced power grid in turn supplies the arrangements 1.1 to 1.x as by the arrow 17 is indicated. The arrangements 1.1 to 1.x are each as under the 1 and 2 explained operated controlled.

Die einzelnen Anordnungen 1.1 bis 1.x beinhalten hierbei jeweils einen Verbraucher mit einer unterschiedlichen Verzugszeit. Hierdurch ist ein zeitlich versetzter Lastausgleich durch die Anordnungen 1.1 bis 1.x möglich. Dies wird näher anhand von 4 erläutert.The individual arrangements 1.1 to 1.x each include a consumer with a different delay time. As a result, a time-offset load compensation by the arrangements 1.1 to 1.x possible. This will be explained in more detail by 4 explained.

In 4 sind mehrere Graphen übereinander dargestellt, wobei die Graphen jeweils eine x-Achse 16 aufweisen, auf der die Zeit aufgetragen ist, und wobei die x-Achsen 16 der einzelnen Graphen identisch skaliert sind. Die Graphen 22, 24 und 26 stellen hierbei jeweils den zeitlichen Verlauf eines auf der y-Achse aufgetragenen Regelleistungsbedarfs dar, während die Graphen 23, 25 und 27 den zeitlichen Verlauf der Leistung (y-Achse) eines ersten, zweiten und dritten Verbrauchers zeigen.In 4 Several graphs are shown above each other, where the graphs are each an x-axis 16 on which the time is plotted and where the x-axes 16 the individual graphs are scaled identically. The graphs 22 . 24 and 26 represent here the time course of a control power demand plotted on the y-axis, while the graphs 23 . 25 and 27 show the time course of the power (y-axis) of a first, second and third consumer.

Der Graph 22 stellt den Regelbedarf dar, der durch das Ab- oder Zuschalten von weiteren Verbrauchern und/oder durch Schwankungen in der Stromproduktion entsteht. Wie zu erkennen ist, besteht in einem ersten Teilabschnitt 28 ein Überangebot an im Netz zur Verfügung stehender Leistung, während in einem zweiten Zeitabschnitt 29 zu wenig Leistung im Netz verfügbar ist. Der erste Verbraucher, dessen Verlauf der aktuellen Leistung im Graphen 23 dargestellt ist, weist eine Nutzintervalllänge auf, die etwa der Hälfte des dargestellten Zeitbereichs entspricht. Das Ende des ersten Nutzintervalls ist im Graphen 23 durch eine vertikale Linie 30 verdeutlicht.The graph 22 represents the standard requirement that arises from the disconnection or connection of other consumers and / or from fluctuations in electricity production. As can be seen, consists in a first section 28 an oversupply of network-available power during a second period of time 29 too little power is available in the network. The first consumer whose history of the current performance in the graph 23 has a useful interval length which corresponds to about half of the illustrated time range. The end of the first payload interval is in the graph 23 through a vertical line 30 clarified.

Der Einfachheit halber wurde die vom Verbraucher benötigte durchschnittliche Leistung in diesem Ausführungsbeispiel als konstant dargestellt. Diese benötigte durchschnittliche Leistung wird durch die horizontale Linie 31 angedeutet. Des Weiteren sind durch gestrichelte Linien eine maximale und eine minimale Leistung Pmax und Pmin dargestellt. In gleicher Weise sind die benötigte durchschnittliche Leistung und die maximale und minimale Leistung in den Graphen 25 und 27 angedeutet.For the sake of simplicity, the average power required by the consumer has been shown to be constant in this embodiment. This required average power is given by the horizontal line 31 indicated. Furthermore, dashed lines show a maximum and a minimum power P max and P min . In the same way, the required average power and the maximum and minimum power are in the graph 25 and 27 indicated.

Der erste Verbraucher, dessen Verlauf der aktuellen Leistung im Graphen 23 dargestellt ist, erhält zum Anfang des ersten Intervalls 32 eine aktuelle Leistung, die der durchschnittlich vom Verbraucher geforderten Leistung 31 entspricht. Mit Ablauf der Verzugszeit 33 (das Ende der Verzugszeit ist durch die vertikale gestrichelte Linie 34 verdeutlicht) beginnt der erste Verbraucher, sich am Lastausgleich zu beteiligen. Die Verzugszeit wird hierbei dazu verwendet, zu entscheiden, ob ein Regeleingriff erforderlich ist oder nicht.The first consumer whose history of the current performance in the graph 23 is shown, gets to the beginning of the first interval 32 a current power, the average power demanded by the consumer 31 equivalent. With expiration of the delay time 33 (The end of the delay time is indicated by the vertical dashed line 34 clarifies), the first consumer begins to participate in load balancing. The delay time is used here to decide whether a control intervention is required or not.

