DE19827345B4

DE19827345B4 - Method for deriving the active power of electrical consumers

Info

Publication number: DE19827345B4
Application number: DE1998127345
Authority: DE
Inventors: Christian Fuenfgeld
Original assignee: Fuenfgeld Christian Dipl-Ing
Current assignee: Fuenfgeld Christian Dipl-Ing
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2018-06-20
Also published as: DE19827345A1

Abstract

Verfahren zur Ableitung der Wirkleistung elektrischer Verbraucher unter Benutzung von Strommesswandlern und einer Recheneinheit, bei dem
(1) zunächst
– zu bewerten ist, ob die Anzahl der notwendigen Messstellen gemäß einem Kriterium hoch oder niedrig ist,
– für jede der Messstellen ein zu bewertender Kennwert, wie der Elektrizitätsverbrauch oder Leistungsbedarf, festgelegt wird, wobei
(1.1) diejenigen Messstellen, die mit ihrem jeweiligen Kennwert an der oberen zulässigen Grenze liegen, eliminiert und einzeln erfasst werden,
(1.2) sowie im Fall einer niedrigen Anzahl der Messstellen auch diese einzeln erfasst werden, und,
(1.3) falls vorhanden, verbleibende Messstellen unter Beachtung ihrer örtlichen Lage zueinander und des – auf Grund ihrer installierten Leistung, ihres Einsatzortes und ihrer Einsatzhäufigkeit – zu erwartenden Verbrauchs bewertet, sortiert und gruppenweise zu mindestens einer Verbrauchergruppe zusammengefasst werden,
(2) allen diesen einzelnen Verbrauchern und – bei Vorhandensein – der mindestens einen Verbrauchergruppe jeweils ein Strommesswandler zugeordnet wird,...Method for deriving the active power of electrical loads using current measuring transducers and a computing unit, in which
(1) first
- evaluate whether the number of measuring points required is high or low according to one criterion,
- for each of the measuring points, a characteristic value to be assessed, such as the electricity consumption or power requirement, is determined, where
(1.1) those measuring points whose respective characteristic value is at the upper permissible limit are eliminated and recorded individually;
(1.2) and, in the case of a low number of measuring points, these too are recorded individually and,
(1.3) if available, remaining measuring points, taking into account their local position relative to one another and the expected consumption (based on their installed capacity, place of deployment and frequency of use), sorted and grouped into at least one consumer group,
(2) each of these individual consumers and, if present, each of the at least one group of consumers is assigned a current transducer, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine für das betriebliche Energie-Management hinreichend genaue Ermittlung der Wirkleistung, und daraus mit allgemein bekannten Formeln ableitbar auch der Wirkarbeit, betrieblicher elektrischer Verbraucher. Diese angenäherten Wirkleistungs- und -arbeitswerte sind hinreichend genau, um als Eingangsgröße für betriebliche Energie- bzw. Last-Management-Systeme zu dienen und darin korrekte Schalt- und Betriebsempfehlungen für das betriebliche Energie-Management ableiten zu können.The Invention relates to a the operational energy management sufficiently accurate determination of Active power, and derived from it with well-known formulas also the active work, operational electrical consumers. These approximated Actual performance and work values are sufficiently precise to be considered Input for operational Energy and load management systems and to ensure correct switching and operating recommendations for the operational energy management to derive.

Das aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 00 188 A1 bekannte Verfahren beschreibt die Einwirkung auf einen elektrischen Verbraucher zur Beeinflussung des momentanen Leistungsbezugs. Dies kann z. B. durch das EVU auf Basis einer Rundsteueranlage erfolgen. Der dort unter Anspruch 1 genannte „Bezugsgrenzwert" ist vergleichbar mit dem hier genannten Wirkleistungswert. Dieser „Bezugsgrenzwert" wird z. B. wie dort in Anspruch 3 per Impulszähler oder dort in Anspruch 5 per Elektrizitätszähler festgestellt. Gerade hier setzt die Erfindung an. Die Installation von Zählern ist insbesondere bei solchen mit fernauslesbaren Datenausgängen teuer. Die Erfindung stellt den in der DE 196 00 188 A1 verwendeten „momentanen Leistungswert" zum Vergleich mit einem „Bezugsgrenzwert" in guter Näherung bereit. Damit hat die DE 196 00 188 A1 nichts zu tun.That from the German publication DE 196 00 188 A1 Known method describes the action on an electrical load to influence the current power reference. This can be z. B. by the RU based on a ripple control system. The "reference limit" mentioned in claim 1 is comparable to the active power value mentioned here. B. as found in claim 3 by pulse counter or there in claim 5 by electricity meter. This is where the invention starts. The installation of counters is expensive especially for those with remote-readable data outputs. The invention provides in the DE 196 00 188 A1 used "instantaneous power" for comparison with a "reference threshold" in good approximation. Thus has the DE 196 00 188 A1 Nothing to do.

In der deutschen Patentschrift DE 40 19 523 C2 ist ein Konzept beschrieben, bei dem die Anschlussleitungen elektrischer Verbraucher mit „Stromflussfühlern" versehen sind. Sofern mehrere Verbraucher erfasst sind, werden die Signale der „Stromflussfühler" in einem „Steuergerät" zu einem Summensignal zusammengefasst. Bei Überschreitung eines Grenzwertes für das Summensignal werden die einzelnen Verbraucher durch „steuerbare Schalter" vom Netz getrennt. „Stromflussfühler", „steuerbare Schalter" und Überlastungsschalter bilden eine Baueinheit (vgl. Sp. 9 Z. 51–54).In the German patent DE 40 19 523 C2 A concept is described in which the connecting cables of electrical consumers are provided with "current flow sensors." If several consumers are detected, the signals of the "flow sensors" are combined in a "control unit" to form a total signal individual consumer by "controllable switch" disconnected from the mains. "Current flow sensor", "controllable switch" and overload switch form a unit (see Sp. 9 Z. 51-54).

Bei diesem aus der DE 40 19 523 C2 bekannten Verfahren werden des weiteren „Stromflusssignale" zur Ableitung von Schalthandlungen verwendet. Dies erfolgt, wie in der Schaltelementdarstellung der Abbildungen angedeutet, an ohmschen Verbrauchern (z B. Bauteil 11 in 1 oder 3-fach in Bauteil 48, 2). Gerade für induktive Verbraucher, bei denen der Leistungsfaktor cos φ im Gegensatz zu ohmschen Verbrauchern ungleich 1,0 ist, wurde das in der Erfindung beschriebene Näherungsverfahren entwickelt. Die in DE 40 19 523 C2 praktizierte Auswertung der Stromflussfühler als bestimmende Größe für die Leistungsermittlung an ohmschen Verbrauchern ist trivial und inzwischen nur im Gesamtzusammenhang der Schaltung interessant.In this from the DE 40 19 523 C2 Furthermore, "current-flow signals" are used to derive switching operations, as indicated in the switching-element representation of the figures, on ohmic consumers (eg, component 11 in 1 or 3-fold in component 48 . 2 ). Especially for inductive consumers, in which the power factor cos φ, unlike ohmic consumers is not equal to 1.0, the approach described in the invention was developed. In the DE 40 19 523 C2 practiced evaluation of the current flow sensor as a determining factor for the performance of ohmic consumers is trivial and now interesting only in the overall context of the circuit.

