Patent WO-2014072054-A1 (WO)
Title: System zur analyse und steuerung von energieflüssen
Inventor: GUTTENBERG PHILIPP
IPC: G06Q10/04
Filed: 2013-11-07
Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren energietechnischer Systeme (100) sowie Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens ausgebildet ist, wobei das Verfahren Schritte umfasst zum Bereitstellen einer das energietechnische System repräsentierenden, aus Knoten und Topologiekanten aufgebauten Systemtopologie (200), Durchführen einer Zustandsanalyse, Erstellen eines Sequenzflussgraphen und/oder Erstellen eines Zustandsflussgraphen, Erzeugen eines Gleichungssystems und Lösen des Gleichungssystems. Die Knoten der Systemtopologie umfassen hierbei Quellen (201, 203, 206, 207), Senken (204, 210), Verteiler (211, 212) und Speicher (202), die Topologiekanten (205) der Systemtopologie verbinden jeweils einen der Knoten mit jeweils einem anderen der Knoten. Eine Quelle ist zum Einspeisen einer Größe in das System, eine Senke ist zum Abführen einer Größe aus dem System, ein Speicher ist sowohl zum Aufnehmen als auch zum Abgeben einer Größe ausgebildet, und ein Verteiler ist zum Verteilen von einer oder mehreren diesem zugeführten Größen auf eine oder mehrere von diesem abgeführte Größen ausgebildet. Jede Topologiekante weist ein erstes Ende auf, an dem die Topologiekante von einem Knoten eine Größe empfängt, und ein zweites Ende, an dem die Topologiekante eine Größe an einen anderen Knoten abgibt, sowie eine Kantenfunktion, die die funktionale Abhängigkeit der Ausgangsgröße von der Eingangsgröße wiedergibt. Bei der Durchführung einer Zustandsanalyse werden ein oder mehrere Zustände der Systemtopologie überprüft, wobei sich bei mehreren Zuständen jeder Zustand der Systemtopologie von jedem anderen Zustand der Systemtopologie unterscheidet und der Unterschied zwischen zwei Zuständen der Systemtopologie in der vom ersten Ende zum zweiten Ende weisenden Orientierung von zumindest einer Topologiekante oder darin besteht, dass Eingangsgröße und Ausgangsgröße auf der Topologiekante als Null definiert sind. Die Zustandsanalyse umfasst zudem ein Prüfen eines jeden Zustands darauf, ob die folgenden Bedingungen erfüllt sind: - keine Topologiekante darf an einer Quelle ein zweites Ende aufweisen, - keine Topologiekante darf an einer Senke ein erstes Ende aufweisen, und - gibt es eine Topologiekante, die an einer Verzweigung ein erstes Ende aufweist, dann muss es auch eine Topologiekante geben, die an dieser Verzweigung ein zweites Ende aufweist, und umgekehrt muss es eine Topologiekante geben, die an einer Verzweigung ein erstes Ende aufweist, wenn es an der Verzweigung eine Topologiekante gibt, die ein zweites Ende aufweist, Nach der Prüfung der einzelnen Zustände auf ihre Gültigkeit, d.h. ob alle oben genannten Bedingungen erfüllt sind, werden bei der Zustandsanalyse die Zustände als ungültig verworfen, die eine dieser Bedingungen nicht erfüllen. Das Erstellen eines Sequenzflussgraphen erfolgt durch Anordnen des einen oder der mehreren nicht verworfenen, d. h. gültigen Zustände der Systemtopologie in einer Reihenfolge, wobei bei mehreren Zuständen einander in der Reihenfolge unmittelbar benachbarte Zustände verschieden sind, und in der Reihenfolge wenigstens ein Zustand mehrmals auftreten kann, Zuordnen eines Zeitintervalls zu jedem der Zustände in der Anordnung, wobei ein Tupel aus Zustand und diesem zugeordneten eine Sektion bildet. Die Zeiten in einem Zeitintervall eines in der Reihenfolge vorangehenden Zustands liegen vor den Zeiten in einem Zeitintervall eines in der Reihenfolge nachfolgenden Zeitintervalls. Schließlich werden zum Erstellen des Sequenzflussgraphen eine oder mehrere Übertragskanten erzeugt, wobei von jedem einspeichernden Speicher eines Zustands, d. h. von jedem Speicher, auf den eine Topologiekante gerichtet ist, zu jedem diesem Speicher entsprechenden ausspeichernden Speicher in einem zeitlich nachfolgenden Zustand, d. h. zu jedem dieser Speicher, von dem eine Topologiekante weg weist, eine Übertragskante erzeugt wird. Eine Übertragskante weist keine Kantenfunktion auf, und es wird jeder der Übertragskanten eine Größe zugeordnet, die den Anteil wiedergibt, der den Übertrag des einspeichernden Speichers an den jeweiligen ausspeichernden Speicher wiedergibt. Das Erstellen eines Zustandsflussgraphen erfolgt durch Anordnen von zwei oder mehr nicht verworfenen Zuständen der Systemtopologie in beliebiger Reihenfolge, wobei jeder der Zustände in der Anordnung von jedem anderen Zustand in der Anordnung verschieden ist, Zuordnen einer Zeitdauer zu jedem der Zustände in der Anordnung und Erzeugen einer Übertragskante von jedem einspeichernden Speicher eines Zustands zu jedem diesem Speicher entsprechenden ausspeichernden Speicher in einem der anderen Zustände. Das erzeugte Gleichungssystem, umfasst die Gegebenengleichungen, Knotengleichungen, Topologiekantengleichungen und Übertragskantengleichungen. Das Lösen des Gleichungssystems erfolgt unter Verwendung eines Satzes von einem oder mehreren Anforderungsparametem und Variieren des bzw. der nicht bestimmten Parameter, und Auswählen des in Bezug auf eine Zielgröße besten Lösungsergebnisses, wobei die Zielgröße durch eine Zielfunktion berechnet wird.