Da zunächst zu viel Leistung im Netz vorhanden ist, wird dem Verbraucher zunächst eine zu hohe aktuelle Leistung 35 zugeführt. Zu einem durch die vertikale gestrichelte Linie 47 angedeuteten Zeitpunkt lässt sich eine der geforderten mittleren Leistung 31 entsprechende über das Intervall 32 gemittelte Leistung nur noch dadurch realisieren, dass dem ersten Verbraucher für den Rest des Intervalls 32 die minimale Spannung zugeführt wird. Entsprechend wird der Verbraucher in die Ausgleichsphase 36 geschaltet. Mit Beginn des zweiten Intervalls 37 kann sich der Verbraucher (nach einer erneuten Verzugszeit) wieder an der Regelung beteiligen.Since too much power is initially available in the network, the consumer initially has too high a current performance 35 fed. To a through the vertical dashed line 47 indicated time can be one of the required average power 31 corresponding over the interval 32 average power can only be realized by the fact that the first consumer for the remainder of the interval 32 the minimum voltage is supplied. Accordingly, the consumer is in the compensation phase 36 connected. With the beginning of the second interval 37 the consumer can (after another delay time) participate again in the regulation.

Der Regelungsbedarf unter Berücksichtigung der Steuerung des ersten Verbrauchers ist im Graphen 24 dargestellt. Wie zu erkennen ist, besteht innerhalb der Verzugszeit des ersten Verbrauchers noch ein gewisser Regelungsbedarf. Da jedoch die Intervalldauer von Verbrauchern, die eine sehr hohe Versorgungsqualität erfordern, im Bereich weniger Millisekunden liegen kann, ist dieser Zeitraum vernachlässigbar kurz.The regulation requirement taking into account the control of the first consumer is in the graph 24 shown. As can be seen, there is still a certain need for regulation within the delay time of the first consumer. However, since the interval time of consumers who require a very high quality of care can be in the range of a few milliseconds, this period is negligibly short.

Ab dem Zeitpunkt, wo der erste Verbraucher sich an der Regelung beteiligt, besteht zunächst kein weiterer Regelungsbedarf, bis der erste Verbraucher in die Ausgleichsphase geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt nimmt der Regelbedarf schlagartig zu, da einerseits im Netz mehr Leistung vorhanden ist als benötigt und da andererseits der erste Verbraucher für den Rest seines ersten Intervalls 32 weniger als die durchschnittliche Leistung 31 verbrauchen muss.From the moment when the first consumer participates in the regulation, there is initially no need for further regulation until the first consumer is switched to the equalization phase. At this point in time, the demand for rules suddenly increases because, on the one hand, there is more power available in the network than is needed and, on the other hand, the first consumer is there for the remainder of its first interval 32 less than the average power 31 must consume.

Der zweite Verbraucher, dessen Verlauf der aktuellen Leistung im Graphen 25 dargestellt ist, weist eine höhere Intervalldauer auf. Das erste Intervall 48 des zweiten Verbrauchers endet zu einem Zeitpunkt 38. Nach einer Verzugszeit 39 kann sich der zweite Verbraucher an einer Regelung beteiligen und bietet somit die unter Berücksichtigung des ersten Verbrauchers benötigte Regelleistung. Zu einem Zeitpunkt 49 schaltet der zweite Verbraucher in seine Ausgleichsphase, so dass wieder Regelungsbedarf besteht.The second consumer whose history of the current power in the graph 25 is shown has a higher interval duration. The first interval 48 of the second consumer ends at a time 38 , After a delay time 39 For example, the second consumer may participate in a scheme and thus offers the balancing power needed, taking account of the first consumer. At a time 49 The second consumer switches to its compensation phase, so that there is again need for regulation.

Der Regelungsbedarf unter Berücksichtigung des zweiten Verbrauchers ist im Graphen 26 dargestellt. Die entsprechende benötigte Regelleistung wird durch einen dritten Verbraucher bereitgestellt, dessen Intervalldauer sich über den dargestellten Zeitbereich hinaus erstreckt.The regulation requirement taking into account the second consumer is in the graph 26 shown. The corresponding required control power is provided by a third consumer whose interval duration extends beyond the illustrated time range.

Wie an den Graphen 22 bis 27 zu erkennen ist, wird ein Regelbedarf zunächst von schnellen Verbrauchern erfüllt, wobei dann, wenn die schnellen Verbraucher einen Ausgleich für die zunächst erfolgte Regelung erfordern, die Regelung sowie der entsprechende Ausgleich durch langsamere Verbraucher übernommen wird. Der Lastausgleich erfolgt also nach einem Schneeballprinzip, wobei nach und nach immer mehr Verbraucher mit in den Lastausgleich einbezogen werden. Das Regelungsverfahren kann somit als ein fraktaler Lastausgleich bezeichnet werden.Like the graphene 22 to 27 can be seen, a rule requirement is first met by fast consumers, and then, if the fast consumers require compensation for the initial regulation, the regulation and the corresponding compensation is taken over by slower consumers. The load balancing thus takes place according to a snowball principle, whereby gradually more and more consumers are included in the load balancing. The control method can thus be called a fractal load balancing.