Daneben sind in der DE 40 19 523 C2 die Schalthandlungen oder die Möglichkeiten zur Einflussnahme auf die momentane Höhe des Energieverbrauchs beschrieben. Beides ist nicht Gegenstand der Erfindung, die die DE 40 19 523 C2 bezüglich der induktiven Verbraucher gut ergänzen könnte.In addition, in the DE 40 19 523 C2 the switching actions or the possibilities for influencing the current level of energy consumption described. Both are not the subject of the invention, the DE 40 19 523 C2 could well complement the inductive consumer.

Bekannt sind Energie-Management-Systeme, die eine Vielzahl von technischen und wirtschaftlichen Parametern mit teilweise hohem technischen Aufwand ermitteln und überwachen /beispielhafte Quelle: HABE94/. Ziel der Erfindung ist, den technischen und wirtschaftlichen Aufwand zur Messung der Wirkleistung als eine Eingangsgröße in ein Energie-Management-System zu reduzieren und diese Systeme damit entweder bei gleicher Anzahl von Messstellen kostengünstiger oder aber bei gleichen Kosten differenzierter gestalten zu können. Dieses betrifft insbesondere Energie-Management-Systeme, deren hauptsächliche Funktionalität die Überwachung der Spitzenlast darstellt und nicht Systeme, die gleichzeitig z. B. die Blindleistungskompensation vornehmen oder Asymmetrien der Last beziehungsweise die Qualität der Elektrizitätsversorgung überwachen.Known are energy management systems that have a variety of technical and economic parameters with sometimes high technical Determine effort and monitor / exemplary source: HABE94 /. The aim of the invention is the technical and economic effort to measure the active power as one Input in one Reduce energy management system and systems with it either cheaper with the same number of measuring points or to differentiate at the same cost. This particularly concerns energy management systems, the main ones of which are functionality The supervision the peak load and not systems that z. B. make the reactive power compensation or asymmetries of Load or the quality monitor the electricity supply.

In allen Produktionsbetrieben sind induktive und ohmsche Elektrizitätsverbraucher eingesetzt. Diese wirken mit Blind-, Schein- und Wirkleistung gemäß der bekannten physikalisch-technischen Grundlagen auf die elektrischen Versorgungsnetze. Es ergeben sich Wirk-, Blind- und Scheingrößen, die über bekannte mathematische Methoden mit dem Leistungsfaktor cos φ berechenbar sind.In All production plants are inductive and resistive consumers of electricity used. These act with reactive, apparent and active power according to the known physical-technical basics on the electrical supply networks. It results in effective, blind and sham sizes, the well-known mathematical Methods with the power factor cos φ are calculable.

Diese sind z.B.: PW = PB·sin φ PW = PS·cos φ = U·I·cos φ,wobei I der mit Strommesswandlern zu messende Strom ist.These are for example: P W = P B · Sin φ P W = P S · Cos φ = U · I · cos φ, where I is the current to be measured with current measuring transducers.

Diese Zusammenhänge gehören ebenso wie alle anderen aus dem Zeigerdiagramm der Wirk- und Blindgrößen (z.B. 0) abgeleiteten mathematischen Zusammenhänge seit Jahrzehnten zum Grundwissen des Fachmanns und bedürfen keines gesonderten Nachweises.These relationships belong just like all others from the vector diagram of the active and blind variables (eg 0 ) derived mathematical relationships for decades to the basic knowledge of the skilled person and require no separate proof.

Bekannt ist auch, dass ohmsche Verbraucher für das Auftreten von Wirkgrößen im Netz sorgen, wohingegen induktive Verbraucher das Netz mit Blindgrößen belasten, die im Netz zwischen Erzeuger und Verbraucher pendeln. Der Proportionalitätsfaktor zwischen Wirk- und Scheingröße wird als Leistungsfaktor bezeichnet und entspricht dem Wert der cosinus-Funktion des elektrischen Lastwinkels φ (cos φ) zwischen Wechselspannung und -strom. Der Winkel zwischen Schein- und Wirkgröße in der graphischen Darstellung beider Größen (vgl. 0) ist ebenfalls der Lastwinkel φ.It is also known that ohmic consumers provide for the occurrence of efficiencies in the network, whereas inductive consumers burden the network with blind sizes that commute in the network between producers and consumers. The proportionality factor between active and apparent quantities is called the power factor and corresponds to the value of the cosine function of the electrical load angle φ (cos φ) between AC voltage and current. The angle between apparent and effective quantities in the graphical representation of both quantities (cf. 0 ) is also the load angle φ.

Der im Rahmen des betrieblichen Energie-Managements zu messende, zu kontrollierende und zu optimierende Wirkleistungsbezug, als eine maßgebliche Kostengröße /HABE94/, lässt sich nicht direkt messen. An einem Wechselspannungsleiter sind lediglich Strom und Spannung direkt messbar, woraus Scheinleistung sowie Leistungsfaktor und damit Wirkleistung berechnet werden können.Of the as part of the operational energy management to be measured Controlling and to be optimized active power reference, as a authoritative Cost size / HABE94 /, let yourself do not measure directly. On an AC conductor are only Current and voltage directly measurable, from which apparent power and power factor and thus active power can be calculated.

Um die Höhe der Wirkleistungen der eingesetzten elektrischen Verbraucher zu Zwecken des betrieblichen Energie-Managements zu bestimmen, werden Wirkleistungs-Messwandler mit Strom- und Spannungseingängen eingesetzt werden (Beispielhafte Quelle: /MBS98/. Diese sind in vielen Bauformen am Markt erhältlich, bestimmen aus Strom- und Spannungsmessungen den Leistungsfaktor cos φ und geben deren Produkt als zur Wirkleistung proportionales Signal aus. Diese Wirkleistungs-Messwandler liefern genaue Werte, sind aber verhältnismäßig teuer, so dass unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten oftmals nur der Gesamt- Energiebezug und eventuell die wichtigsten Verbraucher bzw. Verbrauchergruppen erfasst werden können. Unter Umständen besteht die Möglichkeit, mehrere Verbraucher zu Verbrauchergruppen zusammenfassen zu können, um bei erhöhtem Bauaufwand (Zusammenlegung der Anschlussleitungen, Messschlaufen u.a.m.) die Anzahl der Messstellen reduzieren zu können.Around the height the active power of the electrical consumers used For purposes of operational energy management Active power transducers with current and voltage inputs used (Exemplary Source: / MBS98 /.) These are available in many designs available on the market, determine the power factor from current and voltage measurements cos φ and output their product as a signal proportional to the active power. These active power transducers provide accurate values but are relatively expensive, so that from an economic point of view often only the total energy purchase and possibly the most important consumers or consumer groups can be. In certain circumstances it is possible, To be able to group several consumers into consumer groups at elevated Construction costs (merging of the connecting cables, measuring loops u.a.m.) to be able to reduce the number of measuring points.

