DE102014112979A1

DE102014112979A1 - System und Verfahren zur Minimierung von Erzeugerleistungsreserveverlusten durch vorausschauende Reihenfolgebestimmung von Energieerzeugungsanlagen zur Verrechnung von solarer Stromerzeugungskapazität auf Basis geografischer regionaler Besonnungs- und Bewölkungsverhältisse

Info

Publication number: DE102014112979A1
Application number: DE201410112979
Authority: DE
Inventors: Sanji Ekanayake; Alston Ilford Scipio; Dale J. Davis; Eric J. Kauffman; Timothy Tah-teh Yang
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2015-03-19
Also published as: CH708625A2; CN104466944A; JP2015061512A; US20150081124A1; US9280797B2

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum vorausschauenden Einstellen der Energieerzeugung von einem oder mehreren nichtsolaren Energieerzeuger(n) (112) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Erzeugerleistungsreservemarge und/oder des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes zum Verrechnen von solarer Stromerzeugung auf Basis geografischer regionaler Besonnungsverhältnisse.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verfahren und Systeme zur Energieerzeugung und speziell elektrische Stromnetze, die mit solaren Stromerzeugungssystemen sowie mit anderen nichtsolaren Stromerzeugungssystemen wie z.B. Gasturbinenstromgeneratoren verbunden sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Stromnetz verteilt Energie durch Erzeugen von Elektrizität in einer Energieerzeugungseinrichtung und dann Verteilen der Elektrizität durch verschiedene Stromübertragungsleitungen zum Energieverbraucher. Der Stromerzeuger besteht in vielen, wenn nicht allen Fällen aus einem oder mehreren rotierenden elektrischen Generatoren. Manchmal werden die rotierenden Generatoren von einem hydroelektrischen Damm, großen Dieselmaschinen oder Gasturbinen angetrieben, in vielen Fällen werden die Generatoren mit Dampf betrieben.
Wenn der Stromerzeuger ein so genannter rotierender elektrischer Generator ist, d.h. ein Gas- oder Dampfturbinengenerator, wird er gewöhnlich nicht mit Volllast, d.h. 100% Kapazität, betrieben, sondern arbeitet unter normalen Bedingungen vielmehr mit einer Leistungsreservemarge, die die zusätzliche Erzeugungskapazität ist, die durch Erhöhen der Leistungsabgabe von Erzeugern verfügbar ist, die eingeschaltet sind, d.h. bereits laufen und an die elektrische Energieerzeugungseinrichtung angeschlossen sind. Bei den meisten Stromerzeugern wird diese Leistungssteigerung durch Erhöhen des an den Rotor der Turbine angelegten Drehmoments, z.B. durch Erhöhen des Gas- oder Dampfdurchflusses oder -drucks zu der Turbine, erreicht. Das Aufrechterhalten einer Erzeugerleistungsreserve ist für die effiziente und rechtzeitige Energieerzeugung wichtig, da ein höherer Energiebedarf durch den Einsatz der Leistungsreservekapazität praktisch in Echtzeit gedeckt werden kann. Dies steht im Gegensatz zu einer stehenden Reserve, d.h. zusätzlicher, aktuell weder laufender noch mit dem System verbundener Energieerzeugungskapazität, die im typischen Fall nur mit gewisser Verzögerung eingeschaltet werden kann.
Aufgrund der Notwendigkeit, eine ausreichende Erzeugerleistungsreserve zu haben, um z.B. Spitzenbedarfslastanforderungen gerecht zu werden und Stromstörungen, Spannungseinbrüche (Brownouts), Stromausfälle usw. zu vermeiden, werden Erzeugerleistungsreserven von Stromnetzen meist auf relativ konservativen Niveaus gehalten, z.B. indem zahlreiche Gasturbinen betrieben werden, aber jede auf einer Betriebsrate gehalten wird, die weit genug unter der vollen Kapazität liegt, um als Reaktion auf eine höhere Nachfrage eine fast sofortige höhere Energieerzeugung zu ermöglichen. Weil der rotierende elektrische Generator bei Annäherung an Volllast meist mit höherem Wirkungsgrad betrieben wird, führt der Teillastbetrieb meist zu Ineffizienzen, die als Erzeugerleistungsreserveverluste des Stromnetzes bekannt sind. Dementsprechend wäre wünschenswert, Erzeugerleistungsreserveverluste des Stromnetzes durch Reduzieren der erforderlichen Reservemarge zu verringern, während eine ausreichende Erzeugerleistungsreserve zur Deckung erwarteter Spitzenlasten aufrechterhalten wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der Erfindung wird durch ein Verfahren gebildet, das Folgendes umfassen kann: Ermitteln einer Erzeugerleistungsreservemarge für ein eingeschaltetes elektrisches Stromnetz, das von einem oder mehreren Stromerzeuger(n) versorgt wird, Ermitteln wenigstens eines atmosphärischen oder Umweltfaktors, der die solare Stromerzeugungsfähigkeit für eine mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz assoziierte Region beeinflusst, Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eines mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz verbundenen solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors, Ermitteln eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes und Bereitstellen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes.
Der eine oder die mehreren nichtsolare(n) Stromerzeuger können aus der Gruppe umfassend Gasturbinengeneratoren, Dampfturbinengeneratoren, Batterieaggregate und Kondensatorreihen ausgewählt werden.
Der wenigstens eine atmosphärische oder Umweltfaktor kann in einer Region gewonnen werden, in der sich das solare Stromerzeugungssystem befindet oder in der von dem solaren Stromerzeugungssystem erzeugte Energie genutzt wird.
Ein oben erwähntes Verfahren kann beinhalten, dass wenigstens ein atmosphärischer oder Umweltfaktor aus der Gruppe umfassend Sonnenintensität, Sonnenlichtdauer, Bewölkung, Luftklarheit, Schwebstoffdaten, Tageszeit, Umgebungstemperatur, Wasserdampfanteil und Aerosolgrößenverteilung ausgewählt wird.