Es sei darauf hingewiesen, dass Frequenzabweichungen nicht unbedingt vollständig kompensiert werden müssen, d. h. es muss nicht die zur vollständigen Kompensation der Differenz von der dem Netz zur Verfügung gestellten Leistung und der gesamten Last der Verbraucher notwendige Regelleistung durch die erfindungsgemäße Lastregelung bereitgestellt werden. Es kann stattdessen auch eine gewisse Frequenzabweichung hingenommen werden, wobei abhängig von der Frequenzabweichung gesteuert wird, wie stark sich die einzelnen Verbraucher an der Regelung beteiligen. Die Regelung der Verbraucher erhöht in diesem Fall den Wert für die Ableitung der Netzleistung nach der Netzfrequenz, d. h. während ohne Regeleingriffe die Ableitung dPNetz/dωNetz etwa gleich 0,024 Psoll/Hz ist, wobei PNetz die aktuell dem Netz zugeführte Leistung, ωNetz die aktuelle Netzfrequenz und Psoll die im Netz benötigte Leistung ist (das bedeutet, eine Leistungsänderung von etwa 2,4% führt zu einer Frequenzänderung von 1 Hz), ließe sich dieser Wert soweit steigern, dass auch deutliche Leistungsschwankungen eine noch hinnehmbare Frequenzabweichung zur Folge hätten.It should be noted that frequency deviations do not necessarily have to be completely compensated, ie it is not necessary to provide the complete control of the difference between the power provided to the network and the total load of the load required by the load control according to the invention. Instead, it is also possible to accept a certain frequency deviation, whereby, depending on the frequency deviation, it is controlled how strongly the individual consumers participate in the regulation. In this case, the regulation of the loads increases the value for the derivation of the grid power according to the grid frequency, ie while without control interventions the derivative dP grid / dω grid is approximately equal to 0.024 P soll / Hz, where P grid is the power currently supplied to the grid, ω Net is the current grid frequency and P is the power needed in the grid (that is, a power change of about 2.4% leads to a frequency change of 1 Hz), this value could be increased so much that even significant power fluctuations still an acceptable frequency deviation Consequence would have.

Zur genaueren Beschreibung der Leistungssteuereinrichtungen 2 ist in 5 eine detailliertere Variante einer Leistungssteuereinrichtung dargestellt. Auf der linken Seite in 5 ist zu erkennen, dass der Leistungssteuereinrichtung, wie durch den Pfeil 39 angedeutet, eine aktuelle Netzfrequenz sowie, wie durch den Pfeil 40 angedeutet, eine Sollfrequenz zugeführt wird. Die Netzfrequenz und die Sollfrequenz werden einem Beobachter 41 zugeführt.For a more detailed description of the power control devices 2 is in 5 a more detailed variant of a power control device shown. On the left in 5 can be seen that the power control device, as indicated by the arrow 39 indicated, a current grid frequency and, as indicated by the arrow 40 indicated, a target frequency is supplied. The mains frequency and the nominal frequency become an observer 41 fed.

Der Beobachter 41 (hierbei kann es sich beispielsweise um eine Steuerschaltung handeln) entscheidet, ob sich der durch diese Leistungssteuereinrichtung gesteuerte Verbraucher nach Ablauf einer Verzugszeit an der Regelung beteiligt oder nicht. Hierzu führt der Beobachter eine signaltheoretische Auswertung durch. Dabei können übliche Signalauswerteverfahren wie gleitende Mittelwertbildung, Auswertung charakteristischer Signalanteile, Signaltransformationen oder andere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren verwendet werden. Bei der signaltheoretischen Auswertung berücksichtigt der Beobachter 41 nicht nur eine Abweichung der aktuellen Netzfrequenz von der Sollfrequenz, sondern auch die beschränkte Regelfähigkeit der übrigen beteiligten Verbraucher bzw. eine durch Schalten der Verbraucher mit kürzerer Verzugszeit in Ausgleichsphasen entstehende zusätzliche Abweichung. Das Verhalten der Verbraucher mit kürzerer Verzugszeit kann der Beobachter 41 anhand des Verlaufs der Netzfrequenz innerhalb der Verzugszeit abschätzen.The Observer 41 (This may be, for example, a control circuit) decides whether the controlled by this power control device consumer after a delay time involved in the scheme or not. For this purpose, the observer carries out a signal-theoretical evaluation. In this case, customary signal evaluation methods such as moving averaging, evaluation of characteristic signal components, signal transformations or other methods known from the prior art can be used. In the signal-theoretical evaluation, the observer takes into account 41 not only a deviation of the current network frequency of the target frequency, but also the limited control ability of the other consumers involved or resulting from switching the consumer with a shorter delay time in compensation phases additional deviation. The behavior of consumers with shorter delay time can be the observer 41 estimate the course of the network frequency within the delay time.