Alternativ zur Verwendung von Wirkleistungs-Messwandlern möglich ist die separate, hoch aufgelöste Messung von Strom und Spannung mit einfachen Sensoren und die rechnerische Auswertung ihrer Zeitverläufe in einer zentralen Recheneinheit. Aus der Zeitdifferenz der Nulldurchgänge gleicher Kurvenflanken der gemessenen Wechselsignale kann der Lastwinkel φ und damit der Leistungsfaktor cos φ bestimmt werden. Das Produkt aus Strom, Spannung und Leistungsfaktor ist wiederum die Wirkleistung. Dieses Prinzip wird so in Wirkleistungs-Messwandlern eingesetzt und ließe sich prinzipiell auch in separaten Messungen realisieren, was aber hohen rechentechnischen Aufwand bedeutet.alternative for the use of active power transducers is possible the separate, high resolved measurement of current and voltage with simple sensors and the computational Evaluation of their time courses in a central processing unit. From the time difference of the zero crossings same Curves edges of the measured alternating signals, the load angle φ and thus the power factor cos φ determined become. The product of current, voltage and power factor is again the active power. This principle is so in active power transducers used and let in principle also realize in separate measurements, but what means high computational effort.

Beide beschriebenen Varianten, der Einsatz dezentraler Wirkleistungs-Messwandler und auch die zentrale Auswertung hoch aufgelöster Zeitverläufe von Strom und Spannung, kommen aus wirtschaftlichen Gründen nur für eine geringe Anzahl von Messstellen in Betracht. Sie liefern zwar je Messstelle sehr genaue Resultate hinsichtlich der Wirkleistung, lassen aber wegen der geringen Anzahl von Messstellen nur ungenaue Rückschlüsse auf die Laststruktur zu.Both variants described, the use of decentralized active power transducers and the central evaluation of high-resolution time courses of Electricity and voltage, come for economic reasons only for one small number of measuring points into consideration. They always deliver Measuring point very accurate results in terms of active power, but due to the small number of measuring points only inaccurate conclusions the load structure too.

Ein Problem heute bekannter Energie-Management-Systeme für Industriebetriebe ist, dass nicht genügend Kenntnisse über die Laststruktur vorliegen (mangelnde Differenziertheit der Messung) und die exakte Kenntnis der Wirkleistung an wenigen Messstellen nicht notwendig ist, denn der betriebliche Gesamtverbrauch kann durch ein Energie-Management-System nicht mit derselben Exaktheit geregelt werden. Die erfindungsgemäß angenäherten Eingangsgrößen des Energie-Management-Systemsliefern eine gute Datenbasis für die Laststruktur bei hinreichender Annäherung der Wirkleistung.One Problem today known energy management systems for industrial companies is that not enough Knowledge about the load structure is present (lack of differentiation of the measurement) and the exact knowledge of the active power at a few measuring points is not necessary, because the total operational consumption can through an energy management system not with the same exactness be managed. The inventively approximated input variables of Energy management system delivering a good database for the load structure with sufficient approximation of the active power.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Arbeitsverfahren anzugebens mit dem die Einzelkosten je Wirkleistungs-Messstelle an ein- und mehrphasigen Wechselspannungsnetzen maßgeblich reduziert und damit bei gleichen Kosten die Anzahl der Messpunkte entscheidend erhöht werden kann.task The invention is to provide a working method with the Unit costs per effective power measuring point on single and multi-phase AC mains relevant reduces and with the same costs the number of measuring points decisively increased can be.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, indem für Wirkleistungs-Messstellen lediglich Strommessungen eingerichtet werden, deren Messsignale einer Recheneinheit zugeleitet werden, um mit Hilfe von Kennwerten Näherungswerte für die Wirkleistungswerte der einzelnen Messstellen zu erhalten, diese abzugleichen sowie auf Plausibilität zu prüfen und als Grundlage für energiewirtschaftliche Betrachtungen und Entscheidungen im Energie-Management zur Verfügung zu stellen.The object is achieved by the features of patent claim 1, in that for active power measuring points only current measurements are supplied, the measuring signals of which are fed to a computing unit in order to obtain approximate values for the active power values of the individual measuring points with the aid of characteristic values, to compare them and to check them for plausibility and as a basis for energy management considerations and decisions in energy management.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass Einzeleinflüsse durch diese höhere Anzahl der Messstellen deutlicher dargestellt werden können und feiner abgestimmte Maßnahmen im betrieblichen Energie-Management erreicht werden. Damit ist gleichzeitig das Verhältnis Aufwand zu Nutzen bei der Ermittlung von Größe und Struktur des Wirkleistungseinsatzes als Bewertungsgröße der Energieökonomie eines Unternehmens entscheidend zu verbessern.The Advantages of the invention are that individual influences this higher Number of measuring points can be shown more clearly and finer tuned measures be achieved in operational energy management. This is simultaneous The relationship Effort to use in determining the size and structure of the active power input as a rating of the energy economy of a company to improve decisively.

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the associated Drawing shows

0 Vektor-Diagramm der zweidimensionalen Bilanzierung nach Wirk- und Blindgrößen. 0 Vector diagram of two-dimensional balancing of active and reactive variables.

1 Zeitlicher Ablauf der Bewertung der einzelnen Messstellen und der Ermittlung der Anzahl der für die Aufgabe notwendigen Messstellen. 1 Timing of the evaluation of the individual measuring points and the determination of the number of measuring points necessary for the task.

2 Einordnung der Recheneinheit in die Abfolge der Signalverarbeitung 2 Classification of the arithmetic unit in the sequence of signal processing

3 zeitliche Abfolge der Verfahrensschritte zur Bestimmung des relevanten Stromsignals zur Wirkleistungsabschätzung 3 time sequence of the method steps for determining the relevant current signal for active power estimation

4 Einordnung der Spannungsmessung und Parametrierung des Gesamtsystems in den Ablauf des Verfahrens 4 Classification of the voltage measurement and parameterization of the entire system in the procedure of the method

5a Ablauf der Wirkleistungsbilanzierung und Einordnung der cos φ-Anpassung mit Speicherung und Protokollierung, 5a Process of active power accounting and classification of the cos φ adaptation with storage and logging,

5b Ablauf der Wirk- und Blindleistungsbilanzierung mit Einordnung der cos φ-Anpassung, -Speicherung und Protokollierung, 5b Process of active and reactive power accounting with classification of cos φ adaptation, storage and logging

6 Zeitlicher Ablauf der cos φ-Anpassung. 6 Timing of the cos φ adaptation.

Innerhalb des Verfahrens wird zunächst die Anzahl der im Rahmen des betrieblichen Energiemanagements notwendigen Messstellen bewertet (vgl. 1, erste Abfrage), wobei bei Vorliegen einer geringen Anzahl von Messstellen diese einzeln erfasst werden. Bei einer relativen Vielzahl von Messstellen wird im nächsten Schritt deren Elektrizitätsverbrauch beziehungsweise Leistungsbedarf bewertet (vgl. 1, zweite Abfrage). Messstellen mit hohem Verbrauch beziehungsweise Leistungsbedarf werden aus energiewirtschaftlicher Sicht zweckmäßigerweise einzeln erfasst, um relevante Fehlergrößen zu minimieren.Within the procedure, the number of measuring points required within the scope of operational energy management is evaluated (cf. 1 , first query), which are detected individually in the presence of a small number of measuring points. In a relative large number of measuring points, their electricity consumption or power requirement is assessed in the next step (cf. 1 , second query). Measuring points with high consumption or power requirement are expediently individually recorded from an energy management point of view in order to minimize relevant error variables.