Ein oben erwähntes Verfahren kann die folgenden Schritte umfassen: wenn das Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit des solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors eine Ermittlung einer höheren kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit ergibt, dann Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) durch Verringern der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s), und wenn das Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit des solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors eine Ermittlung einer verringerten kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit ergibt, dann Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) durch Erhöhen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s).
Ein oben erwähntes Verfahren kann sich auf mehrere Regionen beziehen, wobei jede Region von wenigstens einem solaren Stromerzeugungssystem und wenigstens einem eingeschalteten elektrischen Stromnetz versorgt wird, wobei das Verfahren ferner das Bereitstellen von Anweisungen zum gleichzeitigen Einstellen von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) in jeder Region auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes für jede Region aufweisen kann.
Ein oben erwähntes Verfahren kann beinhalten, dass das Bereitstellen von Anweisungen das Übertragen eines Signals an den einen oder die mehreren nichtsolaren Stromerzeuger aufweist.
Ein oben erwähntes Verfahren kann beinhalten, dass das Signal eine drahtlose Übertragung umfasst.
Ein oben erwähntes Verfahren kann beinhalten, dass das Ermitteln des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes das Ermitteln einer Änderung des Energieverbrauchsbedarfs auf der Basis historischer Energieverbrauchsmuster aufweist.
Ein oben erwähntes Verfahren kann ferner das Ermitteln von Beiträgen von Stromerzeugern zur Erzeugerleistungsreserve für das eingeschaltete elektrische Stromnetz und das Bereitstellen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Beiträge nichtsolarer Stromerzeuger zur Erzeugerleistungsreserve für das eingeschaltete elektrische Stromnetz und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes beinhalten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein elektrisches Stromversorgungssystem, umfassend ein elektrisches Stromnetz, das einen oder mehrere nichtsolare(n) Stromerzeuger(s) aufweist. Das elektrische Stromnetz kann konfiguriert sein zum Ermitteln einer Erzeugerleistungsreservemarge für den einen oder die mehreren nichtsolaren Stromerzeuger und zum Ermitteln von wenigstens einem atmosphärischen oder Umweltfaktor, der die solare Stromerzeugungsfähigkeit für eine mit dem elektrischen Stromnetz assoziierte Region beeinflusst. Das elektrische Stromnetz kann ferner konfiguriert sein zum Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eines mit dem elektrischen Stromnetz verbundenen solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors. Das elektrische Stromnetz kann ferner konfiguriert sein zum Ermitteln eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes und zum Empfangen, Einleiten und/oder Übertragen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes.
Das elektrische Stromversorgungssystem kann ferner zum Ermitteln von Beiträgen nichtsolarer Stromerzeuger zur Leistungsreserve für das elektrische Stromnetz und kann ferner dazu konfiguriert sein, um Anweisungen bereitzustellen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Beiträge nichtsolarer Stromerzeuger zur Leistungsreserve für das Stromnetz und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes.
Der eine oder die mehreren nichtsolare(n) Stromerzeuger eines oben erwähnten elektrischen Stromversorgungssystems können aus der Gruppe ausgewählt werden, die Gasturbinengeneratoren, Dampfturbinengeneratoren, Batterieaggregate und Kondensatorreihen umfasst.
Das elektrische Stromversorgungssystem eines oben erwähnten elektrischen Stromversorgungssystems kann ferner dazu eingerichtet sein, um wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktor von einer Region zu gewinnen, in der sich das solare Stromerzeugungssystem befindet oder in der von dem solaren Stromerzeugungssystem erzeugte Energie genutzt wird.
Der wenigstens eine atmosphärische oder Umweltfaktor eines oben erwähnten elektrischen Stromversorgungssystems kann aus der Gruppe umfassend Sonnenintensität, Sonnenlichtdauer, Bewölkung, Luftklarheit, Schwebstoffdaten, Tageszeit, Umgebungstemperatur, Wasserdampfanteil und Aerosolgrößenverteilung ausgewählt werden.
Ein oben erwähntes elektrisches Stromversorgungssystem kann ferner zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) durch Verringern dieser Energieerzeugung als Reaktion auf eine Ermittlung einer höheren kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit konfiguriert sein, wobei das Stromversorgungssystem ferner zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) durch Erhöhen dieser Energieerzeugung als Reaktion auf eine Ermittlung einer verringerten kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eingerichtet ist.
Ein oben erwähntes elektrisches Stromversorgungssystem kann mehrere Regionen versorgen, wobei jede Region von wenigstens einem solaren Stromerzeugungssystem und wenigstens einem elektrischen Stromnetz versorgt wird, wobei das elektrische Stromversorgungssystem ferner konfiguriert ist zum gleichzeitigen Einstellen von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) in jeder Region auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes für jede Region.
Die Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) können auf der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit basieren und der prognostizierte Erzeugerleistungsreservebedarf des Stromnetzes kann ein Signal umfassen.
Ein oben erwähntes Stromversorgungssystem kann ferner zum Ermitteln des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes durch Ermitteln einer Änderung des Energieverbrauchsbedarfs auf der Basis historischer Energieverbrauchsdaten konfiguriert sein.
Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren, das Folgendes umfassen kann: Ermitteln eines Energiepreis-Spark-Spreads für Energie, die von einem oder mehreren mit einem elektrischen Stromnetz assoziierten nichtsolaren Stromerzeuger(n) erzeugt wird, Ermitteln kurzfristiger solarer Stromerzeugungsfähigkeit eines solaren Stromerzeugungssystems, das mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz verbunden ist, und Ermitteln auf der Basis des Energiepreis-Spark-Spreads und der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, ob die Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) einzustellen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein beispielhaftes elektrisches Stromverteilungsnetz einer Ausführungsform der Offenbarung.
2 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein eine Ausführungsform der Offenbarung ausführendes Verfahren veranschaulicht.