Ein Ergebnis der Auswertung wird von dem Beobachter an eine weitere Einheit 42 weitergegeben, die eine nachfolgende Lastausgleichsregelung 43 abhängig von den Ergebnissen der Auswertung durch den Beobachter 41 aktiv oder nichtaktiv schaltet. Wird die Lastausgleichsschaltung 43 aktiv geschaltet, steuert sie eine ausgegebene Leistung durchgehend ausschließlich abhängig von Erfordernissen des Lastausgleichs. Wird die Lastausgleichsschaltung 43 hingegen nicht aktiv geschaltet, kann dem Verbraucher durchgehend die vom Verbraucher geforderte durchschnittliche Leistung zugeführt werden. A result of the evaluation is sent from the observer to another unit 42 passed a subsequent load balancing scheme 43 depending on the results of the evaluation by the observer 41 active or inactive switches. Will the load balancing circuit 43 When switched active, it controls an output power exclusively depending on load balancing requirements. Will the load balancing circuit 43 On the other hand, if not activated, the consumer can be supplied with the average power demanded by the consumer.

Der Lastausgleichsschaltung 43 nachfolgend ist ein Dreipunktschalter 44 angeordnet. In dem Dreipunktschalter ist ein Anschluss für die maximale Leistung, für die minimale Leistung sowie für den Ausgang der Lastausgleichsschaltung 43 vorgesehen. Ausgangsseitig weist der Dreipunktschalter einen Anschluss für den Verbraucher 57 auf. Der Dreipunktschalter 44 ist außerdem mit einem Leistungsregler 45 verbunden.The load balancing circuit 43 Below is a three-point switch 44 arranged. In the three-point switch is a connection for the maximum power, for the minimum power as well as for the output of the load balancing circuit 43 intended. On the output side, the three-point switch has a connection for the consumer 57 on. The three-point switch 44 is also equipped with a power regulator 45 connected.

Der Leistungsregler 45 überwacht, inwieweit bis jetzt dem Verbraucher 57 in dem aktuellen Regelungsintervall zugeführte Leistung von einer geforderten durchschnittlichen Leistung abweicht. Zu einem Zeitpunkt, zu dem eine über das Intervall gemittelte durchschnittliche Leistung nur noch den Anforderungen des Verbrauchers entsprechend realisiert werden kann, wenn dem Verbraucher durchgängig die maximale bzw. minimale Leistung zugeführt wird (vgl. 2, 16a bis 16g), schaltet der Leistungsregler den Dreipunktschalter 44 so, dass ein Ausgang des Dreipunktschalters 44 mit dem Anschluss für die maximale oder minimale Leistung verbunden wird. Der Ausgang des Dreipunktschalters 44 wird dem Verbraucher zugeführt.The power controller 45 monitors to what extent the consumer so far 57 In the current control interval, power supplied deviates from a required average power. At a time when an average power averaged over the interval can only be realized according to the requirements of the consumer if the maximum or minimum power is continuously supplied to the consumer (cf. 2 . 16a to 16g ), the power controller switches the three-point switch 44 such that one output of the three-way switch 44 connected to the port for maximum or minimum power. The output of the three-point switch 44 is fed to the consumer.

Das Verhalten eines Systems mit einer Vielzahl (hier 2000 Stück) von Verbrauchern wird anhand der 6a bis 6e näher erläutert.The behavior of a system with a large number (here 2000 pieces) of consumers is based on the 6a to 6e explained in more detail.

In 6a ist der simulierte zeitliche Verlauf der Summe der Ausgleichsreaktionen der Verbraucher dargestellt. Auf der y-Achse 50 ist eine Abweichung der aktuellen Leistung P(t) (in beliebigen Einheiten) von einer von den Verbrauchern durchschnittlich geforderten Leistung und auf der x-Achse 46 Zeit in Sekunden aufgetragen. Der Verlauf der Abweichung der Netzfrequenz (nicht dargestellt) hat eine im Wesentlichen identische Form wie der in 6a dargestellte Verlauf. Zu Beginn liegt nahezu keine Netzfrequenzabweichung vor, sodass auch nur eine vernachlässigbar kleine Ausgleichsreaktion (Regelleistung) der Verbraucher festzustellen ist. Zwischen einer Zeit von 30 Sekunden und etwa 80 Sekunden liegt im Netz eine Überfrequenz vor, während zwischen einer Zeit von etwa 80 Sekunden und etwa 130 Sekunden eine Unterfrequenz gegeben ist.In 6a the simulated time course of the sum of the compensation reactions of the consumers is shown. On the y-axis 50 is a deviation of the current power P (t) (in arbitrary units) from a power demanded by the consumers on average and on the x-axis 46 Time in seconds. The course of the deviation of the network frequency (not shown) has a substantially identical form as in FIG 6a illustrated course. At the beginning, there is almost no mains frequency deviation, so that only a negligibly small compensation reaction (control power) of the consumers can be detected. Between a time of 30 seconds and about 80 seconds there is an overfrequency in the network, while between a time of about 80 seconds and about 130 seconds is an underfrequency.