Als dritter Schritt schließlich wird der konstruktive, bautechnische und organisatorische Aufwand sowie eventuelle Produktionsausfälle des Zusammenschlusses der verbleibenden, das heißt, nicht als "einzeln zu messen" gekennzeichneten Meßstellen bewertet (vgl. 1, dritte Abfrage). Bei hohem technischen Aufwand müssen auch die verbleibenden Messstellen einzeln erfasst werden, womit die Gesamtzahl der Messstellen aus der Summe der Sammel- und der Einzelmessstellen berechnet wird. Im weiteren wird diese Gesamtzahl der Messstellen bewertet (vgl. 1, vierte Abfrage). Bei einer geringen Anzahl von Messstellen können diese in herkömmlicher Weise mit Wirkleistungs-Messwandlern ausgestattet werden (vgl. 2, Pfad 1). Bei einer hohen Anzahl von Messstellen empfiehlt sich die Ausrüstung mit Strom-Messwandlern (vgl. 2, Pfad 2), die ein der Scheinleistung proportionales Messsignal ausgeben. Dieses Signal wird als leistungsproportionales Signal einer Recheneinheit (vgl. 2, Recheneinheit) aufgegeben, wo es mit den zugehörigen Werten für Spannung und Leistungsfaktor cos φ multipliziert wird. Im Ergebnis der rechentechnischen Verknüpfung wird ein angenäherter Wirkleistungswert ausgegeben (vgl. 2, Annäherung der Wirkleistung), der innerhalb eines Toleranzbereiches mit dem tatsächlichen Wirkleistungswert übereinstimmt.Finally, as a third step, the constructive, constructional and organizational costs as well as possible production losses of the merger of the remaining measuring points, that is not to be marked as "individually measurable", are assessed (cf. 1 , third query). In the case of high technical complexity, the remaining measuring points must also be recorded individually, whereby the total number of measuring points is calculated from the sum of the collecting and the individual measuring points. In addition, this total number of measuring points is evaluated (cf. 1 , fourth query). With a small number of measuring points, these can be equipped in a conventional manner with active power transducers (cf. 2 , Path 1 ). In the case of a large number of measuring points, it is recommended to equip with current transducers (cf. 2 , Path 2 ), which output a measurement signal proportional to the apparent power. This signal is used as a power-proportional signal of a computing unit (cf. 2 , Computing unit), where it is multiplied by the associated values for voltage and power factor cos φ. As a result of the computational link, an approximate active power value is output (cf. 2 , Approximation of the active power), which coincides with the actual active power value within a tolerance range.

Mit der Bestimmung und Verwendung des angenäherten Wirkleistungswertes wird eine Ungenauigkeit der eigentlichen Messgröße (Wirkleistung) gezielt in Kauf genommen. Die Ungenauigkeit besteht darin, dass der der Recheneinheit aufgegebene Kennwert zwar auf die Messstelle abgestimmt ist, aber den aktuellen Betriebszustand nicht vollständig wieder geben kann. Damit liegt der für das Energie-Management bereit gestellte Messwert in einem Toleranzbereich um den tatsächlichen Messwert (vgl. 2, Annäherung der Wirkleistung und 2, genaue Wirkleistung; dort jeweils dargestellt als Zeitverlauf.) Die Ungenauigkeit ist durch die mögliche Anpassung der Kennwerte gemäß den Ansprüchen 9 und 10 im Ergebnis der Plausibilitätsprüfung begrenzt.With the determination and use of the approximated active power value, an inaccuracy of the actual measured variable (active power) is deliberately accepted. The inaccuracy consists in that the characteristic value given to the arithmetic unit is indeed matched to the measuring point, but can not fully reflect the current operating state. Thus, the measured value provided for the energy management lies within a tolerance range around the actual measured value (cf. 2 , Real power approximation and 2 , exact active power; there each represented as a time course.) The inaccuracy is due to the possible Liche adaptation of the characteristic values according to claims 9 and 10 limited in the result of the plausibility check.

Zur Konditionierung der technischen Vorrichtung zur Ermittlung der angenäherten Wirkleistungsgrößen (bestehend aus Strom-Messwandlern und Recheneinheit/Computer) werden für charakteristische Betriebszustände der Verbraucher jeweils gültige charakteristische Kennwerte (Höhe des Wirkleistungsbezugs und Leistungsfaktor cos φ) in-situ bestimmt. Auch in charakteristischen Betriebszuständen können schwankende charakteristische Kennwerte auftreten, die dann über einen hinreichenden Zeitraum währen konstanter Betriebsweise der ein zu messenden Verbraucheranlage zu mitteln sind, so dass das globale Verhalten des zu bewertenden Verbrauchers gut wiedergegeben wird. Die so ermittelten charakteristischen Kennwerte (P_W und cos φ) werden im Systemrechner abgelegt und stehen dem System während des jeweiligen charakteristischen Betriebszustands der Verbraucheranlage zur Berechnung (P_W = P_S·cos φ) der angenäherten Wirkleistung (cos φ) und zur Plausibilitätskontrolle des berechneten Wertes (P_W) zur Verfügung.For conditioning the technical device for determining the approximated active power variables (consisting of current transducers and arithmetic unit / computer) valid characteristic characteristic values (magnitude of the active power reference and power factor cos φ) are determined in situ for characteristic operating states of the consumer. Even in characteristic operating states, fluctuating characteristic values can occur, which then have to be averaged over a sufficient period of time during constant operation of the consumer installation to be measured, so that the global behavior of the consumer to be evaluated is well represented. The characteristic characteristic values (P _W and cos φ) determined in this way are stored in the system computer and are available to the system during the respective characteristic operating state of the consumer system (P _W = P _S · cos φ) of the approximated active power (cos φ) and for the plausibility check of the calculated value (P _W ).

