CN101803138A - 分散式电网以及用于在分散式电网中配送电能的方式 - Google Patents

Abstract

为了保证分散式电网的鲁棒性以及在这样的电网中合适地将电能配送给大量耗电单元，根据本发明的电网包括相应的代理，其中给该分散式电网中的每个耗电单元和/或发电单元分配有至少一个代理。在此，所述代理被彼此联网，使得每个代理都能够与该电网中的其它代理通信。根据本发明，功率输出或功率消耗的每次交换以交易行为为前提，由此避免大的平衡错误。为了使电力行为与货币行为之间的耦合可行，可以在生产者与消费者之间签订各种电流摄取合同。在此，该电网被构造为使得该电网中的电能配送至少部分地基于代理之间所达成的货币交易来进行。

Description

分散式电网以及用于在分散式电网中配送电能的方式

技术领域

本发明涉及一种用于配送电能的分散式电网以及一种用于在这样的电网中配送电能的方法。

背景技术

如今，电力电网中的电能生产越来越多地基于大量的小型和中型发电机设备形式的分散式发电单元，例如光伏设备、风力涡轮机以及其它分散式的和可更新的发电设备。这些发电单元的数目持续地增加，以至于发生供电的范式转变，使得发电单元的电能在未中间连接中央供电器的情况下被自动地配送给该电网中的耗电器。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种分散式电网，所述分散式电网恰当地处理上述要求并且合理地根据电能需求和可生产的电能来配送多个耗电单元和/或发电单元的电能。

该任务通过独立权利要求来解决。本发明的改进方案在从属权利要求中予以定义。

根据本发明的电网包括多个耗电单元和/或发电单元，给所述多个耗电单元和/或发电单元分别分配有至少一个代理，其中所述代理被彼此联网，使得每个代理都可以与该电网中的其它代理通信。根据本发明，功率输出或功率消耗的每次交换以交易行为为前提，由此避免大的平衡错误。为了使电力行为与货币行为之间的耦合可行，可以在生产者与消费者之间签订各种电流摄取合同(Stromabnahmevertrag)。在此，该电网被构造为使得该电网中的电能配送至少部分地基于代理之间所达成的货币交易来进行。

因此，利用根据本发明的方法实现了：基于电能的供应和需求的市场机制来适当地配送电能。在此，货币交易尤其是各个代理之间所达成的确定特定量电能的出售或购买的合同。因此，所述合同还含有该电能被代理出售以及由其它代理购买的价格。

因此根据本发明，发电或电能提供通过如下方式被自组织地调节：代理含有用于达成货币交易的功能。由此，通过简单的方式在网络中分散调节地、自组织地配送电能。

在一个特别优选的实施方式中，该电网可以耦合到其它电网，并且从其它电网获取电能或给其它电网提供多余的电能。

为了执行上述货币交易，该电网中的每个代理优选地具有交易单元，所述交易单元自动地与其它代理针对电能的提供和/或获取商定价格，并且签订相应的合同。被分配给相应耗电单元和/或发电单元的代理优选地还包括电能测量单元和/或电能控制单元，以用于测量和/或控制由相应耗电单元和/或发电单元所消耗和提供的电能，以便由此确定：该电网中的电能是否可以或该电网中有多少电能可以被提供用于出售，以及该电网中的电能是否应该或该电网中有多少能量应该通过购买来获得。

每个代理都优选地包括一个或多个通信接口、尤其是用于与其它代理进行通信的外部通信接口和/或用于与被分配有该代理的耗电单元和/或发电单元进行通信的内部通信接口。

在本发明的一个优选变型方案中，为了使得用户能够容易地访问代理的设置，每个代理都包括一个或多个用户界面以用于访问和设置该代理的参数。

在本发明的另一扩展方案中，通过如下方式使得能够特别简单地检查代理的参数：相应的代理自动生成关于其状态的报告。然后，所述报告例如可以通过相应的用户界面被用户浏览。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，通过中央单元来调节货币交易的达成。所述中央单元是一种电能交换单元，其优选地被构造为收集代理对电能的供应和需求并且基于所述供应和需求对代理之间的电能购买和出售进行中介。通过这种方式，提供一种按照交易所类型的中央交易平台，在所述中央交易平台上，该电网中的电能被作为商品交易。因此，以简单方式通过市场机制实现电网中电能的适当配送。