In 6b wird ein Regelungsbeitrag abhängig von einer Verzugszeit der Verbraucher zu der Zeit 15 Sekunden nach Simulationsbeginn (siehe 6a) dargestellt. Auf der x-Achse 51 ist hierbei die Nummer des Verbrauchers aufgetragen, wobei eine niedrige Nummer des Verbrauchers einer kurzen Verzugszeit entspricht. Auf der y-Achse 52 ist die Regelleistung in beliebigen Einheiten (anders skaliert als in 6a) dargestellt. Wie zu erkennen ist, wird durch die Verbraucher nahezu keine Regelung durchgeführt, da die Netzfrequenz im Wesentlichen der Sollfrequenz entspricht.In 6b becomes a regulatory contribution depending on a delay time of the consumer at the time 15 Seconds after simulation start (see 6a ). On the x-axis 51 Here, the number of the consumer is plotted, with a low number of the consumer corresponds to a short delay time. On the y-axis 52 is the control power in any units (scaled differently than in 6a ). As can be seen, almost no regulation is carried out by the consumers, since the grid frequency essentially corresponds to the nominal frequency.

In 6c ist ein entsprechendes Diagramm für die Zeit 58 Sekunden nach Beginn der Simulation dargestellt. Wie zu erkennen ist, wird eine Regelleistung hauptsächlich durch Komponenten mit hoher Verzugszeit bereitgestellt. Dies liegt daran, dass eine Überfrequenz bereits einige Zeit vorliegt, so dass sich die Regelleistung bereits von den schnelleren Verbrauchern hin zu den Verbrauchern mit langer Verzugszeit verschoben hat.In 6c is a corresponding diagram for the time 58 Seconds after the simulation starts. As can be seen, a control power is provided mainly by high delay time components. This is because an overfrequency has already been present for some time, so that the control power has already shifted from the faster consumers to the consumers with a long delay time.

In den 6d und 6e ist ein entsprechendes Diagramm für die Zeiten 84 Sekunden und 120 Sekunden dargestellt. Beim Zeitpunkt 84 Sekunden (siehe 6a), hat kurz zuvor der Nulldurchgang der Regelleistung, d. h. der Wechsel von Überfrequenz zur Unterfrequenz, stattgefunden. Da erst seit kurzem eine Unterfrequenz vorliegt, werden noch zu einem großen Teil Verbraucher mit kurzer Verzugszeit für den Lastausgleich verwendet.In the 6d and 6e is a corresponding diagram for the times 84 Seconds and 120 seconds. At the time 84 Seconds (see 6a ), has just before the zero crossing of the control power, ie the change from overfrequency to underfrequency, occurred. Since only recently has an underfrequency, are still used to a large extent consumers with a short delay time for load balancing.

Wie in 6e zu erkennen ist, hat sich dies bis zum Zeitpunkt 120 Sekunden so weit verschoben, dass ein Großteil der Regelleistung durch die Verbraucher mit hoher Verzugszeit zur Verfügung gestellt wird.As in 6e It can be seen, this has until the time 120 Seconds so far postponed that much of the control power is provided by the consumer with high delay time.

In 7 ist dargestellt, dass eine Regelung wie vorangehend beschrieben auch mehrstufig ausgeführt werden kann. Einem Höchstspannungsnetz 53 (dies ist die höchste Netzebene, in der Figur oben) sind mehrere Hochspannungsnetze 54 zugeordnet. Diese wiederum versorgen Mittelspannungsnetze 55. Diese sind mit Umspannstationen 56 für Niederspannungsnetze, beispielsweise für einzelne Häuserblocks, verbunden, wobei die Niederspannungsnetze die niedrigste Netzebene darstellen. Jedes der Hochspannungsnetze kann 54 hierbei als Verbraucher des Höchstspannungsnetzes 53 angesehen werden. Die Mittelspannungsnetze 55 wiederum sind Verbraucher der Hochspannungsnetze 54 und die Umspannstationen 56 Verbraucher der Mittelspannungsnetze 56. Es sei erwähnt, dass hier zwar nur 3 Hochspannungsnetze dargestellt sind, dass jedoch zumeist deutlich mehr Hochspannungsnetze 54 an das Höchstspannungsnetz 53 angeschlossen sein können. Dies gilt in gleicher Weise für die Mittelspannungsnetze 55 und die Umspannstationen 56.In 7 is shown that a control as described above can also be carried out in multiple stages. A high voltage network 53 (this is the highest network level, in the figure above) are multiple high voltage networks 54 assigned. These in turn supply medium-voltage networks 55 , These are with substations 56 for low-voltage networks, for example for individual blocks, with low-voltage networks being the lowest level. Any of the high voltage networks can 54 here as a consumer of the extra high voltage network 53 be considered. The medium voltage networks 55 in turn, consumers of high-voltage networks 54 and the substations 56 Consumers of medium voltage networks 56 , It should be noted that although only 3 high-voltage grids are shown here, however, that is usually much more high-voltage grids 54 to the extra high voltage grid 53 can be connected. This applies equally to medium-voltage grids 55 and the substations 56 ,