Charakteristische Betriebszustände einer Energie verbrauchenden Produktionsanlage sind z.B. <Leerlauf>, <Aufheizen>, <konstante Produktion bei 50% Teillast> oder <konstante Produktion bei Vollast>. Jeder dieser Betriebszustände wird, ohne jede technische Kenntnis der Anlage, allein auf Basis produktionsbedingter Informationen Produktionsparameter (z.B. Durchsatz und Produktart) erkannt und ist durch jeweils eindeutig zuordnenbare charakteristische Kennwerte für die Bezugsleistung P_W und den Leistungsfaktor cos φ als charakteristischer Betriebszustand zu beschreiben.Characteristic operating states of an energy-consuming production plant are, for example, <idling>, <heating>, <constant production at 50% partial load> or <constant production at full load>. Each of these operating states, without any technical knowledge of the system, is recognized on the basis of production-related information production parameters (eg throughput and product type) and is to be described by each unique attributable characteristic values for the reference power P _W and the power factor cos φ as a characteristic operating state.

Parallel zur Strommessung wird ein der Netzspannung des Gesamtsystems adäquates Signal bereitgestellt. Die Art der Ermittlung dieses Signals wird auf Grund experimenteller Untersuchungen vorbestimmt, indem zu verschiedenen Zeiten Messungen erfolgen, um Aussagen über die Konstanz der Netzspannung treffen zu können. Sind Schwankungen der Netzspannung unwesentlich, wird auf deren kontinuierliche Messung verzichtet, und es wird in der technischen Anlage ein diesem konstanten Grundwert (i.d.R. 230 V_AC) adäquates Signal herangezogen. Ist eine Schwankungsbreite von >5% der effektiven Nennspannung feststellbar, erfolgen in-situ-Messungen an ausgewählten Punkten und die Übermittlung der den erzielten Messgrößen (Netzspannung an verschiedenen Orten des Versorgungsnetzes) adäquaten Signale an die Recheneinheit. Für die in-situ-Messungen werden repräsentative Messstellen an Hand einer vorausgehenden Einzelbewertung der relevanten Verbraucher ausgewählt und festgelegt.Parallel to the current measurement, an adequate signal is provided to the mains voltage of the overall system. The method of determining this signal is determined on the basis of experimental investigations by taking measurements at different times in order to be able to make statements about the constancy of the mains voltage. If fluctuations in the mains voltage are negligible, their continuous measurement is dispensed with and a signal adequate to this constant basic value (usually 230 V _AC ) is used in the technical system. If a fluctuation range of> 5% of the effective nominal voltage can be ascertained, in-situ measurements at selected points and the transmission of the measured variables obtained (mains voltage at different locations of the supply network) to the arithmetic unit. For the in-situ measurements, representative measuring points are selected and determined on the basis of a previous individual evaluation of the relevant consumers.

Je nach Ausmaß und Leistungsfähigkeit der technischen Vorrichtung und der gewünschten Detaillierung der Erfassung sowie der Dynamik der energieverbrauchenden Prozesse sollten innerhalb der Recheneinheit in einer Datenbank der charakteristischen Betriebszustände und Kennwerte mehrere Bereiche den Gesamtprozess der Verbraucheranlagen abschnittsweise abbilden. Für eine Produktionsanlage können dieses charakteristischen Betriebszustände beispielsweise die folgenden sein:

Depending on the extent and performance of the technical device and the desired detailing of the detection as well as the dynamics of the energy-consuming processes, several areas should map the overall process of the consumer installations in sections within the arithmetic unit in a database of the characteristic operating states and characteristic values. For a production plant, these characteristic operating states can be, for example, the following:

Die Wirkleistung P_W eines Verbrauchers wird durch Multiplikation der Effektivwerte von Strom (Eingangssignal der Strom-Messwandler), Spannung (Eingangssignal der Spannungs-Sensoren oder im System abgelegter konstanter Wert) und Leistungsfaktor cos φ (aus der Datenbank des Systems) nach der Gleichung P_W = U·I·cos φ ermittelt.The effective power P _{W of} a load is calculated by multiplying the rms values of current (current transducer input signal), voltage (voltage sensor input signal or constant value stored in the system) and power factor cos φ (from the system database) according to equation P _W = U * I * cos φ determined.

Die Bereitstellung des für diese Berechnung zu verwendenden Stromsignals ist vergleichbar mit der Vorschrift zur Auswahl der Messorte (Strom-Messwandler) und ist abhängig von der Art der Messstelle (vgl. 3).The provision of the current signal to be used for this calculation is comparable to the rule for selecting the measuring locations (current transducers) and depends on the type of measuring point (cf. 3 ).

Für die Ermittlung der Wirkleistung P_W an einem einphasigen Verbraucher wird gem. 3 (rechter Pfad) das Signal des in der Anschlussleitung des Verbrauchers installierten Strom-Messwandlers verwendet.For the determination of the active power P _W on a single-phase consumer is gem. 3 (right path) uses the signal of the current transducer installed in the connection line of the load.

Für die Ermittlung der Wirkleistung P_W an einem symmetrisch belasteten dreiphasigen Netzanschluß wird gem. 3 (mittlerer Pfad) das an einem Leiter des Anschlusses stellvertretend gemessene Stromsignal mit dem Faktor 3 multipliziert und als Eingangssignal für obige Gleichung verwendet.For the determination of the active power P _W at a symmetrically loaded three-phase network connection acc. 3 (middle path) multiplies the current signal representative of a conductor of the terminal by a factor of 3 and uses it as an input to the above equation.

Für die Ermittlung der Wirkleistung P_W an einem unsymmetrisch belasteten dreiphasigen Netzanschluß wird gem. 3 (linker Pfad) die Summe aller drei Stromsignale des Verbraucheranschlusses berechnet und als Eingangssignal für obige Gleichung verwendet.For the determination of the active power P _W at a unbalanced loaded three-phase network connection acc. 3 (left path) calculates the sum of all three current signals of the load terminal and used as an input to the above equation.

Diese näherungsweise bestimmten Wirkleistungswerte der Einzelverbraucher werden über Energiebilanzen von Bilanzgruppen auf Plausibilität geprüft.These approximately certain active power values of the individual consumers are via energy balances checked by balance groups for plausibility.

Energiebilanzen können sowohl über Wirk- als auch Blindgrößen erfolgen und beziehen sich auf die innerhalb eines Zeitraumes durch eine Anlage verbrauchte Energiemenge, was gleichzusetzen ist mit elektrischer Arbeit. Basis einer Bilanzierung können sowohl Leistungs- als auch davon abgeleitete Arbeitswerte (Zeitintegral der Leistung) sein. Empfohlen wird die Verwendung von Leistungsbilanzen (bzw. Arbeitsbilanzen über kurze Perioden als Zwischenstufe zur reinen Energiebilanz) für eine grobe erste Einschätzung der Rechengenauigkeit beispielsweise als Kontrollgröße am Bildschirm eines betrieblichen Energie-Daten-Erfassungssystems. Zur Verringerung der Auswirkung der statistisch auftretenden Abweichungen der gemessenen und rechnerisch verarbeiteten Werte wird für die wirksame Beurteilung des Verfahrens und der Genauigkeit der verwendeten Parameter die Verwendung von Arbeitsbilanzen längerer Perioden empfohlen.energy balances can both over Active and reactive variables occur and refer to those within a period of time Plant consumed amount of energy, which is equivalent to electrical Job. Basis of accounting can be both performance and also derived labor values (time integral of performance) be. It is recommended to use power balances (resp. Work balances over short Periods as an intermediate to the pure energy balance) for a rough one initial assessment the computing accuracy, for example, as a control variable on the screen an operational energy data acquisition system. To reduce the effect of the statistically occurring deviations of the measured and arithmetically processed values will be used for the effective assessment the method and the accuracy of the parameters used Use of work balances longer Periods recommended.