在一个优选的实施方式中，为了在特定时刻在该电网中执行数目尽可能多的交易，电能交换单元被构造为计算出如下电能价格：在所述电能价格的情况下，在代理之间发生最大数目的货币交易。该价格被称为市场清算价格，其中该市场清算价格的计算将在具体实施方式中予以进一步阐述。然后基于所述电能价格，电能交换单元对电能的购买和出售进行中介。

另外，电能交换单元还优选地被构造为可以通过代理被访问，以便浏览由所述电能交换单元所中介的交易。在本发明的另一扩展方案中，为了在必要时还在该网络之外执行交易，电能交换单元被构造为可以联系其它电网的电能交换单元，以便给所述其它电网提供电能或从所述其它电网获取电能。

在本发明的一个优选变型方案中，为了在执行电能交易和货币交易时避免滥用，在该电网中还设置有一种监测单元。该单元监测货币交易的执行以及由耗电单元和/或发电单元进行的基于该执行的电能提供和基于该执行的电能消耗。在此，该监测单元有资格在存在预定标准的情况下发起应对措施。这样的标准尤其是被识别出的滥用情况或者紧急情况。例如，在电能紧缺的情况下保证：仍然可用的电能在被提供给其它工业设备之前首先被配送给公共单位、例如医院。

在一个特别优选的实施方式中，可由监测单元执行的应对措施包括：减小和/或提高由相应耗电单元和/或发电单元所提供和/或所消耗的电能，所述应对措施尤其是还可以包括：完全切断相应耗电单元或发电单元。所述应对措施还可以包括：输出用于减小或提高由相应耗电单元和/或发电单元所提供或所消耗的电能的相应命令。

在另一优选实施方案中，所述代理各自具有电子印章以用于避免所述代理被操纵，其中在这种情况下，所述监测单元优选地有资格检查所述代理的电子印章。除此之外，在本发明的一个优选实施方案中，所述监测单元有资格截下涉嫌滥用的指示并且执行和/或发起与涉嫌滥用有关的调查。

在本发明的另一特别优选的扩展方案中，在该电网中还设置有管理单元，用于管理属于该电网的耗电单元和/或发电单元及其代理。在此，所述管理单元优选地被构造为注册和/或注销该电网中的代理。通过这种方式，在该管理单元中存放有：多少以及哪些耗电单元或发电单元参与该电网。该管理单元尤其是被构造为通过界面、尤其是网页提供关于该电网的信息并且使得能够注册和/或注销代理。

该管理单元的任务优选是监测耗电单元和/或发电单元的电能消耗和电能生产，其中在出现电能瓶颈和/或电能配送不平衡的情况下由该管理单元确定应对措施，并且该管理单元将相应的指令和/或建议输出给代理。所述应对措施尤其可以包括：将该电网同其它电网去耦合；以及将指令输出给代理以用于提高属于该代理的耗电单元和/或发电单元的电能生产和/或减小属于该代理的耗电单元和/或发电单元的电能消耗。另外，管理单元在必要时还可以包括用于分析该电网中的电能配送的分析装置，其中基于所述分析可以例如生成相应的统计资料以供后面分析。

在另一扩展方案中，还可以由该管理单元提供咨询服务和/或用于促进该电网的技术开发的服务。所述咨询服务例如可以在于：可以访问网页，在该网页上可以调用相应的信息以用于给电网参与者提供咨询。用于促进技术开发的服务可以在于：通过所述管理单元定义程序，所述程序例如通过货币报酬促使该网络中的参与者开发更佳的算法(例如为了更快地使该电网去耦合)并且提供给管理单元。

在本发明的另一扩展方案中，该管理单元建立到其它电网的接口，也就是说，该管理单元被构造为可以与其它电网、尤其是与其它电网的管理单元通信。

除了上述分散式电网以外，本发明还包括一种用于在这样的电网中配送电能的方法，其中在该电网中的电能配送至少部分地基于代理之间所达成的货币交易来进行。

附图说明

接下来根据附图详细描述本发明的实施例。

其中：

图1示出根据本发明的电网的实施方式的示意图。

具体实施方式

接下来描述电网的一个实施方式，其中该电网基于自组织和分散化原理来配送电能。为此，该电网包括多个单独的代理PEA(PEA＝Private Energy Agent(专用电能代理))，这些代理分别被分配给在该电网中的一个发电单元和/或耗电单元。下面，PEA的概念通常还被用作附属的发电单元或耗电单元的同义词。在此，发电单元例如是光伏设备、风力涡轮机、Sterling电机、以及所谓的CHP设备(CHP＝Combined Heat and Power(热电联产))。所述CHP设备可以例如基于柴油的燃烧或者基于燃料电池中氢或碳氢化合物的燃烧生成电能。所述耗电单元尤其是私人住户、商业消费者(例如办公大楼、公共浴场等)、以及工业消费者。在必要时，所述耗电单元或发电单元可以是组合单元，该组合单元既可以消耗电能，也可以在该电网中提供所生产的(多余的)电能。

