用于至少一个建筑物的建筑物控制系统的制作方法

本发明涉及一种用于至少一个建筑物的建筑物控制系统。

背景技术：

1、例如，从us2018/0357577 a1已知一种用于至少一个建筑物的建筑物控制系统。该建筑物控制系统具有用于一个或多个建筑物的能量供应装置，该能量供应装置与供电电网连接。该建筑物控制系统与服务提供商连接，该服务提供商为调整从供电电网提取电力提供优惠，这些优惠遵循当前的负载程度。该建筑物控制系统控制所消耗的电力，使得可以最佳地利用由该服务提供商所提供的优惠。在此，可以调整建筑物运行装置的运行参数，诸如供暖装置、空调系统或通风装置的运行参数，以便改变当前消耗的电力。

2、通常，建筑物拥有用于运行建筑物的建筑物运行装置，其中，建筑物运行装置例如可以是用于一个或多个房间的温度控制的建筑物运行装置、照明装置、通风装置、空调系统等。这些建筑物运行装置分别具有运行控制器，该运行控制器独立于其它建筑物运行装置地工作，并且单独控制或调节一个或多个建筑物运行参数。

技术实现思路

1、本发明的任务可在于：在考虑各个建筑物运行装置的需要的情况下，关于供电电网的电网运行参数来控制至少一个建筑物的电力的电力需求。

2、该任务通过具有专利权利要求1的特征的建筑物控制系统来解决。

3、根据本发明的建筑物控制系统具有系统控制器，该系统控制器是上级控制器并且与至少一个建筑物运行装置的至少一个运行控制器通信连接。该至少一个建筑物运行装置用于在至少一个建筑物的正常使用的框架内由人员和/或通过运行机器或设备来运行该至少一个建筑物。该建筑物运行装置可以是例如供暖系统、通风系统、用于冷却室的制冷系统、空调系统、照明装置、用于入口或出口的门或大门驱动器或者它们的任意组合。

4、为了其运行，每个建筑物运行装置都需要供电电力，该供电电力借助于供电电网来提供。系统控制器也与该供电电网连接。系统控制器被设立为：从供电电网接收电网运行参数或者根据该供电电网的所提供的电压来确定电网运行参数。电网运行参数描述供电电网的当前状态，并且尤其表征该供电电网相对于提取电力的耗电器而言是电力过剩还是电力不足。例如，该电压的电网频率可以被用作电网运行参数。因而，系统控制器可以识别电网运行参数是否偏离指定目标值(例如，电网电压的目标频率)，并且还可以可选地确定和考虑该偏差的绝对值。

5、每个建筑物运行装置都被设立为：控制或调节建筑物运行参数。建筑物运行参数的目标值通过相应建筑物运行装置的运行控制器来被设定。因而，每个建筑物运行装置都实现自己的控制或调节回路。

6、如果系统控制器发现电网运行参数偏离目标值并且尤其是处在电网运行参数的目标值的公差范围之外，则系统控制器可以改变从供电电网提取的供电电力，以便抵消电网运行参数与目标值的偏差。为此，系统控制器暂时更改一个或多个建筑物运行参数的一个或多个目标值，并且将建筑物运行参数的每个更改后的目标值传送给建筑物运行装置的相关运行控制器，该运行控制器控制或调节该建筑物运行参数。例如，可以暂时提高或降低以下目标值中的一个或多个目标值：

7、-建筑物的一个或多个房间中的室温的目标值；

8、-冷却室中的冷却温度的目标值；

9、-照明系统的电功率的目标值——例如，为此可以附加地打开或关闭各个灯具，或者可以对至少一个灯具进行调光；

10、-在储热器中的所储存的介质的储热温度的目标值，例如在热水储存器中的水温；

11、-电蓄能器的充电或放电电流和/或电蓄能器的充电状态的目标值。

12、以这种方式，可以改善该建筑物控制系统的电网服务。

13、为了调整来自供电电网的当前消耗的供电电力，系统控制器暂时更改各一个建筑物运行参数的一个或多个目标值。这引起：建筑物运行装置的下级的控制或调节在无需技术修改的情况下执行相应的控制或调节。系统控制器利用了相应目标值的现有裕度，该目标值虽然可能偏离最佳目标值，但是为此改善了建筑物控制系统的电网服务。

14、因此，通过将暂时更改的目标值传送给相应的运行控制器，非常简单地实现了经改善的电网服务。由于建筑物控制系统的这种设计，系统控制器以及因此建筑物控制系统也可以非常简单地被集成到已经存在的建筑物中。

15、系统控制器可以布置在建筑物本身中或远离该建筑物。与建筑物的至少一个建筑物运行装置或至少一个运行控制器的通信连接可以以无线和/或有线方式、例如经由lan和/或wlan和/或wan连接或者其它适合的通信连接来建立。建筑物控制系统可以基于云。

16、在一个实施例中，建筑物控制系统可以具有一个或多个建筑物运行装置，该一个或多个建筑物运行装置将分别提供的供电电力转换成用于运行建筑物的有效电力。例如，供电电力可以被转换成光、热量、冷量等。

17、除了至少一个建筑物运行装置之外，还可能存在与系统控制器通信连接的能量供应装置。该能量供应装置被设立为将非电力转换成电力并且将其提供给一个或多个建筑物运行装置和/或将其馈入到供电电网中。这种能量供应装置可以是所有已知的能量供应装置，比如光伏系统、燃料电池、风力发电厂等等。