3 ist ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein eine weitere Ausführungsform der Offenbarung ausführendes Verfahren veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 veranschaulicht ein hoch verteiltes elektrisches Stromnetz, allgemein 100, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Wie dort veranschaulicht, können eine oder mehrere traditionelle elektrische Energieerzeugungseinrichtungen 110 in dem elektrischen Stromnetz 100 mit Umspannwerken 125 und Solaranlagen 210 und/oder Windenergieparks 220 gekoppelt sein. 1 veranschaulicht zwar drei Formen der Energieerzeugung, der Durchschnittsfachmann wird aber erkennen, dass die vorliegende Offenbarung auf jede Form von Energieerzeugung oder Energiequelle anwendbar ist.
Jede elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 kann einen oder mehrere nichtsolare(n) Stromerzeuger 112 umfassen. Die nichtsolaren Stromerzeuger 112 können z.B. ein(e) oder eine beliebige Kombination von z.B. Gasturbinengenerator(en), Dampfturbinengenerator(en), Batterieaggregat(en) und Kondensatorreihe(n) oder ein beliebiger anderer Typ eines nichtsolaren Stromerzeugers sein. Jeder nichtsolare Stromerzeuger 112 kann mit dem elektrischen Stromnetz 100 verbunden sein, das von der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung 110 versorgt wird, und mithilfe von für den Zweck geeigneten Steuermodulen gesteuert werden. Die Energieerzeugung kann zur Deckung des Lastbedarfs auf der Netzebene geregelt werden, indem ein Lastanforderungssignal zum Erhöhen oder Verringern der Energieerzeugung an einzelne Stromerzeuger gesendet wird. Das Netz kann auch ein Signal zum ferngesteuerten Anfahren oder Herunterfahren an die Energieerzeugungseinheit ausgeben. Moderne Netze steuern sowohl Lastrampe als auch Anfahren/Herunterfahren der Einheit automatisch auf der Basis von vorprogrammierter Steuerlogik, einschließlich Reservemargen. Altnetze steuerten einige oder alle Aspekte davon manuell über Telefonanrufe an das Betriebspersonal der Energieerzeugungsanlage/-einrichtung. Jede Energieerzeugungseinheit kann ein dediziertes Steuersystem für das Management des Betriebs der Einheit auf ähnliche Weise wie moderne Kraftfahrzeug-Motorsteuergeräte beinhalten. Ein beispielhaftes von der General Electric Company hergestelltes Energieerzeugungseinheit-Steuersystem ist das Energieerzeugungseinheit-Steuersystem Speedtronic Mark-VI. Zusätzlich zu integrierten Einheitsteuersystemen können zu anderen Steuersystemen verteilte Steuersysteme (DCS: Distributed Control Systems) und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) zählen.
Wenn der nichtsolare Stromerzeuger 112 ein so genannter rotierender elektrischer Generator ist, d.h. ein Gasoder Dampfturbinengenerator, wird er gewöhnlich nicht mit Volllast, d.h. 100% Kapazität, betrieben, sondern arbeitet unter normalen Bedingungen vielmehr mit einer Erzeugerleistungsreservemarge, die die zusätzliche Erzeugungskapazität ist, die durch Erhöhen der Leistungsabgabe von Erzeugern, die bereits mit dem Stromversorgungssystem, d.h. einer elektrischen Energieerzeugungseinrichtung 110, verbunden sind, verfügbar ist. Bei den meisten nichtsolaren Stromerzeugern 112 wird diese Leistungssteigerung durch Erhöhen des an den Rotor der Turbine angelegten Drehmoments erreicht. Das Aufrechterhalten einer Erzeugerleistungsreserve ist für die effiziente und rechtzeitige Energieerzeugung wichtig, da ein höherer Energiebedarf durch den Einsatz der Erzeugerleistungsreservekapazität praktisch in Echtzeit gedeckt werden kann. Dies steht im Gegensatz zu einer stehenden Reserve, d.h. einer zusätzlichen, aktuell nicht mit dem System verbundenen Energieerzeugungskapazität, die im typischen Fall nur mit gewisser Verzögerung eingeschaltet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung kann die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 und/oder das elektrische Stromnetz 100 zum Ermitteln der Erzeugerleistungsreservemarge für jeden der nichtsolaren Stromerzeuger 112 konfiguriert sein. Zum Beispiel kann ein elektrisches Stromnetz 100 oder eine elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 auf der Basis historischer Erfahrung und/oder Daten ermitteln, dass zu einer bestimmten Tageszeit eine Energiereservemarge von 5% aufrechterhalten werden soll. Diese Energiereservemarge kann z.B. auf der Basis von historisch bekannten Spitzenlast-Tageszeiten, Jahreszeiten, Temperaturdaten usw. ermittelt werden. Wenn die elektrische Stromerzeugungseinrichtung 110, um ein simplistisches Beispiel zu verwenden, zwei identische Gasturbinengeneratoren hat, könnte sie eine Erzeugerleistungsreservemarge von 5% aufrechterhalten, indem sie beide Gasturbinengeneratoren mit 95% Kapazität betreibt oder einen Generator mit 100% Kapazität und den anderen mit 90% Kapazität betreibt. In elektrischen Energieerzeugungseinrichtungen, die zahlreiche Energieerzeugungsanlagentypen einsetzen, sind selbstverständlich auch andere Kombinationen möglich, um ihre bevorzugte Erzeugerleistungsreservemarge aufrecht zu erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung kann das elektrische Stromnetz 100 oder die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 ferner konfiguriert sein zum Ermitteln von oder zum Zugreifen auf Informationen betreffend wenigstens einem/einen atmosphärischen oder Umweltfaktor, der die solare Stromerzeugungsfähigkeit beeinflusst, für eine Region 114, in der sich eine Solaranlage 210 befindet, die mit dem elektrischen Stromnetz 100 oder der Energieerzeugungseinrichtung 110 assoziiert und/oder verbunden ist. Zu einem derartigen atmosphärischen oder Umweltfaktor können einer oder mehrere von z.B. Sonnenintensität, Sonnenlichtdauer, Bewölkung, Luftklarheit, Schwebstoffdaten, Tageszeit, Umgebungstemperatur, Wasserdampfanteil, Aerosolgrößenverteilung usw. zählen. (Ein) derartige(r) Faktor(en) kann/können zum Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit jeder Solaranlage 210, die mit dem elektrischen Stromnetz 100 oder der elektrischen Energieerzeugungseinrichtung 110 verbunden ist, verwendet werden. Die erwartete solare Stromerzeugungskapazität für eine bestimmte Region 114 kann von regionalen GIS-Besonnungsund -Bewölkungsverhältnissen zusammen mit Betriebs- und Wartungsfaktoren abgeleitet werden. Quellen geografischer Umweltund atmosphärischer Daten sind u.a. NASA-Satelliten-Datenfeeds, Privatsatelliten-Datenfeeds, Google Maps, NOA-Datenfeeds, Links zu Wettervorhersagekanälen, private Sensoranordnungen usw. Auf der Steuergerätebene der Einheit werden gewöhnlich Betriebsfaktoren und Wartungsfaktoren gesammelt und auf der Ebene der OEM-Datensysteme, z.B. Überwachungs- und Diagnostiksystemen der General Electric Company, sind angesammelte Daten erhältlich.