图1所示的电网在该电网内尽可能均匀地配送所生产或所消耗的电能，其中在必要时，多余的电能还可以被提供给其它网络，或者在电能短缺的情况下，也可以从其它网络中获取电能。在此，该自组织的电能配送的边界条件在于：一方面所提供的电能的电压和频率应该保持恒定，另外该电网的运行应该可以自主地-即与其它电网无关地-进行。为了实现这些目的，PEA被彼此联网，使得每个PEA都可以与另一PEA通信、即可以交换相应的信息。除此之外，还设置有每个PEA都可以访问的中央本地电能交换单元LEX。在此，PEA彼此间的通信用相应的箭头P1来表示，而各个PEA与电能交换单元LEX的通信用相应的箭头P2来反映。在此，PEA彼此间的通信并不限于相邻的PEA，而是每个PEA都可以与每个PEA通信。

图1的电网中的电能配送基本上以市场为基础通过如下方式进行：各个PEA在彼此之间或者在中间连接本地电能交换单元LEX的情况下将其所需的或多余的电能作为商品来提供，并且以此为基础执行货币交易。因此，本地电能交换单元LEX基本上是用货币购买电能或出售电能以获得货币的供给各个PEA和向各个PEA提出需求的中介单元。由于纯粹受市场控制的电能配送在紧急情况下或者在PEA滥用的情况下可能导致电能配送的严重不平衡，因此在图1的实施方案中还设置有管理单元IA(IA＝Island Administration(岛管理))和监测单元EP(EP＝Electricity Police(电力警察))，通过该管理单元IA和监测单元EP可以在紧急情况下或者在滥用的情况下提供用于电能配送的控制机制，该控制机制干预纯粹基于市场的电能配送。在此，管理单元IA和监测单元EP优选地是如下的公共机构：其由属于该电网的PEA确定，以便履行不能通过纯粹的市场调节机制而被最佳控制的任务，例如监测买卖电能的交易行为的合法性或者使图1所示的电网同其它网络去耦合。

下面详细描述图1的电网的各个部件-即代理PEA、电能交换单元LEX、管理单元IA、以及监测单元EP-的任务和功能。

如已经提到的那样，PEA要么在彼此间、要么在中间连接电能交换单元LEX的情况下达成提供或获取电能的货币交易。在此，PEA可以被分配给任意的发电单元或耗电单元，其中所述PEA例如被分成三类。第一类涉及微型PEA，其被分配给具有5kw和5kw以下功耗或发电功率的耗电单元和/或发电单元。第二类涉及小型PEA，其被分配给具有30kw和30kw以下功耗或发电功率的耗电单元和/或发电单元。第三类包括工业PEA，其被分配给具有30kw和30kw以上功耗或发电功率的耗电单元和/或发电单元。相应PEA的最重要的功能可以总共分为七个功能类，所述功能类如下所示：-测量功能，

-用于控制电能流量(Energiefluss)的功能，

-用户界面功能，

-内部通信，

-外部通信，

-报告功能，

-财务功能。

在此，在必要时可以在PEA中仅仅实现这些功能之中的一部分。根据所述测量功能，时间分辨的总电能流量以及针对特定负载和发电机的电能流量被监测并被存储。另外，还实施统计功能，所述统计功能计算针对“平均每天(Durchschnittstag)”或“平均每周(Durchschnittswoche)”的平均电能曲线(负载曲线，发电曲线)。除此之外，还通过测量功能提供电能质量功能，所述电能质量功能监测所提供的频率、电压等的质量。

PEA用于控制电能流量的功能使得PEA的用户能够将特定的、预先规定的应该在该PEA中被履行的负载曲线参数化。除此之外，用户可以对特定的反应机制进行编程，所述反应机制确定PEA应该如何对与预先确定的耗电行为之间的显著偏差作出反应。如果PEA包括自己的电能发电机(例如风力发电机、生物质发电机等)，则该PEA控制内部与外部发电和耗电之间的平衡。除此之外，PEA拥有不同的电能减小场景或电能切断场景，所述场景在需要时由PEA执行并且可以例如被管理单元IA或监测单元EP从外部启动。在必要时，这些场景可以被单独编程。