18、在一个运行控制器或多个运行控制器的情况下，可以有利的是：相应建筑物运行参数的目标值不是恒定的，而是具有取决于时间地改变的变化过程。由此，例如可以根据时钟时间和/或根据星期几和/或根据日历日期来调整相应的运行参数。

19、尤其有利的是：给建筑物运行参数的每个目标值都分配目标值范围。该目标值范围定义了建筑物运行参数的相应目标值可以被更改的限度。不允许目标值超出该目标值范围。由此，可以避免：系统控制器所指定的目标值虽然改善了建筑物控制系统的电网服务，但是可能会导致建筑物运行装置的不希望的状态。替代地或附加地，目标值的目标值范围可以由授权的系统用户来指定或更改。

20、可以向系统控制器指定目标值的目标值范围，例如通过相应的运行控制器。如果在相应的运行控制器中已知允许的目标值范围，该运行控制器例如修改由该系统控制器传送的、暂时更改的在该目标值范围之外的目标值并且将该目标值限制为允许的经过更改的目标值，例如限制为最大或最小目标值，则也是足够的。也可能的是：系统控制器在建筑物控制系统的运行期间自动学习允许的目标值范围。例如，系统控制器可以确定：所传送的、暂时更改的目标值是被接受了还是被接收的运行控制器限制为允许的经过更改的目标值了。以这种方式，系统控制可以学习目标值范围。

21、对于建筑物运行参数中的一个或多个，目标值范围可以具有取决于时间地改变的变化过程，例如取决于时钟时间和/或取决于星期几和/或取决于日历日期。例如，当房间中有人员在场时，可以允许：在夜间将仅在白天使用的房间中的室温降低到比白天的最低温度更低的最低温度。例如，照明系统所必须提供的在房间中的亮度也可以在夜间或在周末比在工作日的白天低。

22、还有利的是：系统控制器与资源管理系统通信连接。资源管理系统尤其被设立为：显示建筑物中存在的资源(诸如房间和/或机器和/或设备)的使用；和/或显示人员的在场。在此，资源管理系统也可以显示建筑物中各个房间的占用或使用。根据这些信息，系统控制器可以确定对资源和与此相关的电力的需求。

23、例如，系统控制器可以是学习系统，并且可以将当前使用的资源或者当前在场的人员与当前需要的电力相关联。在此，可以可选地考虑其它信息或数据，比如在建筑物中和/或在建筑物的周围环境中的传感器数据和/或天气数据和/或日期信息(日历日期、星期几、日出时间、日落时间等等)。

24、系统控制器尤其被设立为：针对未来时间段计算或估计供电电力的电力需求。为此，例如可以考虑上述信息或数据的任意组合。因此，系统控制器知道电力需求在该未来时间段内预计如何发展。该未来时间段例如可以是至少2-3个小时并且尤其可以包括多达2-3天。还能够将电力需求传送给供电电网的运营商，使得必要时可以调整该供电电网的所提供的电力。

25、基于神经网络或其它已知的学习系统(具有所谓的“人工智能(ki(ai))”的系统)，系统控制器可以以进行学习的方式被设计用于确定电力需求。替代地或附加地，也可以使用固定编程的算法来进行学习。

26、在确定在该未来时间段内的电力需求时，也可以考虑建筑物的建造特性，诸如建筑物或建筑物部分的储热能力。一个传感器或多个传感器可以提供关于在房间内或在建筑物的周围环境中的当前参数的信息，比如在建筑物的房间中的室内温度、建筑物的室外温度、风速、在建筑物的房间中或在建筑物的周围环境中的空气湿度。在确定在该未来时间段内的电力需求时，也可以考虑传感器或者传感器的任意组合的传感器数据。

27、建筑物控制系统尤其被设立为：如果电网运行参数指示在供电电网中的电力过剩并且所确定的在紧接着的未来时间段内的电力需求低于所提取的电力的最小增量，则通过更改建筑物运行参数的目标值来增加至少一个建筑物运行装置的供电电力的消耗。附加地或替代地，系统控制器可以被设立为：如果电网运行参数指示在供电电网中的电力不足并且所确定的在紧接着的未来时间段内的供电电力的电力需求低于所提取的电力的最小减量，则通过更改建筑物运行参数的目标值来减少至少一个建筑物运行装置的供电电力的消耗。该最小增量描述了来自供电电网中的所提取的电力相比于相应当前状态的增加，并且该最小减量描述了来自供电电网中的所提取的电力相比于相应当前状态的减少。电力的所需的最小增量和/或最小减量可以根据电网运行参数和电网运行参数的目标值之间的偏差来被确定。该最小增量和/或该最小减量也可以固定地被指定。目标值与当前的电网运行参数之间的差异越大，所提取的电力的最小增量和/或最小减量的绝对值就必须越大，以便有效支持该供电电网。以这种方式，建筑物控制系统可以考虑关于供电电网稳定性的临界状态。

28、还有利的是：建筑物运行装置中的至少一个建筑物运行装置具有热能蓄能器和/或电能蓄能器。热能蓄能器例如可以是热水储存器。电能蓄能器例如可以是光伏系统的电池和/或连接到建筑物的充电站上的电气设备或电动车辆的电池。在该设计中，可以更改相关蓄能器的目标值，例如在热水储存器中的水温和/或电池的充电电流。因此，蓄能器的运行参数可以描述在蓄能器中储存的能量的量和/或在该蓄能器充电或放电时所储存的能量的变化率。