Das elektrische Stromnetz 100 oder die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 kann ferner zum Ermitteln eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs konfiguriert sein. Zum Beispiel, wenn die nichtsolaren Stromerzeuger 112 einer elektrischen Energieerzeugungseinrichtung 110 in einer bestimmten Region 114 normalerweise um Mitternacht mit 50% Kapazität betrieben werden, ist ihre Leitungsreservemarge um Mitternacht 50%. Dieselbe Einrichtung weiß aber vielleicht auf der Basis historischer Daten, dass sie im Sommer um zwölf Uhr mittags einen Spitzenlastbedarf erfahren wird und zum Beispiel mit 95% Kapazität betrieben werden muss, was eine Leistungsreservemarge am Mittag von 5% übrig lässt. In diesem Beispiel kann die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 daher zum Ermitteln um Mitternacht eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes von einer zusätzlichen Kapazität von 45%, die im Sommer zur Deckung des Bedarfs um 12 Uhr mittags benötigt wird, konfiguriert sein.
Das elektrische Stromnetz 100 oder die elektrische Energieversorgungseinrichtung 110 kann ferner zum Empfangen, Einleiten und/oder Übertragen von Anweisungen zur Einstellung der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) 112 auf der Basis von einem oder mehreren von der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, den Beiträgen nichtsolarer Stromerzeuger zur Erzeugerleistungsreserve für das Stromnetz und/oder dem prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarf des Stromnetzes konfiguriert sein. Derartige Anweisungen können ein Signal umfassen und können durch verdrahtete Kommunikation oder durch drahtlose Netzwerke übertragen werden. Informationen zur Bereitstellung derartiger Anweisungen können zum Beispiel von Weltklimaüberwachungssatelliten beschafft werden und können auf monatlichen oder jährlichen Mitteln und Messungen in der unteren Atmosphäre basiert werden. Der Begriff „einstellen“, wie hierin verwendet, kann das Erhöhen der Energieerzeugung, das Verringern der Energieerzeugung, das Einleiten der Energieerzeugung eines leerlaufenden Stromerzeugers und/oder das Herunterfahren der Energieerzeugung des einen oder der mehreren Stromerzeuger(s) bedeuten.
Wenn die Region 114, in der sich die Solaranlagen 210 befinden, um 12 Uhr mittags zum Beispiel voraussichtlich eine starke Bewölkung erfahren wird, dann kann die elektrische Energieversorgungseinrichtung 110 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zum Vorauskalkulieren einer und/oder Benachrichtigtwerden über eine derartige(n) Bewölkung in Echtzeit konfiguriert sein. Falls in diesem Beispiel die Mittagsbewölkung den Beitrag der Solaranlage zur Kapazität des elektrischen Stromnetzes um 5% reduziert, kann dieser Kapazitätsverlust von 5% in Echtzeit dadurch ausgeglichen werden, dass man sich auf die Erzeugerleistungsreserve verlässt und die nichtsolaren Stromerzeuger 112 einstellt, d.h. durch Erhöhen ihrer Abgabe in Übereinstimmung mit dem Sonnenenergieverlust. Andererseits können gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, falls der Energiebedarf zu einem bestimmten Zeitpunkt abfällt und falls es für das elektrische Stromnetz 100 oder die elektrische Energieversorgungseinrichtung 110 wirtschaftlicher ist, Sonnenenergie einzusetzen, dann die nichtsolaren Stromerzeuger 112 eingestellt werden, um ihre Leistungsabgabe zu verringern, wobei sich das System stärker auf die Sonnenenergiebeiträge der Solaranlagen 210 verlässt.
Das elektrische Stromnetz 100 oder die Energieversorgungseinrichtung 110 können daher zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) 112 durch Verringern dieser Energieerzeugung als Reaktion auf eine Ermittlung einer höheren kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit konfiguriert sein und können ferner zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) 112 durch Erhöhen dieser Energieerzeugung als Reaktion auf eine Ermittlung einer verringerten kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit konfiguriert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung können die hierin beschriebenen Systeme und/oder Verfahren zum Verringern der Leistungsabgabe oder zum Herunterfahren nichtsolarer Stromerzeuger 112 vor einem Abfall des Energiepreis-Spark-Spreads, z.B. aufgrund einer Erhöhung der solaren Fähigkeit, eingesetzt werden. „Spark Spread” ist ein finanzieller Unterschied zwischen den Produktionskosten eines Versorgungsguts wie Energie und dem aktuellen Marktpreis. Weil der Spark Spread sich unmittelbar verändert, kann es vorteilhaft sein, Systeme und Verfahren der Offenbarung einzusetzen, um den Spark Spread zu jedem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der erhaltenen Echtzeitinformationen zu maximieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung kann das elektrische Stromnetz 100 oder die elektrische Energieerzeugungseinrichtung 110 zum Einstellen der Energieerzeugung der nichtsolaren Stromerzeuger 112 auf der Basis von einem oder mehreren von der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, den Beiträgen nichtsolarer Stromerzeuger zur Erzeugerleistungsreserve und/oder dem prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarf konfiguriert sein. Der prognostizierte Erzeugerleistungsreservebedarf kann durch Ermitteln einer Änderung des Energieverbrauchsbedarfs auf der Basis historischer Energieverbrauchsmuster ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung kann das elektrische Stromnetz 100 mehrere Regionen 114, in denen sich Solaranlagen 210 befinden, versorgen. Gemäß dieser Ausführungsform kann jede Region 114 von wenigstens einem Solarstromerzeugungssystem wie einer Solaranlage 210 und wenigstens einer elektrischen Energieerzeugungseinrichtung 110 versorgt werden. Andere Kombinationen sind selbstverständlich möglich. In dieser Ausführungsform kann das elektrische Stromnetz 100 zum gleichzeitigen Einstellen von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeugern 112 in jeder Region 114 auf der Basis kurzfristiger solarer Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs der Energieerzeugungseinrichtung für jede Region konfiguriert sein.