PEA的用户界面功能例如通过内部的web服务器来实施，所述web服务器使得能够借助于计算机、尤其是市售的PC来对PEA参数化。另外，可以借助于所述用户界面功能从外部控制对PEA的访问。尤其是可以把PEA的参数化委托给提供PEA管理作为服务的服务提供商。另外，用户界面功能还含有警报机制，所述警报机制可以被编程为向PEA的用户通知何时出现与预先确定的负载行为之间的显著偏差，所述偏差例如由于偏离预先给定的合同而导致非常高的电能费用。该警报可以被实施为听觉的、视觉的、发送SMS、电子邮件、或者任意其它的形式。

基于内部通信功能，PEA通过标准化的接口与内部发电机和负载通信，其中PEA例如通过所述标准化的接口输出用于开启发电机的命令。除此之外，PEA还可以与所谓的“智能”负载通信，以便减小该PEA的功率。例如，这样的智能负载可以是一种电炉，其在一个炉灶已被开启的情况下阻止用户接通另一炉灶。智能负载也可以被实现为智能家居、智能楼宇管理的形式、或者小型和中型智能工业设备的形式

基于外部通信功能，相应的PEA与电能交换单元通信，以便签订相应的购买或出售电能的合同。除此之外，外部通信还可以直接在各个PEA之间进行。另外，每个PEA都具有到将在下面予以描述的管理单元1A的通信接口，以便例如接收用于减小负载的指令。每个PEA还与将在下面予以进一步描述的监测单元EP通信。另外，通过外部通信功能来实现相应的安全功能。

根据报告功能，PEA产生关于发电和耗电的报告、关于各个事件的报告、关于财务统计的报告、以及包含优化PEA的建议(例如重新校准负载曲线、灵活处理合同的达成等)的报告。

根据财务功能，相应的PEA与其它PEA进行协商，以便购买所需的相应电能或者出售多余的电能。因此，电能是一种商品，其中该商品优选地通过电能交换单元LEX被交易。PEA的另一功能是在电能交换单元LEX进行中介的情况下与其它PEA或者直接与其它PEA之间自主地完成电能合同。除此之外，PEA优选地包括优化算法，以便减小购买电能的费用以及使出售电能的收入最大化。另外，在必要时设置有另外的在达成合同过程中的优化机制。另外，所述财务功能还含有电子印章，所述电子印章保护对货币交易行为重要的数据，使得用户不能操纵所述数据。除此之外，还实施安全功能，以便保护PEA上的数据以及阻止对所述数据的侦察。

如上面提到的那样，通过PEA尤其是自主完成电能合同。这意味着，在大多数情况下，PEA都将自主地行动。在由PEA的用户预先给定的特定的一般性规则下，PEA应当能够执行用于达成与购买和出售电能有关的货币交易的标准情况。

如果这样的标准情况在特定条件下偏离预先给定的概况(profile)，则向用户通知该情况并且用户可以人工进行干涉。除了PEA的基本功能以外，为了在后面的时刻还能够添加另外的智能功能，使用通用平台来实施PEA。

可以类似于DSL路由器那样地实现PEA，其中优选地使用开源操作系统、例如Linux来运行PEA。在此，标准用户仅仅使用该路由器的标准功能。具有更多经验的用户可以基于该开源操作系统来实施和动态匹配另外的功能。

为了实现根据图1的电网，要求各个耗电单元或发电单元的运营商/用户愿意购置相应的PEA。这尤其是在发电者通过如下方式促使电能消费者使用PEA的情况下被实现：：如果消费者使用PEA，则发电者提供降价的电能费率。在此，购进PEA的价格将与年耗电费用成1∶1至2∶1的比例。

PEA的用户界面功能将足够复杂，以便保证报告功能、控制功能等。因此，大屏幕是必须的。由于这可能导致PEA的价格不再可接受，因此尤其是还将存在如下可能性：PEA可以与市售的PC相连接。因此，PEA将被实施为web服务器。