Bilanzgruppen werden dadurch gebildet, dass zum Beispiel an Trafostationen oder Unterstationen der betrieblichen Elektroenergieverteilung Wirkleistungs-Messwandler (Stations-Messstelle) vorhanden sind und von diesen Station u.U. eine willkürlich zusammengestellte Verbrauchergruppe versorgt wird.balance Group be formed by that, for example, at transformer stations or Substations of the operational electric power distribution active power transducers (station measuring point) are present and u.U. an arbitrary compiled Consumer group is supplied.

In der Energiebilanz werden die Wirkleistungswerte der Stations-Messstelle (Eingangssignal proportional zum Energiebezug der Station d.h. aller von dort versorgten Verbraucher) mit der Summe der angenäherten Wirkleistungswerte aller von dieser Station versorgten Verbraucher verglichen (vgl. 5a).In the energy balance, the active power values of the station measuring point (input signal proportional to the energy consumption of the station, ie of all consumers supplied there) are compared with the sum of the approximated active power values of all consumers supplied by this station (cf. 5a ).

Die äußeren Verbrauchsparameter der Stations-Mess-Stelle werden insgesamt charakterisiert durch die Wirkgröße W und den Lastwinkel φ. Dieser äußere Lastwinkel φ wird erfindungsgemäß entweder parallel zur eingespeisten Wirkgröße gemessen (weiteres Ausgangssignal des Wirkleistungs-Messwandlers) oder durch eine Blindstrom-Kompensationsanlage konstant gehalten (dann ist cos φ_a fest in der Systemdatenbank abgelegt).Overall, the external consumption parameters of the station measuring point are characterized by the effective quantity W and the load angle φ. According to the invention, this external load angle φ is measured either parallel to the injected active variable (further output signal of the active power transducer) or kept constant by a reactive current compensation system (then cos φ _{a is} permanently stored in the system database).

Die bilanzierende Betrachtung aller Einzelwerte erfolgt, indem in einem sinnbildlichen Vektor-Diagramm (0), in dem in der Waagerechten die Ohmschen (Wirk-)Größen und in der Senkrechten die induktiven (Blind-)Größen dargestellt werden, die äußere Scheingröße, definiert durch diesen Lastwinkel und ihrer Projektionslänge auf der Ohmschen Achse (Wirkgröße) als Vergleichsnormal eingetragen wird. In dieser Darstellung sind Wirkleistung und -arbeit synonym verwendbar und „neutral" als Wirkgröße bezeichnet (ebenso auch Blind- und Scheinleistung und -arbeit).The balancing consideration of all individual values is done by using a symbolic vector diagram ( 0 ), in which the ohmic (effective) variables and in the vertical the inductive (blind) variables are represented in the horizontal, the external apparent quantity, defined by this load angle and its projection length on the ohmic axis (effective variable) is entered as reference standard , In this presentation, active performance and work are used synonymously and "neutral" is referred to as effective value (as well as blind and apparent performance and work).

Endpunkt des Zeigers der Stations-Messstelle ist der Punkt B mit den Außenabschnitten Ba (Blindgröße, senkrecht) und Wa (Wirkgröße, waagerecht). Zusätzlich werden alle Verbrauchsgrößen der Verbrauchergruppe (hier beispielhaft 5 Verbraucher eingetragen) einschließlich der Blindstromkompensation im Diagramm abgetragen. Dazu ist jeweils die Zeigerlänge eindeutig bekannt, da sie der gemessenen Scheingröße entspricht. Hinsichtlich der Orientierung werden erfindungsgemäß folgende Annahmen getroffen:

• Verbrauchsgrößen der Blindstromkompensationsanlage verlaufen senkrecht zur Ohmschen Achse.
• Verbrauchsgrößen der Verbraucher sind orientiert gemäß ihres aus dem jeweils festgelegten charakteristischen Leistungsfaktor bestimmten Lastwinkels φ_ι.(i = 1..5 im Beispiel gemäß 0)

End point of the pointer of the station measuring point is the point B with the external sections Ba (blind size, vertical) and Wa (effective size, horizontal). In addition, all consumption variables of the consumer group (in this example 5 consumers are entered) including the reactive current compensation are plotted in the diagram. For this purpose, the pointer length is clearly known, since it corresponds to the measured apparent size. With regard to orientation, the following assumptions are made according to the invention:

• Consumption variables of the reactive current compensation system are perpendicular to the Ohm's axis.
• consumption quantities of the consumers are oriented according to their determined from the respective specified characteristic power factor load angle _φ ι. (I = 1..5 in the example of 0 )

Erfindungsgemäß erfolgt die Bilanzierung aus Addition der äußeren Verbrauchsgröße mit der Größe der Blindstromkompensationsanlage, die beginnend am Punkt B angetragen wird. Damit wird Punkt A erreicht, der als Referenzgröße für die Summation der Einzelverbaucher anzusehen ist.According to the invention the accounting of addition of the external consumption variable with the Size of the reactive current compensation system, which is presented beginning at point B. This reaches point A, the as reference size for the summation the individual consumer is to be regarded.

Ausgehend vom Ursprung des Koordinationssystems werden die Zeiger der Scheingrößen der Einzelverbaucher geometrisch addiert, womit Punkt A' erreicht ist, der in der Regel nicht deckungsgleich ist mit Punkt A, dem Referenzpunkt, um den ein zulässiger Toleranzbereich gezogen wird, der die zulässige Ungenauigkeit der Gesamtbilanz des Systems beschreibt. Der Toleranzbereich wird als Quadrat angenommen, d.h., mit ΔW_max ist betragsmäßig identisch ΔB_max. Auch Rechtecke mit ΔW_max different zu ΔB_max sind möglich.Starting from the origin of the coordination system, the pointers of the guessing quantities of the individual consumers are added geometrically, whereby point A 'is reached, which is usually not congruent with point A, the reference point around which a permissible tolerance range is drawn, which is the permissible inaccuracy of the total balance describes the system. The tolerance range is assumed to be square, ie with ΔW _{max the} amount is identical ΔB _max . Even rectangles with ΔW _max different to ΔB _max are possible.