2 veranschaulicht ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Ausübung einer Ausführungsform der Offenbarung. Gemäß einem dort veranschaulichten Verfahren kann bei Vorgang 250 zum Beispiel eine Erzeugerleistungsreservemarge für ein eingeschaltetes elektrisches Stromnetz 100, das von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) 112 versorgt wird, wie hierin dargelegt ermittelt werden. Ein Modell der solaren Stromerzeugungsfähigkeit kann ebenfalls ermittelt werden, wobei dieses Modell zum Ermitteln der solaren Stromerzeugungsfähigkeit einer bestimmten Region 114 zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb des elektrischen Stromnetzes 100 verwendet werden kann. Dieses Fähigkeitsmodell kann durch Parameter wie die maximale Auslegungsfähigkeit der solaren Stromerzeugungseinheiten, die zur Erzeugung dieser Auslegungsfähigkeit erforderliche Sonnenlichtintensität, die prozentuale relative Bewölkung, planmäßige und nicht planmäßige fällige Wartung usw. beschränkt werden.
In Vorgang 260 können einer oder mehrere atmosphärische und/oder Umweltfaktoren wie die bereits beschriebenen (Eingaben vom GIS, d.h. Geospatial Information System), die die solare Stromerzeugungsfähigkeit für eine Region 114, die mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz assoziiert ist, beeinflussen, ermittelt werden. In den Vereinigten Staaten wurden Regionen von der ISO in fünf Regionen eingeteilt, die allgemein auch Unterregionen beinhalten, die von führenden Versorgern definierte Grenzen haben. Eine Region 114, wie hierin verwendet, kann eine der fünf ISO-Regionen, eine der Unterregionen oder eine andere allgemein anerkannte geografische Region für die elektrische Energieerzeugung sein.
Wenigstens einer der in Vorgang 260 für eine Region 114 von Interesse ermittelten atmosphärischen oder Umweltfaktoren kann in Vorgang 270 verwendet werden, um die kurzfristige solare Stromerzeugungsfähigkeit eines solaren Stromerzeugungssystems wie Solaranlagen 210, die innerhalb des elektrischen Stromnetzes 100 und/oder damit verbunden sind, zu ermitteln. Wenn zum Beispiel an Vorgang 260 ermittelt wird, dass die Region 114 von Interesse eine Bewölkung erfährt, die die solare Intensität um 50% verringert, dann kann, davon ausgehend, dass keine anderen Variablen oder Faktoren vorliegen, Vorgang 270 ermitteln, dass eine derartige Bewölkung innerhalb der Region kurzfristig zu 50% der maximalen solaren Stromerzeugungsfähigkeit führen würde. Wie hierin verwendet, ist vorgesehen, dass der Begriff „kurzfristig“ sich auf Verhältnisse bezieht, die sich sofortigen aktuellen Verhältnissen nähern, einschließlich tatsächlicher aktueller Verhältnisse sowie kürzlicher Verhältnisse, d.h. innerhalb höchstens der vergangenen Stunde, und vorhergesagter Verhältnisse, d.h. innerhalb höchstens der nächsten Stunde oder bis zum nächsten Tag.
In Vorgang 280 kann eine Ermittlung bezüglich derjenigen nichtsolaren Stromerzeuger 112 durchgeführt werden, die zur Erzeugerleistungsreserve des elektrischen Stromnetzes 100 beitragen. Wenn zum Beispiel ein elektrisches Stromnetz 100 mit zehn Gasturbinen verbunden ist, aber nur acht eingeschaltet sind, dann würde die Erzeugerleistungsreserve nur mithilfe der überschüssigen Kapazität der acht eingeschalteten Turbinen ermittelt werden, da die zwei ausgeschalteten Turbinen als stehende Leistungsreserve betrachtet würden.
In Vorgang 285 kann eine Ermittlung bezüglich des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs für das elektrische Stromnetz 100 wie bereits beschrieben durchgeführt werden. Eine derartige Ermittlung kann zum Beispiel durch die Prognose einer Änderung des Energiebedarfs auf der Basis historischer Daten, bekannter Energiebedarfsverhalten, Tageszeit, Jahreszeit usw. durchgeführt werden.
Auf der Basis von einer oder mehreren der in den Vorgängen 250, 260, 270, 280 und/oder 28 durchgeführten Ermittlungen kann in Vorgang 290 ein Befehl, eine Anweisung, ein Signal oder ein anderer Steuervorgang ausgeführt werden, um die Reihenfolge der Reservekapazität nichtsolarer Stromerzeuger 112 zu bestimmen, zum Beispiel durch Übertragen einer Anweisung zur Erhöhung oder Verringerung der Leistungsabgabe des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) 112 an eine örtliche Steuereinheit. Der Vorgang 295 kann das Abbrechen des Befehls, der Anweisung oder des Signals zum Beispiel als Reaktion auf einen Hinweis, dass der Befehl eingeleitet wurde, beinhalten.