接下来描述电能交换单元LEX的功能。LEX的使用所基于的基本思想在于，使每个交易行为都与耗电或发电的行为有关。在此，PEA是如下代理：该代理以被分配有PEA的相应消费者或发电机的名义行动。除了与测量和控制本地电能需求和本地电能供应有关的本地功能以外，LEX还将能够在被分配给本地电网的市场之外采取行动，以便购买或出售电能。然而，LEX的主要任务在于为图1的电网的各个PEA的本地市场提供平台。在此，LEX优选地被实施为可被PEA通过标准化协议来访问的web服务器。LEX的最重要的功能如下所示：

-收集供应和需求，

-计算所谓的市场清算价格，

-完成合同，

-在网页上显示交易行为，

-与其它的以及更大的LEX协商，以便考虑到电能的供给过量和供给不足，

-给发电者和电能消费者作报告。

在此，必要时可以在LEX中仅仅实现这些功能之中的一部分。

为了实现收集供应和需求的功能，设置有标准化的接口，PEA通过该标准化的接口来联系LEX。PEA可以查询当前的市场清算价格并且输出与购买和出售电能有关的供应，并且要求当前的交易行为状态。

根据计算市场清算价格的功能，由LEX计算出如下那样的价格：该价格根据电能的供应和需求而导致最大数目的购买或出售电能的货币交易。在此，按如下方式确定所述市场清算价格：

假设：在给定时刻t总共有N_i个PEA愿意以价格p_i购买总量为n_i的电(以kWh为单位)。当然，这些PEA也愿意以更低的价格购买相同量的电能/电。因此，在预先给定价格p_k的情况下，将购买如下总量的电：

$E_{p_k}=\underset{i=k}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}{n}_i.$

在此，针对所有大于p_k的价格进行累加，也就是说，所述价格被按如下方式排序：

p_i-1＜p_i＜p_i+1。

反过来适用的是：在给定时刻t数目为A_j的PEA愿意以价格p_j或者更高的价格出售总量为a_j的电。最终以价格p_k售出的电能总量则如下：

$E_{p_i}=\underset{j=0}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{a}_j.$

根据这些合计的供应和需求可以最终计算出市场清算价格p_MCP，以所述市场清算价格p_MCP执行最大数目的交易。如果以该价格的连续表示为出发点，则在满足下面的条件的情况下得出所述市场清算价格：

$\underset{p_{\mathrm{MCP}}}{\overset{\∞}{\∫}}n\left(p\right)\mathrm{dp}=\underset{0}{\overset{p_{\mathrm{MCP}}}{\∫}}a\left(p\right)\mathrm{dp}.$

所述市场清算价格的计算由LEX来执行，然后基于该价格对各个PEA之间的货币交易进行中介。

为了让LEX可以实现相应的货币交易，LEX本身含有经纪人功能(Broker-Funktion)，也就是说，每个PEA都可以在未中间连接另外的经销商的情况下直接访问LEX。因此，LEX将具有银行权利并且可以签订相应的购买合同以及可以管理PEA的银行账户(Bankknoten)。在必要时，LEX也可以被实现为跨区域的电能交换单元，以便使得能够在图1所示的各个本地电网之间进行电能交换。为此，在必要时可以以电能经销商的形式在PEA与LEX之间设置中间层。

为了使交易活动可以被PEA浏览，这样的活动被再现在可以被各个消费者或发电者访问的网页上。因此，所述页面可以是一种平台，用于激励新的市场开发、通知消费者、以及向消费者传递趋势以及估计。

另外，LEX在某些情况下、尤其是在存在本地的电能需求或本地的电能多余的情况下也可以联系其它的或更大的LEX。那样的话，LEX可以将多余的电能提供给其它LEX或者从其它LEX购买电能。因此，LEX对彼此相距遥远的合同方之间的合同进行中介。

上面提到的LEX的报告功能特别重要，因为PEA非常自主地工作。其原因在于，用户常常期望针对商品、例如电的高度自动化。基于所述报告功能，用户可以检查哪些电量曾被谁购买以及为此支付过什么价格。

除此之外，LEX还可以具有安全功能。所述安全功能应当对应于PEA的安全要求，因为LEX是该PEA的通信伙伴。

接下来阐述电力警察EP形式的监测单元的功能。在此应该考虑到，电能作为商品与其它商品的区别在于：电能不可区分。电的销售者不能给所传输的电量配备相应的明确说明该电能的来源的标记。因此，不存在被连接在中间的、可以跟踪电能包的传输的实体。更确切地说，每个销售者都将其生产的所售出的电量放置在公共的池中，并且消费者根据其购买电量时所利用的证书从该池中取出相应电量。因此基本上出现两个不同种类的欺诈可能性：