Besteht nun ein Regelbedarf aufgrund einer absinkenden Netzfrequenz, kann durch erfindungsgemäß gesteuerte Umspannstationen kurzzeitig die Spannung der unteren Netzebenen gesenkt werden, wobei nach einiger Zeit zum Ausgleich eine erhöhte Spannung von den Umspannstationen zur Verfügung gestellt wird.Now there is a rule requirement due to a decreasing power frequency, can be lowered by inventively controlled substations briefly the voltage of the lower network levels, with after some time to compensate an increased voltage is provided by the substations available.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Norm EN 50160 [0019] Standard EN 50160 [0019]

Claims (15)

Leistungssteuereinrichtung (2) zur Steuerung eines an ein Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Verbrauchers (3), umfassend – eine Steuereinheit (4, 7; 4145) sowie – eine Erfassungseinheit (5, 6), wobei die Erfassungseinheit (5, 6) dazu eingerichtet ist ein externes Steuersignal zu erfassen und/oder einen elektrischen Parameter des Versorgungsnetzes zu ermitteln, der davon abhängt, ob eine am Versorgungsnetz angeschlossene Last größer oder kleiner ist als ein der Gesamtleistung des Netzes entsprechender Bezugswert, und wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, dem Verbraucher in Nutzintervallen (11a11g; 32, 37, 48) einer vorgegebenen Länge jeweils im Mittel eine durch den Verbraucher (3) vorgegebene durchschnittliche Leistung (12a12g; 31) zuzuführen, wobei ein zeitlicher Verlauf der Leistung (13; 35) in einer ersten Phase (14) jedes Nutzintervalls (11a11g; 32, 37, 48) abhängig von einem Wert des elektrischen Parameters und/oder des externen Steuersignals gesteuert wird, derart, dass der Verbraucher (3) mit einer in ihrem zeitlichen Verlauf von der vorgegebenen durchschnittlichen Leistung (12a bis 12g; 31) abweichenden Leistung (13; 35) betreibbar ist.Power control device ( 2 ) for controlling an electrical consumer connected to a supply network ( 3 ), comprising - a control unit ( 4 . 7 ; 41 - 45 ) and - a registration unit ( 5 . 6 ), the registration unit ( 5 . 6 ) is adapted to detect an external control signal and / or to determine an electrical parameter of the supply network, which depends on whether a load connected to the supply network is greater or less than a reference value corresponding to the total power of the network, and wherein the control unit is adapted , the consumer at useful intervals ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) of a predetermined length each on average one by the consumer ( 3 ) given average power ( 12a - 12g ; 31 ), whereby a temporal course of the performance ( 13 ; 35 ) in a first phase ( 14 ) of each useful interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) is controlled depending on a value of the electrical parameter and / or the external control signal such that the consumer ( 3 ) with a time course of the given average power ( 12a to 12g ; 31 ) different performance ( 13 ; 35 ) is operable. Leistungssteuereinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4, 7; 4145) eine Logikeinheit (7, 41, 42, 45) sowie einen Leistungsbegrenzer (4, 43) umfasst, wobei der Leistungsbegrenzer (4, 43) dazu ausgebildet ist, dem Verbraucher (3) eine von einem durch die Logikeinheit (7, 41, 42, 45) ausgegebenen Signal abhängige Leistung (13; 35) zuzuführen.Power control device ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the control unit ( 4 . 7 ; 41 - 45 ) a logic unit ( 7 . 41 . 42 . 45 ) and a power limiter ( 4 . 43 ), the power limiter ( 4 . 43 ) is designed to assist the consumer ( 3 ) one by one through the logic unit ( 7 . 41 . 42 . 45 ) output signal dependent power ( 13 ; 35 ). Leistungssteuereinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4, 7; 4145) einen Leistungsregler umfasst (45), der dazu ausgebildet ist, einen Ausgang der Steuereinheit (4, 7; 4145) derart zu schalten, dass in der ersten Phase (14) des Nutzintervalls (11a bis 11g; 32, 37, 48) ein Verlauf der dem Verbraucher (3) zugeführten Leistung (13; 35) von einer Differenz des Bezugswerts und der am Versorgungsnetz angeschlossene Last abhängt, während dem Verbraucher (3) in einer zweiten Phase (15) eine maximale oder minimale Leistung (Pmax bzw. Pmin) zuführbar ist.Power control device ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 4 . 7 ; 41 - 45 ) comprises a power controller ( 45 ), which is adapted to an output of the control unit ( 4 . 7 ; 41 - 45 ) so that in the first phase ( 14 ) of the useful interval ( 11a to 11g ; 32 . 37 . 48 ) a course of the consumer ( 3 ) supplied power ( 13 ; 35 ) depends on a difference between the reference value and the load connected to the supply network, while the consumer ( 3 ) in a second phase ( 15 ) a maximum or minimum power (Pmax or Pmin) can be fed. Leistungssteuereinrichtung (2) mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsregler (45) zum Steuern eines Dreipunkt-Schalter (44) angeordnet ist, wobei der Dreipunktschalter (44) zwischen den Leistungsbegrenzer (4, 43) und den Verbraucher (3) geschaltet ist.Power control device ( 2 ) with the features of claims 2 and 3, characterized in that the power regulator ( 45 ) for controlling a three-point switch ( 44 ), wherein the three-point switch ( 44 ) between the power limiters ( 4 . 