In einer Ausführungsform der Offenbarung können Anweisungen wie die in Vorgang 290 vorgesehenen eingeleitet werden, um die Energieerzeugung von einem oder mehreren der nichtsolaren Stromerzeuger 112 auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und/oder der Beiträge der nichtsolaren Stromerzeuger zur Erzeugerleistungsreserve für das eingeschaltete elektrische Stromnetz 100 und/oder des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes einzustellen. Wenn zum Beispiel die kurzfristige solare Stromerzeugungsfähigkeit aufgrund stärkerer Bewölkung plötzlich abnimmt, kann eine Anweisung an ein örtliches Steuermodul gesendet werden, um den Abfall der solaren Leistungsabgabe durch entsprechendes Erhöhen der Leistungsabgabe durch einen oder mehrere nichtsolare Stromerzeuger 112, die eine geeignete Erzeugerleistungsreservemarge haben, auszugleichen. Diesbezüglich muss möglicherweise, je nach der verfügbaren Erzeugerleistungsreservemarge und dem Umfang der benötigten zusätzlichen Energieerzeugung und je nach den jeweiligen Beiträgen nichtsolarer Stromerzeuger zu der Erzeugerleistungsreserve, die Energieerzeugung aller verfügbaren nichtsolaren Stromerzeuger 112, nur einiger von ihnen oder möglicherweise nur eines von ihnen, wie die Verhältnisse dies erfordern, erhöht werden.
Ein Aspekt einiger Ausführungsformen der Offenbarung führt eine oder mehrere der hierin beschriebenen Ermittlungen in „Echtzeit“ oder auf regelmäßiger Basis, getrennt durch relativ kurze Intervalle, durch. Zum Beispiel kann in Vorgang 260 die Ermittlung eines atmosphärischen oder Umweltfaktors täglich, stündlich, alle 10 Sekunden oder noch häufiger, kontinuierlich oder in einem beliebigen anderen erwünschten Intervall durchgeführt werden. Als weiteres Beispiel können die Beiträge jedes nichtsolaren Stromerzeugers 112 zur Erzeugerleistungsreserve eines elektrischen Stromnetzes 100 auf einer kontinuierlichen Basis ermittelt werden, indem die Leistungsabgabe jedes nichtsolaren Stromerzeugers 112 als eine Funktion der für jeden nichtsolaren Stromerzeuger 112 verfügbaren Kapazität kontinuierlich überwacht wird. Wie leicht erkennbar ist, kann ein Steuerungsänderungsbefehl umso präziser und rechtzeitiger getätigt werden, um die Energieerzeugung einzustellen, um am effizientesten auf aktuelle Verhältnisse zu reagieren oder selbst zukünftige Verhältnisse vorauszukalkulieren, je häufiger Ermittlungen beim Durchführen der hierin beschriebenen Vorgänge gemacht werden.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung wird in 3 veranschaulicht. In diesem Aspekt kann ein Verfahren vorgesehen sein zum Verbessern der Entscheidungstreue des Energieerzeugungs-Asset-Managers hinsichtlich dessen, ob eine Anlage, vor einem Abfall des Energiepreis-Spark-Spreads, aufgrund einer Erhöhung der Verfügbarkeit einer kostengünstigen Energiequelle, wie z.B. einer höheren solaren Erzeugungsfähigkeit, heruntergefahren werden soll oder nicht. So kann in Vorgang 350 eine Ermittlung einer Erzeugerleistungsreserve des elektrischen Stromnetzes, eines Modells der solaren Stromerzeugungsfähigkeit und/oder eines Energiepreis-Spark-Spread durchgeführt werden.
In Vorgang 360 kann eine Ermittlung von einem oder mehreren atmosphärischen und/oder Umweltfaktor(en) (GIS-Eingaben) wie bereits beschrieben durchgeführt werden. In Vorgang 370 kann eine Ermittlung der solaren Stromerzeugungsfähigkeit innerhalb des elektrischen Stromnetzes 100 wie bereits beschrieben durchgeführt werden. In Vorgang 380 kann eine Ermittlung von (einem) zur Erzeugerleistungsreserve des elektrischen Stromnetzes 100 beitragenden nichtsolaren Stromerzeuger(n) 112 wie bereits beschrieben durchgeführt werden. In Vorgang 385 kann eine Ermittlung des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des elektrischen Stromnetzes 100 wie bereits beschrieben durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann in Vorgang 385 eine Ermittlung bezüglich der Energiepreis-Spark-Spread-Prognose durchgeführt werden. Wie bei anderen hierin beschriebenen Prognoseermittlungen können derartige Energiepreis-Spark-Spread-Prognosen auf der Basis von historischen Daten durchgeführt werden, z.B. Daten in Bezug auf erhöhte Kosten von Erdgas während der Wintermonate, wenn der Bedarf höher sein kann. Auf der Basis von einer oder mehreren dieser Ermittlungen kann in Vorgang 390 eine Entscheidung zum Einstellen, d.h. Erhöhen, Verringern oder Herunterfahren der Energieproduktion von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) 112 getroffen werden. Eine derartige Einstellung kann durch Senden eines Signals oder einer Anweisung an zutreffende Steuerungen für die relevanten nichtsolaren Stromerzeuger 112 vorgenommen werden.