-销售者出售其还未放置在池中的电能。

-消费者从池中取出其还未付款的电能。

因此，需要一种有资格检查交易行为的合法性以及还有资格在相应的欺诈情况下进行干预的监控实体。该机构就是图1中所示的监测单元EP。该监测单元例如可以被实现为web服务器。该单元的基本功能如下：-监测交易行为，

-检查合同的履行，

-执行用于跟踪电能瓶颈的测量，

-对PEA的访问权利，

-检查PEA的电子印章的完整性，

-命令切断或减小发电者或电能消费者的功率的资格，

-强制切断或减小发电者或电能消费者的功率的资格，

-截下与涉嫌滥用有关的指示，

-执行与涉嫌滥用有关的调查。

在此，在必要时可以在EP中仅仅实现这些功能之中的一部分。

通过监测交易行为的功能，保证了每个交易行为的合法性。这通过如下方式来进行：将每个交易行为通知给监测单元，其中所述通知包括所交易的电量以及生产或消耗的时间。该监测单元将所述交易行为插入到总时间表中。如果达到实现所述交易行为的时刻，则该监测单元执行对发电以及耗电的测量，以便检查所述交易行为是否已被正确执行。

执行测量以便跟踪电能瓶颈这一功能用于确定这样的电能瓶颈：该电能瓶颈的原因不在于滥用。这样的电能瓶颈的原因例如可能在于测量装置的错误定标(Eichung)、功率损耗等。为了平衡电能而在不同位置处、尤其是在电能设备处进行准确测量是准确检查该系统以及检测每种技术问题的基础。

根据访问PEA的功能，该监测单元具有根据相应情况在有或没有法院命令的情况下访问PEA这一专有权。为了监测交易行为，存在对相应PEA的标准访问。该访问通过加密机制来保护，使得仅仅该监测单元能够访问这些数据。

根据检查PEA的电子印章这一功能，使得该监测单元能够访问PEA，以便检查该印章的完整性。在此，该印章保护该PEA的含有与交易相关的信息的数据区。

由于监测单元执行大量的测量，因此该监测单元可以在提供或需求电能的情况下迅速地识别问题。为了抢在造成涉及较大公共机构(如医院)、公共设施等的损害之前行动，该监测单元具有切断或减小耗电功率或发电功率的功能。在此，PEA实施如何对这样的命令作出反应的机制。这样的命令可以含有时间延迟，所述命令可以与条件相关联，以及可以具有优先级。

在应当避免损害的紧急情况下，该监测单元还可以输出与条件不相关联的命令。该命令尤其是包含：提高功率、或有区别地提高或降低功率、或切断各个消费者或发电者的功率。例如，可能由于重型电力设备必须从铁轨除去树木而强制切断电视的电源。

根据另一功能，该监测单元还用于截下关于涉嫌欺诈的指示。

另外，该监测单元还可以在电网存在涉嫌欺诈情况下本身有资格执行调查。例如，所述调查可以由网络机器人(Webrobot)发起。另外，管理单元也可以仅仅用于启动调查，其中调查本身由使用者来进行。

在实施该监测单元时，应该注意各种安全方面，以便实现警察实体的功能。所述方面尤其是涉及欺诈的可证实性，也就是说，必须提供一种手段，使得网络中实施了特定行动的代理不能对该行动的肇事者身份进行抵赖。

接下来阐述图1所示的管理单元IA的功能。根据图1所示的电网，参与该电网的PEA形成一种通过该管理单元IA被管理的“岛”。这样的岛的意义在于，在出现原因在距该岛遥远之处的问题的情况下，该“岛的居民”(其为PEA)具有如下可能性：同“世界的其余部分”去耦合，并且自己解决其电能问题。这样的距离遥远的原因例如可能是其它国家中的高压线路的切断。去耦合这一可能性意味着，该岛上的发电能力与电能需求相均衡。该岛的原理是“自相似”的，也就是说，可以实现从每种可能的功率类别到单独住户的岛。如果每个住户或者一个住户的至少一个较大部分拥有发电方式(例如光伏屋面)，则具有该非常小的规模的岛的运行至少在特定时间内是可能的。

根据本发明，管理单元IA是负责对由PEA构成的每个岛进行管理工作并且实施所需的管理结构的单元。这样的管理单元尤其是包含下面的功能：-在该管理单元处注册和注销PEA，