43 ) and the consumer ( 3 ) is switched. Verfahren zum Lastausgleich eines Netzes mit einer Vielzahl von elektrischen Verbrauchern (3), bei dem den Verbrauchern (3) jeweils Nutzintervalle mit einer abhängig vom jeweiligen Verbraucher vorgegebenen Intervalldauer zugeordnet werden und der Verlauf der den Verbrauchern zugeführten Leistung innerhalb der Nutzintervalle (11a11g; 32, 37, 48) jeweils so gesteuert wird, dass a) die dem jeweiligen Verbraucher (3) in jedem Nutzintervall (11a11g; 32, 37, 48) über das Nutzintervall (11a11g; 32, 37, 48) gemittelt zugeführte Leistung einer vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung (12a12g; 31) entspricht, und b) innerhalb jedes Nutzintervalls (11a11g; 32, 37, 48) ein zeitlicher Verlauf der Leistung (13; 35) zumindest zeitweise auf einen von einer vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung abweichenden Wert geregelt wird.Method for load balancing a network with a plurality of electrical consumers ( 3 ), in which consumers ( 3 ) are each assigned to user intervals with an interval duration predetermined by the respective consumer, and the course of the power supplied to the consumers within the useful intervals ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) is controlled in such a way that a) the respective consumer ( 3 ) in each use interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) over the useful interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) averaged power delivered by a consumer given average power ( 12a - 12g ; 31 ) and b) within each useful interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) a time course of the performance ( 13 ; 35 ) is at least temporarily regulated to a value deviating from an average power specified by the consumer. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Nutzintervalle (11a11g; 32, 37, 48) der Verbraucher (3) jeweils in eine als Regelphase dienende erste Phase (14) und eine auf die erste Phase folgende als Ausgleichsphase dienende zweite Phase (15; 36) unterteilt sind, wobei in der ersten Phase (14) der Nutzintervalle (11a 11g; 32, 37, 48) der zeitliche Verlauf der Leistung (13, 35) des jeweiligen Verbrauchers (3) zum Ausgleich einer Differenz zwischen der aktuellen insgesamt im Versorgungsnetz zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durch die Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung der Verbraucher geregelt wird und in der zweiten Phase (15; 36) die Leistung (13; 35) des jeweiligen Verbrauchers (3) so geregelt wird, dass die über das Nutzintervall (11a11g; 32, 37, 48) gemittelt, dem jeweiligen Verbraucher (3) zugeführte Leistung (13; 36) der vom Verbraucher vorgegebenen durchschnittlichen Leistung (12a12g; 31) entspricht.Method according to Claim 5, characterized in that useful intervals ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) the consumer ( 3 ) in each case in a first phase serving as a control phase ( 14 ) and a second phase following the first phase, which will serve as a balancing phase ( 15 ; 36 ), whereby in the first phase ( 14 ) of the useful intervals ( 11a 11g ; 32 . 37 . 48 ) the time course of the service ( 13 . 35 ) of the respective consumer ( 3 ) is adjusted to compensate for the difference between the current total supply available in the supply network and the total average consumer power provided by consumers, and in the second phase ( 15 ; 36 ) the performance ( 13 ; 35 ) of the respective consumer ( 3 ) is regulated so that the over the useful interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ), the respective consumer ( 3 ) supplied power ( 13 ; 36 ) the average power provided by the consumer ( 12a - 12g ; 31 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verbraucher (3) jeweils zusätzlich zur durchschnittlichen Leistung (12a12g; 31) eine maximale und/oder eine minimale Leistung (Pmax bzw. Pmin) vorgegeben ist, wobei die Verbraucher (3) derart angesteuert werden, dass die Leistung (13; 35) in ihrem zeitlichen Verlauf stets größer oder gleich der minimalen und kleiner oder gleich der maximalen Leistung (Pmax bzw. Pmin) ist.Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that for the consumer ( 3 ) in addition to the average power ( 12a - 12g ; 31 ) a maximum and / or a minimum power (Pmax or Pmin) is predetermined, whereby the consumers ( 3 ) are controlled in such a way that the power ( 13 ; 35 ) is always greater than or equal to the minimum and equal to or less than the maximum power (Pmax or Pmin) over its time course. Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausgleichsphase (15; 36) die Leistung (13; 35) der maximalen oder minimalen Leistung (Pmax bzw. Pmin) entspricht, wobei innerhalb der Nutzintervalle (11a bis 11g; 32, 37, 48) von der Regelphase (14) in die Ausgleichsphase (15; 31) gewechselt wird, sobald, über das jeweilige Nutzintervall (11a11g; 32, 37, 48) gemittelt, eine der vom Verbraucher (3) vorgegebenen durchschnittlichen Leistung (12a12g; 31) entsprechende Leistung nur noch durch konstantes Zuführen der maximalen oder minimalen Leistung (Pmax bzw. Pmin) für das restliche Nutzintervall (11a 11g; 32, 37, 48) realisiert werden kann. Method with the features of claims 6 and 7, characterized in that in the balancing phase ( 15 ; 36 ) the performance ( 13 ; 35 ) corresponds to the maximum or minimum power (Pmax or Pmin), wherein within the useful intervals ( 11a to 11g ; 32 . 