Die horizontale Abweichung ΔW ist der Bilanzfehler, der den Toleranzabstand ΔW_max. um den gemessenen Wert der eingespeisten Wirkgröße nicht überschreiten darf. Zusätzlich zu den Wirkgrößen werden auch die Blindgrößen bilanziert, so daß sich analog eine vertikale Abweichung ΔB und die maximale einseitige Abweichung von ΔB_max ergibt.The horizontal deviation ΔW is the balance error, which is the tolerance distance ΔW _max . must not exceed the measured value of the injected active variable. In addition to the effective variables, the blanking variables are also weighted, so that a vertical deviation ΔB and the maximum unilateral deviation of ΔB _max result analogously.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bedingt für Verbrauchergruppen, die an einer Blindstromkompensationsanlage angeschlossen sind, die Messung des in diese fließenden Stromes und damit der entsprechenden Scheingröße S, die als vollständig kapazitativ und damit im Zeigerdiagramm senkrecht angenommen wird. Damit erfolgt die Bilanz doppelt und verbessert die Kontrolle der einzelnen Leistungsfaktoren durch die zweidimensionale Betrachtung wesentlich.The execution the method according to the invention conditionally for Consumer groups connected to a reactive current compensation system are the measurement of the current flowing in them and thus the corresponding apparent size S, the as complete capacitive and thus assumed perpendicular in the vector diagram. Thus, the balance is double and improves the control of individual performance factors through the two-dimensional view essential.

Als Gütekriterium D des Systems und der Bestimmung der Leistungsfaktoren wird die Wurzel aus der Summe der Quadrate der einzelnen Abweichungen ermittelt, indem gilt:

As the quality criterion D of the system and the determination of the power factors, the root is calculated from the sum of the squares of the individual deviations by:

Wenn nun

d. h., wenn der Gütefaktor D der Gesamtbilanz außerhalb des Toleranzbereiches liegt (also D > D_max), sollte eine Korrektur der Leistungsfaktoren und ggf. auch eine neue Definition der Betriebszustände, für die sie definiert sind, der Verbraucher der Verbrauchergruppe vorgenommen werden.If so

that is, if the quality factor D of the total balance is outside the tolerance range (ie D> D _max ), a correction of the performance factors and possibly also a new definition of the operating conditions for which they are defined should be made to the consumers of the consumer group.

Im Ergebnis der Energiebilanz erfolgt die Einschätzung des Bilanzfehlers (vgl. 0, Entfernung der Punkte A und A' und der Einhaltung der angegebenen Toleranzbereiche ± Δ W_max (für die Bilanz über die Wirkgrößen) und ± Δ B_max (für die Bilanz über die Blindgrößen), was in 5b als Verfahrensablauf dargestellt ist.As a result of the energy balance, the assessment of the accounting error (cf. 0 , Distance of the points A and A 'and compliance with the specified tolerances ± Δ W _max (for the stock of the effect sizes) and ± Δ B _max (for the stock of the dummy variables), which in 5b is shown as a procedure.

Liegt der Punkt A', die geometrische Summe der angenäherten Wirkleistungswerte, außerhalb des in 0 grau markierten Toleranzbereichs so sind die charakteristischen Parameter gem. 6 anzupassen.If the point A ', the geometric sum of the approximated active power values, outside the in 0 gray marked tolerance range so the characteristic parameters acc. 6 adapt.

Im Rahmen der Plausibilitätsprüfung sind grundsätzlich 2 Betrachtungen in verschiedenen Detaillierungsstufen möglich (vgl. 5b, Abfragen zu P_Wges und P_Bges). (1): ausschließliche Bilanzierung über die Wirkgrößen (vgl. 5b, linker Pfad, Abfrage zu P_Wges) und (2): Bilanzierung über Wirk- und Blindgrößen (vgl. 5b, linker und rechter Pfad, Abfragen zu P_Wges und P_Bges).As part of the plausibility check, two considerations are possible in different levels of detail (cf. 5b , Queries to P _Wges and P _Bges ). (1): exclusive accounting of the efficiencies (cf. 5b , left path, query to P _Wges ) and (2): balancing of active and reactive variables (cf. 5b , left and right path, queries to P _Wges and P _Bges ).

Die Anpassung der Leistungsfaktoren cos φ erfolgt gem. 6 derart, dass innerhalb der Recheneinheit Veränderungen des cos φ um ein betriebsbeziehungsweise vorhabenspezifisch festgelegtes Inkrement x (vgl. 6, Abfrage P_Wi > P_W ff.) vorgenommen werden, bis der Bilanzfehler im Toleranzbereich liegt oder die Grenzen Δ_Max, cos φ_min oder cos φ_max erreicht sind. Inkrement X, Δ_Max, cos φ_min und cos φ_max werden aus der Datenbank bereitgestellt in die auch ein ggf. veränderter Leistungsfaktor cos φ (für einen Verbraucher und einen charakteristischen Betriebszustand) zurück gespeichert wird (vgl. 5b, Abspeicherung der Änderung). Vor einer Anpassung der Leistungsfaktoren wird gem. 6 eine Rangfolge der Bearbeitung der in der Bilanzgruppe zusammengefassten Verbraucher aufgestellt. Verbraucher, die zuerst betrachtet werden sind solche, deren aktuell verwendeter cos φ-Wert am weitesten von den Grenzwerten cos φ_min und cos φ_max abweicht.The adaptation of the power factors cos φ takes place acc. 6 in such a way that within the arithmetic unit changes in the cos φ are related to an operation-specific or project-specific increment x (cf. 6 , Query P _Wi > P _W ff.) Until the balance error lies within the tolerance range or the limits Δ _Max , cos φ _min or cos φ _{max are} reached. Increment X, Δ _Max , cos φ _min and cos φ _max are provided from the database into which also a possibly modified power factor cos φ (for a consumer and a characteristic operating state) is stored back (cf. 5b , Saving the change). Before an adjustment of the performance factors gem. 6 a ranking of the processing of the consumers grouped in the balance group. Consumers who are considered first are those whose currently used cos φ value deviates furthest from the limit values cos φ _min and cos φ _max .

Um zu vermeiden, dass falsche Betriebszustände der einzelnen Verbraucher ständige Korrekturen der Leistungsfaktoren und damit ein Schwingen des Systems hervorrufen, wird zunächst festgestellt, ob sich alle Verbraucher in einem charakteristischen Betriebszustand befunden haben. Ist das nicht der Fall, so ist eine manuelle Bearbeitung notwendig. Die Bilanzierung sollte unter der Bedingung wiederholt werden, dass zunächst die Leistungsfaktoren für die tatsächlichen Betriebszustände ermittelt und zur Basis der neuen Betrachtung dem Rechner übermittelt werden.Around To avoid wrong operating conditions of individual consumers permanent Corrections of the performance factors and thus a swinging of the system will cause, first determined whether all consumers in a characteristic Operating state have found. If this is not the case, then it is a manual one Processing necessary. The accounting should be on condition be repeated that first the performance factors for the actual operating conditions determined and transmitted to the base of the new consideration the computer become.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:
In einer Betriebsanlage mit über 100 Elektrizitätsverbrauchern, versorgt von 6 Transformatoren aus 3 räumlich getrennten Unterstationen, sind Eingangsdaten für das betriebliche Energie-Management-System bereitzustellen.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment:
In an operating facility with more than 100 electricity consumers, supplied by 6 transformers from 3 spatially separated substations, input data must be provided for the operational energy management system.