-利用关于该岛的信息管理网页，

-执行该岛的去耦合，

-监测功率不平衡，

-咨询服务，

-分析，

-该岛的技术开发，

-与其它岛通信。

在此，在必要时可以在IA中仅仅实现这些功能之中的一部分。

根据注册以及注销功能，新的消费者可以在该管理单元处注册。在预先给定的地理范围内，在必要时可以有多个管理单元是启动的。在管理单元处注册的优点在于，在距离遥远处停电的情况下，个别的已注册的单元被嵌入到更大的环境中，使得以合适的方式保证该单元在这样的事件以后的运行。当然，各个管理单元之间的竞争是期望的，并且因此对于PEA也存在在管理单元处注销的可能性。

所述管理单元通过网页了解属于岛的电能消费者或发电者的数目和能力。该网页还使得能够访问注册过程。除此之外，关于针对该岛预先给定的规则的信息被给出，所述规则例如为：如果岛被去耦合则执行哪些行动、所述管理单元如何处理基于市场的能量配送等。

所述管理单元尤其是在出现对岛的PEA的电能供给产生影响的、距离遥远的停电时才启动对该岛的去耦合过程。

为了执行对该岛的去耦合，所述管理单元有资格对发电者和电能消费者预先给定电能控制。所述管理单元含有数据库，在该数据库中包含关于不同发电者和电能消费者的灵活性的信息。这些信息可以及时自动地通过管理单元IA与PEA之间的通信而被收集。如果例如外部电能供给达到30％的电平并且然后突然完全取消，则所述管理单元命令电能消费者立即相应地减小其电能消耗。然后，该管理单元确定该岛内的发电能力，并且命令发电者负责进行相应所需的电能生产。原则上，这样外部电能供给的取消还可以通过市场来控制。然而，那样的话存在工业设备在电能购置方面与医院冲突这一危险。因此，合理的是平衡自由市场的机制，这通过所述管理单元来实现，该管理单元在紧急情况下根据普遍承认的行动计划来工作。

为了使电网中的电压和频率保持稳定，在常规的电网中通常存在电能平衡设备，所述电能平衡设备对差的功率损耗估计、合同的错误执行、以及错误测量等等进行补偿。这样的平衡设备总是导致附加的损耗。为了尽可能地减少这样的电能平衡设备的使用，管理单元跟踪不均匀的电能配送，例如借助于监测单元EP，该监测单元EP识别不均匀电能配送的原因。然后，管理单元提出用于克服该问题的相应措施。另外，管理单元还为各个PEA在电能相关的产品、节能可能性等方面提供咨询服务。

另外，管理单元还基于在电网运行时所测量的数据来执行分析。由此生成如下的统计资料：所述统计资料使得能够定义相应的措施，以便改善整个电网或各个发电者和电能消费者的电能供给情况。

另外，管理单元还可以通过确定相应的程序来支持电网的技术开发。当然，这可以仅仅基于自由市场机制来执行。然而，所述技术开发的焦点在于仅仅涉及管理单元的特征，例如开发更佳的算法来执行电网的快速去耦合。

另外，管理单元还使得能够与其它电网进行通信，由此可以实施与其它电网之间的相应合作机制。

对管理单元IA的安全要求类似于对监测单元EP的安全要求，因为与监测单元类似，管理单元是公共实体并且拥有特定的执行权利。因此，必须阻止可能可以由管理单元执行的危险行动，例如管理单元错误地将工业设备同电网分开。另外，管理单元还可能是黑客的攻击目标。因此，在该管理单元中的接入控制是重要的安全要求。

Claims (25)

1.一种分散式电网，具有多个耗电单元和/或发电单元，给所述多个耗电单元和/或发电单元分别分配有至少一个代理(PEA)，其中该代理(PEA)被彼此联网，使得每个代理(PEA)都能够与该电网中的其它代理(PEA)通信，并且该电网被构造为使得该电网中的电能配送至少部分地基于所述代理(PEA)之间所达成的货币交易来进行。

2.根据权利要求1所述的电网，其中该电网被构造为能够从其它电网获取电能和/或给其它电网提供电能。

3.根据权利要求1或2所述的电网，其中每个代理(PEA)都包括交易单元，所述交易单元自动地与其它代理(PEA)针对电能的提供和/或获取商定价格并且签订相应的合同。

4.根据前述权利要求之一所述的电网，其中被分配给各耗电单元和/或发电单元的代理(PEA)包括电能测量单元和/或电能控制单元以用于测量和/或控制由该耗电单元和/或发电单元所消耗和提供的电能。