Vorgang 390 kann das Bereitstellen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) 112 auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit der Solaranlagen 210, die mit dem elektrischen Stromnetz 100 verbunden sind, und dem Energiepreis-Spark-Spread aufweisen. Man nehme zum Beispiel an, dass eine Energieerzeugungseinrichtung 110 eine Reihe von nichtsolaren Stromerzeugern wie mit Erdgas betriebene Gasturbinengeneratoren aufweist. Wenn eine Ermittlung durchgeführt wird, dass das Energiepreis-Spark-Spread für die Energieerzeugungseinrichtung 110 aufgrund eines Anstiegs der Brennstoffkosten wie der Erdgaspreise für das zum Betreiben der Gasturbinen-Stromerzeuger 112 verwendete Erdgas oder aufgrund eines Rückgangs des Preises, den die Energieerzeugungseinrichtung 110 für die von ihr erzeugte Elektrizität berechnen kann, oder aufgrund von beidem zurückgegangen ist oder voraussichtlich zurückgehen wird, dann kann eine Entscheidung getroffen werden zum Einstellen der nichtsolaren Stromerzeuger 112, die mit Erdgas (oder einem anderen Versorgungsgut wie z.B. Dampfturbinen, die Dampf einsetzen, der von Heizöl, Kohle usw. verbrennenden Kesseln erzeugt wird) betrieben werden, zum Beispiel durch Herunterfahren von einem oder mehreren derartigen nichtsolaren Stromerzeuger(n) 112 und/oder Verringern ihrer Energieerzeugung, während die so verlorene Energieerzeugung durch erhöhte Energieverfügbarkeit aufgrund einer Zunahme einer sekundären, weniger kostspieligen Energiequelle, wie Sonnenenergie, die von einer Solaranlage 210 erhältlich ist, die z.B. einen Anstieg der Sonnenintensität und somit der solaren Stromerzeugungsfähigkeit erfährt, ersetzt wird. Ein derartiger Prozess kann umgekehrt werden, z.B. wenn die Solaranlage 110 einen Verlust der Sonnenenergieerzeugungsfähigkeit, beispielsweise aufgrund einer verstärkten Bewölkung, erfährt, wobei an diesem Punkt auf die Erzeugerleistungsreserve der nichtsolaren Stromerzeuger 112 gesetzt werden kann, indem die Energieerzeugung von laufenden nichtsolaren Stromerzeugern erhöht oder das Anfahren von leerlaufenden nichtsolaren Stromerzeugern 112 eingeleitet wird, um die verlorene Stromerzeugungsfähigkeit der Solaranlage 210 auszugleichen. Der Prozess kann in Vorgang 395 nach Ausführung derartiger Anweisungen beendet werden.
Die obige ausführliche Beschreibung beschreibt Ausführungsformen, bei denen Energie, die von nichtsolaren Stromerzeugern wie Gasturbinen, die mit einer Energieerzeugungseinrichtung 110 assoziiert sind, erzeugt wird, durch sekundäre Energiequellen erhöht werden kann, die andere Energieerzeugungsanlagen wie z.B. Solaranlagen 210 umfassen. Es ist jetzt erkennbar, dass andere sekundäre Energiequellen wie z.B. Windenergieparks 220 anstelle von oder zusätzlich zu Solaranlagen 210 verwendet werden können. Andere Kombinationen von sekundären Energiequellen sind ebenfalls möglich und werden als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung liegend betrachtet.
Die hierin beschriebenen Systeme, Verfahren, Ermittlungen und Vorgänge können mit der Hilfe eines Prozessors oder eines mit dem Prozessor gekoppelten Speichers konfiguriert oder durchgeführt werden, wobei in dem Speicher ausführbare Anweisungen gespeichert sind, die bei Ausführung durch den Prozessor den Prozessor veranlassen, eine(n) oder mehrere der hierin beschriebenen Ermittlungen und/oder Vorgänge zu bewirken.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um veranschaulichende Ausführungsformen der Erfindung, einschließlich der besten Ausführung, zu offenbaren und auch, um einen Durchschnittsfachmann zu befähigen, die Erfindung auszuüben, einschließlich der Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen oder Systemen und der Durchführung eingebundener Verfahren. Die in den begleitenden Verfahrensansprüchen genannten Vorgänge müssen nicht in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden, wenn andere Reihenfolgen der Durchführung der Vorgänge zum Erzielen des gewünschten Ergebnisses für den Durchschnittsfachmann leicht erkennbar wären. Desgleichen braucht auch nicht jeder in der ausführlichen Beschreibung dargelegte Vorgang eingesetzt zu werden und die Nennung gewisser Vorgänge bedeutet nicht, dass zusätzliche Vorgänge ausgeschlossen sind. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele beinhalten, die dem Durchschnittsfachmann einfallen. Es ist vorgesehen, dass derartige weitere Beispiele in den Umfang der Ansprüche fallen, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Sprachen der Ansprüche beinhalten. Ein Element oder eine Funktion, wie hierin verwendet, das bzw. die in der Einzahl genannt wird und dem/der das Wort „ein“ oder „eine“ vorgestellt ist, ist so zu verstehen, dass es die Mehrzahl derartiger Elemente oder Funktionen nicht ausschließt, sofern ein derartiger Ausschluss ausdrücklich genannt wird. Des Weiteren dürfen Hinweise auf „eine einzelne Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ der beanspruchten Erfindung nicht als das Vorhandensein zusätzlicher Ausführungsformen, welche die genannten Merkmale ebenfalls enthalten, ausschließend ausgelegt werden.
Ein System und ein Verfahren zum vorausschauenden Einstellen der Energieerzeugung von einem oder mehreren nichtsolaren Energieerzeuger(n) 112 auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Erzeugerleistungsreservemarge und/oder des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes zum Verrechnen von solarer Stromerzeugung auf Basis geografischer regionaler Besonnungsverhältnisse.
Bezugszeichenliste

100: elektrisches Stromnetz
110: Energieerzeugungseinrichtung
112: Stromerzeuger
114: Region, in der sich die Solaranlage befindet.