Auf Grund der räumlichen Enge in den Unterstationen und der weiteren Verteilung der Anschlüsse potentiell sinnfällig zusammenfassbarer Verbraucher sowie der notwendigen ständigen Verfügbarkeit der Anlagen war die bautechnische Zusammenlegung zu Verbrauchergruppen nicht möglich. Es sind die notwendigen Verfahrensschritte gemäss der 1 zu treffen. Bei erheblicher monetärer Einsparung werden an allen zu messenden Verbrauchern, bedarfsgerecht 1 oder 3, Stromwandler gemäß der Schritte in 3 installiert, durch in-situ-Messungen die Eingangsparameter des Systems gemäß 4 bestimmt und die Bilanzierung gemäß 5a und 5b eingerichtet. Referenz war die von den Trafos in die Unterstationen eingespeiste Wirkleistung WA. Bilanzräume sind jeweils die Unterstationen. Das System arbeitet gemäß der Darstellung bei Anwendung der einzelnen Komponenten nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag mit einer Genauigkeit < 20 % im ¼ – Stunden-Takt bei einer erheblichen Einsparung aus einer veränderten Betriebsweise der einzelnen Verbraucher. Im Ergebnis der Untersuchungen sind die notwendigen Verfahrensschritte gemäß 6 einzuleiten. Das Gesamtsystem bietet damit die Möglichkeit der Ableitung weiterer technischen Maßnahmen gemäß 2.Due to the lack of space in the substations and the further distribution of the connections of potentially apparent consumers summarized as well as the necessary permanent availability of the facilities, the technical integration into consumer groups was not possible. They are the necessary ones Process steps according to 1 hold true. If there is considerable monetary savings, current transformers will be installed on all the loads to be measured, 1 or 3 as required, according to the steps in 3 installed, by in-situ measurements according to the input parameters of the system 4 determined and the balance according to 5a and 5b set up. The reference was the active power WA fed into the substations by the transformers. Balance rooms are each the substations. The system operates as shown in the application of the individual components according to the proposal according to the invention with an accuracy <20% in ¼ - hourly clock with a considerable saving from a changed mode of operation of the individual consumers. As a result of the investigations, the necessary process steps according to 6 initiate. The entire system thus offers the possibility of deriving further technical measures according to 2 ,

Quellenangabe:Source:

/ MBS98 / Brochure Current Transformer / Transmitter from MBS Sulzbach Messwandler GmbH, Bachstrasse 51, D 74429 Sulzbach; loose leaf Power Meters.
/ HABE94 / Haberstroh, O. Load peaks smoothed - Energy Management System for the Power Engineering, Electrical Power Engineering 3, Volume 39, July 1994th

Claims

Method for deriving the active power of electrical Consumers using current measuring transducers and a computing unit, in which (1) first - to rate is whether the number of required measuring points according to a Criterion is high or low, - for each of the measuring points value to be assessed, such as electricity consumption or power requirement being, being (1.1) those measuring points with their respective Characteristic value at the upper permissible Limit, be eliminated and recorded individually, (1.2) as well as in the case of a low number of measuring points individually recorded, and, (1.3) if available, remaining Measuring points taking into account their local position to each other and of - due their installed capacity, location and frequency of use - expected Consumption rates, sorted and groupwise to at least one Group of consumers, (2) all these individual consumers and - at Presence - the at least one consumer group each a current transducer is assigned for the respective characteristic operating conditions of these consumers and - if present - this at least one consumer group, such as idling, heating, constant Production / partial load, full load, each one of the apparent power proportional Outputs measuring signal, (3) this respective signal as current proportional Signal is fed to a processor, (4) in the arithmetic unit the product of current and voltage proportional values as well formed from power factor cos φ will and (5) thus an approximation for the Active power value is determined which (6) at a through the arithmetic unit with a plausibility check of the calculated power values balance in the form of an energy balance of both active and as well as reactive power of several approximate consumers and - at Presence of at least one consumer group - this at least one consumer group with the measured active and Reactive power, such as that of a central supply line or a Substation, for each of these consumers and - at Presence of at least one consumer group - for this at least one consumer group, one of whose technical equipment Parameters such as power factor, type of current application and thus maximum / minimum power factors, resulting correction value for the previously used power factor cos φ is determined, around with the consumption value thus determined for each consumer and - if present at least one consumer group - for that at least one consumer group, which represents the active power accounted for, a basis for the energy industry Considerations and decisions of operational energy management, such as with regard to correct switching and operating recommendations, whereby a reduction of the individual costs per active power measuring point and thus a decisive increase the measuring points possible is.

The method of claim 1, wherein the to be evaluated Characteristic of the active work requirement, for example, one year or of a production cycle '.

The method of claim 1, wherein the to be evaluated Characteristic value is the active power.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the determination the performance factors for characteristic operating conditions the consumer and - at Presence of at least one consumer group - this at least one consumer group in situ, as part of the facility of the system.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the determination the active power at a single-phase consumer and - in the presence at least one single-phase consumer group - at least one of them single-phase consumer group by forming the product from voltage U, current I and the respectively valid Power factor is performed in the arithmetic unit.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the determination the active power at a uniformly loaded multiphase Consumers and - at Presence of at least one multiphase consumer group - at this at least one multiphase consumer group through the formation of the Product of voltage U, current I, the respectively valid power factor and the number of phases is formed.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the outer load angle φ of the respective Consumer and - at Presence of at least one consumer group - this at least one respective consumer group by a reactive current compensation system is kept constant.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein - in the presence at least two consumer groups - the initiation of these at least two consumer groups based on individual consumer groups their specific technical parameters, such as plant type, production area, Processing steps, operating mode, takes place.

Method according to Claim 8, in which the correction is based on the resulting correction value of the characteristic values of each consumer and - in the presence of at least one consumer group - each of these at least one consumer group, each of whose technical parameters, such as power factor, type of current application and thus maximum / Minimum power factors, fixed limits cos φ _min and cos φ _max and - relative to the previously used characteristic characteristic - relative limits of the allowable correction Δ _max does not exceed.

Method according to one of Claims 1 to 9, in which the power factor cos φ is changed by a specified increment x, taking into account the respective consumer-specific limits cos φ _min and cos φ _max , so that a balance error determined as part of the adjustment on the basis of the plausibility check specified tolerance range plus / minus ΔW _max for the adjustment of the effective quantities and plus / minus ΔB _max for the adjustment of the dummy sizes.