5.根据前述权利要求之一所述的电网，其中每个代理(PEA)都包括一个或多个通信接口，尤其是用于与其它代理(PEA)进行通信的外部通信接口和/或用于与被分配有该代理(PEA)的耗电单元和/或发电单元进行通信的内部通信接口。

6.根据前述权利要求之一所述的电网，其中每个代理(PEA)都包括一个或多个用于访问和设置该代理(PEA)的参数的用户界面。

7.根据前述权利要求之一所述的电网，其中各代理(PEA)被构造为自动生成关于其状态的报告。

8.根据前述权利要求之一所述的电网，其中该电网包括本地电能交换单元(LEX)，在该电网运行时，所述代理(PEA)通过该本地电能交换单元(LEX)达成货币交易。

9.根据权利要求8所述的电网，其中所述电能交换单元(LEX)被构造为收集代理(PEA)的电能供应和电能需求并且基于该供应和需求对所述代理(PEA)之间的电能购买或出售进行中介。

10.根据权利要求8或9所述的电网，其中电能交换单元(LEX)被构造为计算出如下电能价格：在所述电能价格下，在代理(PEA)之间发生最大数目的货币交易，然后基于所述电能价格对电能的购买和出售进行中介。

11.根据权利要求8至10之一所述的电网，其中电能交换单元(LEX)能够通过代理(PEA)被访问，以便浏览由电能交换单元(LEX)所中介的交易。

12.根据权利要求8至11之一所述的电网，其中电能交换单元(LEX)被构造为能够联系其它电网的电能交换单元(LEX)，以便给所述其它电网提供电能或从所述其它电网获取电能。

13.根据前述权利要求之一所述的电网，其中该电网包括监测单元(EP)，所述监测单元(EP)在该电网运行时监测货币交易的执行以及由耗电单元和/或发电单元进行的以该执行为基础的电能提供和以该执行为基础的电能消耗，并且有资格访问相应的代理(PEA)和在存在预定标准的情况下发起应对措施。

14.根据权利要求13所述的电网，其中所述应对措施包括：减小和/或提高由相应耗电单元和/或发电单元所提供和/或所消耗的电能；和/或输出用于减小和/或提高由相应耗电单元和/或发电单元所提供或所消耗的电能的相应命令。

15.根据权利要求13或14所述的电网，其中所述代理(PEA)具有用于避免所述代理(PEA)被操纵的电子印章，并且所述监测单元(EP)还有资格检查所述代理(PEA)的电子印章。

16.根据权利要求13至15之一所述的电网，其中所述监测单元(EP)有资格截下涉嫌滥用的指示并且执行和/或发起与涉嫌滥用有关的检查。

17.根据前述权利要求之一所述的电网，其中该电网包括管理单元(IA)，用于管理属于该电网的耗电单元和/或发电单元及其代理(PEA)。

18.根据权利要求17所述的电网，其中所述管理单元(IA)被构造为在该电网中注册和注销代理(PEA)。

19.根据权利要求17或18所述的电网，其中所述管理单元(IA)被构造为通过界面、尤其是网页提供关于该电网的信息并且使得能够注册和/或注销代理(PEA)。

20.根据权利要求17至19之一所述的电网，其中所述管理单元(IA)监测耗电单元和/或发电单元的电能消耗和电能生产，并且在出现电能瓶颈和/或电能配送不平衡的情况下确定应对措施，并且将相应的指令和/或建议输出给所述代理(PEA)。

21.根据权利要求20所述的电网，其中所述应对措施包括：将该电网同其它电网去耦合；以及将指令输出给代理(PEA)以用于提高属于该代理(PEA)的耗电单元和/或发电单元的电能生产和/或减小属于该代理(PEA)的耗电单元和/或发电单元的电能消耗。

22.根据权利要求17至21之一所述的电网，其中所述管理单元(IA)包括用于分析该电网中的电能配送的分析装置。

23.根据权利要求17至22之一所述的电网，其中所述管理单元(IA)被构造为提供咨询服务和/或用于促进该电网的技术开发的服务。

24.根据权利要求17至23之一所述的电网，其中所述管理单元(IA)被构造为能够与其它电网、尤其是与其它电网的管理单元(IA)通信。

25.一种用于在根据前述权利要求之一所述的电网中配送电能的方法，其中在该电网中的电能配送至少部分地基于代理(PEA)之间所达成的货币交易来进行。