125: Umspannwerke
210: Solaranlagen
220: Windenergieparks
250: Vorgang zum Ermitteln der Erzeugerleistungsreserve des Stromnetzes und/oder des Modells der solaren Stromerzeugungsfähigkeit
260: Vorgang zum Ermitteln atmosphärischer und/oder Umweltfaktoren (GIS-Eingaben)
270: Vorgang zum Ermitteln der solaren Stromerzeugungsfähigkeit innerhalb des Stromnetzes
280: Vorgang zum Ermitteln des Beitrags von (einem) nichtsolaren Stromerzeuger(n) zur Erzeugerleistungsreserve
285: Vorgang zum Ermitteln des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes
290: Vorgang zum Ausführen eines Befehls zum Einstellen von (einem) nichtsolaren Reserve-Stromerzeuger(n) und zum Übertragen des Befehls an die örtliche Steuerung
295: Vorgang zum Abbrechen des Befehls zum Einstellen von (einem) nichtsolaren Reserve-Stromerzeuger(n)
350: Ermitteln der Erzeugerleistungsreserve des elektrischen Stromnetzes, eines Modells der solaren Stromerzeugungsfähigkeit und/oder eines Energiepreis-Spark-Spreads
360: Vorgang zum Ermitteln atmosphärischer und/oder Umweltfaktoren (GIS-Eingaben)
370: Vorgang zum Ermitteln der solaren Stromerzeugungsfähigkeit innerhalb des Stromnetzes
380: Vorgang zum Ermitteln des Beitrags eines Stromerzeugers zur Erzeugerleistungsreserve
385: Vorgang zum Ermitteln des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes und der Energiepreis-Spark-Spread-Prognose
390: Vorgang zum Ermitteln, ob (ein) nichtsolare(r) Stromerzeuger für die Energieerzeugung eingestellt werden soll(en).
395: Vorgang zum Beenden von Anweisungen zum Einstellen von (einem) nichtsolaren Stromerzeuger(n) für die Energieerzeugung

Claims

Verfahren, umfassend: a. Ermitteln (350) einer Erzeugerleistungsreservemarge für ein eingeschaltetes elektrisches Stromnetz (100), das von einem oder mehreren Stromerzeuger(n) (112) versorgt wird, b. Ermitteln wenigstens eines atmosphärischen oder Umweltfaktors, der die solare Stromerzeugungsfähigkeit für eine mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz (100) assoziierte Region beeinflusst, c. Ermitteln (270) der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eines mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz (100) verbundenen solaren Stromerzeugungssystems (210) auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors, d. Ermitteln (285) eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes und e. Bereitstellen (290) von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Erzeugerleistungsreservemarge und/oder des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren solare(n) Stromerzeuger (112) aus der Gruppe ausgewählt werden, die Gasturbinengeneratoren, Dampfturbinengeneratoren, Batterieaggregate und Kondensatorreihen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine atmosphärische oder Umweltfaktor in einer Region gewonnen wird, in der sich das solare Stromerzeugungssystem befindet oder in der von dem solaren Stromerzeugungssystem (210) erzeugte Energie genutzt wird, und/oder wobei wenigstens ein atmosphärischer oder Umweltfaktor aus der Gruppe ausgewählt wird, die Sonnenintensität, Sonnenlichtdauer, Bewölkung, Luftklarheit, Schwebstoffdaten, Tageszeit, Umgebungstemperatur, Wasserdampfanteil und Aerosolgrößenverteilung enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn das Ermitteln (370) der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit des solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors eine Ermittlung einer höheren kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit ergibt, dann Einstellen (390) der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112) durch Verringern der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112), und wenn das Ermitteln (370) der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit des solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors eine Ermittlung einer verringerten kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit ergibt, dann Einstellen (390) der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112) durch Erhöhen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112).
Verfahren nach Anspruch 1, das mehrere Regionen betrifft, wobei jede Region von wenigstens einem solaren Stromerzeugungssystem und wenigstens einem eingeschalteten elektrischen Stromnetz (110) versorgt wird, wobei das Verfahren ferner das Bereitstellen von Anweisungen zum gleichzeitigen Einstellen von einem oder mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) (112) in jeder Region auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes für jede Region aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen von Anweisungen das Übertragen eines Signals zu dem einen oder den mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(n) beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln (285) des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes das Ermitteln einer Änderung des Energieverbrauchsbedarfs auf der Basis historischer Energieverbrauchsmuster beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Ermitteln von Beiträgen von Stromerzeugern zur Erzeugerleistungsreserve für das eingeschaltete elektrische Stromnetz (100) und das Bereitstellen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, der Beiträge nichtsolarer Stromerzeuger (112) zur Erzeugerleistungsreserve für das eingeschaltete elektrische Stromnetz (100) und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes beinhaltet.
Elektrisches Stromerzeugungssystem, umfassend ein elektrisches Stromnetz (100), das einen oder mehrere nichtsolare(n) Stromerzeuger (112) aufweist, wobei das elektrische Stromnetz (100) zum Ermitteln einer Erzeugerleistungsreservemarge für den einen oder die mehreren nichtsolaren Stromerzeuger (112) konfiguriert ist, das elektrische Stromnetz (100) ferner zum Ermitteln wenigstens eines atmosphärischen oder Umweltfaktors konfiguriert ist, der die solare Stromerzeugungsfähigkeit für eine mit dem elektrischen Stromnetz (100) assoziierte Region beeinflusst, das elektrische Stromnetz ferner zum Ermitteln der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eines mit dem elektrischen Stromnetz verbundenen solaren Stromerzeugungssystems auf der Basis des wenigstens einen atmosphärischen oder Umweltfaktors konfiguriert ist, das elektrische Stromnetz (100) ferner zum Ermitteln eines prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes konfiguriert ist, das elektrische Stromnetz (100) ferner zum Empfangen, Einleiten und/oder Übertragen von Anweisungen zum Einstellen der Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) (112) auf der Basis der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit und des prognostizierten Erzeugerleistungsreservebedarfs des Stromnetzes konfiguriert ist.
Verfahren, umfassend: a. Ermitteln eines Energiepreis-Spark-Spreads für Energie, die von einem oder mehreren mit einem elektrischen Stromnetz assoziierten nichtsolaren Stromerzeuger(n) produziert wird, b. Ermitteln (270) der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit eines solaren Stromerzeugungssystems, das mit dem eingeschalteten elektrischen Stromnetz verbunden ist, und c. Ermitteln (290) auf der Basis des Energiepreis-Spark-Spreads und der kurzfristigen solaren Stromerzeugungsfähigkeit, ob die Energieerzeugung des einen oder der mehreren nichtsolaren Stromerzeuger(s) eingestellt werden soll.