37 . 48 ) of the control phase ( 14 ) into the balancing phase ( 15 ; 31 ), as soon as, over the respective useful interval ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ), one of the consumers ( 3 ) given average power ( 12a - 12g ; 31 ) corresponding performance only by constantly supplying the maximum or minimum power (Pmax or Pmin) for the remaining useful interval ( 11a 11g ; 32 . 37 . 48 ) can be realized. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Verbrauchern (3) jeweils eine Verzugszeit (33) zugeordnet wird, wobei eine Differenz zwischen der aktuellen zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durchschnittlichen Leistung der Verbraucher (3) zuerst über eine Veränderung des zeitlichen Verlaufs der Leistung (13; 35) der Verbraucher (3) mit der geringsten Verzugszeit (33) ausgeglichen wird.Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the consumers ( 3 ) each one delay time ( 33 ), where a difference between the current available power and the total average consumer power ( 3 ) first about a change in the time course of the performance ( 13 ; 35 ) the consumer ( 3 ) with the least delay time ( 33 ) is compensated. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Parameter des Netzes, vorzugsweise die Netzfrequenz, detektiert wird, wobei anhand des Parameters ermittelt wird, ob die Gesamtlast der Verbraucher (3) einer dem Netz zu Verfügung stehenden Gesamtleistung innerhalb vorgegebener Toleranzen entspricht, wobei die Steuerung des zeitlichen Verlaufs der dem Verbraucher zugeführten Leistung (13; 35) abhängig von einer Abweichung des Parameters von einem Sollwert des Parameters erfolgt.Method according to one of Claims 5 to 9, characterized in that an electrical parameter of the network, preferably the network frequency, is detected, it being determined by means of the parameter whether the total load of the consumers ( 3 ) corresponds to a total power available to the network within predetermined tolerances, wherein the control of the time course of the power supplied to the consumer ( 13 ; 35 ) is dependent on a deviation of the parameter from a setpoint of the parameter. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass separat für die einzelnen Verbraucher (3) jeweils der elektrische Parameter des Netzes bestimmt und der zeitliche Verlauf der Leistung (13; 35) gesteuert wird.Method according to claim 10, characterized in that separately for the individual consumers ( 3 ) determines the electrical parameter of the network and the time course of the power ( 13 ; 35 ) is controlled. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dem Netz Leistung zuführender Energieerzeuger so geregelt wird, dass bei einer langfristig anhaltenden Differenz zwischen der zur Verfügung stehenden Leistung und der gesamten durchschnittlichen Leistung der Verbraucher (3) eine Energieabgabe des Energieerzeugers an die gesamte durchschnittliche Leistung der Verbraucher (3) angepasst wird.Method according to one of Claims 5 to 11, characterized in that at least one power generator supplying power to the network is regulated in such a way that, given a long-term difference between the available power and the total average power of the consumers ( 3 ) an energy output of the energy producer to the total average consumer power ( 3 ) is adjusted. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzintervalle (11a11g; 32, 37, 48) zyklisch durchlaufen werden.Method according to one of claims 5 to 12, characterized in that the useful intervals ( 11a - 11g ; 32 . 37 . 48 ) are cycled. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalldauer, die vom Verbraucher vorgegebene durchschnittliche Leistung (13; 35), die minimale Leistung (Pmin), die maximale Leistung (Pmax) und/oder die Verzugszeit (31) für mindestens einen der Verbraucher (3) abhängig von Betriebsparametern des Verbrauchers und/oder zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit anderer Bezugsgrößen zeitlich variiert wird.Method according to one of claims 5 to 13, characterized in that the interval duration, the consumer specified average power ( 13 ; 35 ), the minimum power (Pmin), the maximum power (Pmax) and / or the delay time ( 31 ) for at least one of the consumers ( 3 ) is varied over time depending on operating parameters of the consumer and / or time-dependent and / or depending on other reference variables. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Netzanschlüsse einer niedrigeren Netzebene als Verbraucher einer höheren Netzebene gesteuert werden.Method according to one of Claims 5 to 14, characterized in that network connections of a lower network level are controlled as consumers of a higher network level.
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