AT397870B - Messsystem zur erfassung von verbrauchsmittelwerten - Google Patents

Description

AT 397 870 B

Die Erfindung betrifft ein Meßsystem zur Erfassung von Verbrauchsmittelwerten elektrischer Energie, die von einer Versorgungsstelle einem Verbraucher oder einer Verbrauchergruppe zugeführt wird, vorzugsweise für die verbrauchsabhängige Gebührenzuordnung, bei dem ein Verbrauchsmeßgerät und ein Mittelwert-Bildner in der Weise vorgesehen sind, daß jeweils im zeitlichen Abstand von einem Meßintervall Bezugswerte ermittelt werden, die den jeweiligen Verbrauch eines Meßintervalls wieder- geben, und bei dem jeweils über m Meßintervalle ein Verbrauchs- mitteiwert gebildet wird, der fortlaufend aktualisiert wird.

Unternehmen zur Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie oder zur Speicherung und Verteilung von Gas oder Wasser sind bestrebt, zur optimalen Nutzung ihrer Anlagen die an ein Versorgungsnetz angeschlossenen Verbraucher zu einer möglichst gleichmäßigen Inanspruchnahme der Versorgungsleistung anzuhalten. Dies geschieht beispielsweise bei Großverbrauchern an elektrischen Energieversorgungsnetzen durch die Anwendung leistungsanhängiger Tarife. Einrichtungen zur dazu notwendigen Erfassung von Leistungsmittelwerten sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DT 23 62 230 bekannt. Darüber hinaus ist es üblich, Belastungspitzen durch das kurzzeitige Abschalten von unkritischen Verbrauchern, wie beispielsweise thermischen Lasten zu vermindern. Dies geschieht mit Hilfe sogenannter Maximumwächter, wie sie z.B. in der deutschen Offenlegungsschrift DT 24 35 207 beschrieben sind.

Nach der Erfindung wird ein einleitend genanntes Meßsystem in der Weise gebildet, daß Verbrauchsänderungen innerhalb eines Meßintervalles, mittels einer Verbrauchsmeßeinrichtung n Teilbezugswerte gemessen werden, die jeweils den Verbrauch während eines n-ten Teiles des Meßintervalles wiedergeben, daß zwischen die Verbrauchsmeßeinrichtung und den Mittelwert-Bildner eine erste Summierstufe zur fortlaufenden Speicherung und Summierung der zeitlich letzten n-Teilbezugswerte (gleitende Summierung) eingeführt ist, deren Ausgangswert, der zum Zeitpunkt einer Meßintervall-Grenze den Bezugswert des letzten Meßintervalls und zu n-1 Zeitpunkten innerhalb eines Meßintervalles einen Bezugs-Erwartungswert darstellt, dem Mittelwert-Bildner zugeführt wird, welcher zum Zeitpunkt einer Meßintervallgrenze einen Verbrauchsmittelwert und zu n-1 Zeitpunkten innerhalb eines Meßintervalles Verbrauchs-Erwartungsmittel-werte bildet, und daß Verbrauchsmittelwert und Verbrauchs-Erwartungsmittelwerte einer Vergleichseinrichtung zugeführt werden, die diese Werte mit einem vorgegebenen Verbrauchs-Grenzwert vergleicht und im Falle des Überschreitens ein Warn- oder Steuersignal aussendet.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Verbrauchsmittelwerte eines dem Verbraucher zugeführten Mediums, wie Gas oder Wasser erfasst werden.

Zweckmäßig ist ferner eine Weiterbildung der Erfindung in der Weise, daß zwischen die Verbrauchsmeßeinrichtung und die erste Summierstufe weitere Summierstufen zur gleitenden Summierung von jeweils p Elementen, in Serie geschaltet, in der Weise eingefügt werden, daß durch jede weitere Summierstufe das Verhältnis zwischen der Dauer eines Meßintervalles und der Dauer einer Messung der Verbrauchsmeßeinrichtung um den Faktor p erhöht wird.

Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.

Figur 1 zeigt in einem Diagramm eine beispielhafte Lastkurve.

Figur 2 zeigt ein beispielhaftes Meßsystem zur Erfassung von Verbrauchsmittelwerten.

Figur 3 zeigt ein Meßsystem, bei dem weitere Summierstufen beispielhaft eingefügt sind.

Figur 1 zeigt in einer beispielhaften Lastkurve 1 den zeitlichen Verlauf des Leistungsbezuges eines Abnehmers in einem elektrischen Energieverteilungsnetz. Durch Erfassung des Bezugswertes 2 innerhalb eines Meßintervalles 3, anschließende Summation über jeweils drei Meßintervalle 5, 5’, 5", 5"' und Berechnung des zugehörigen Verbrauchsmittelwertes durch Division der Summe der drei Bezugswerte durch die Dauer von drei Meßintervallen, wird die Lastkurve 1 durch eine Treppenfunktion 4 nachgebildet. Der Höchstwert der Treppenfunktion 6 bildet die Grundlage für eine Gebührentarifzuordnung. Für Steuer-und Regelungsvorgänge, wie z.B. das Abschalten von thermischen Verbrauchern bei Überlastungsgefahr ist der zeitliche Abstand zwischen zwei aktuellen Verbrauchsmittelwerten, das Meßintervall 3 aber zu groß. Daher wird jedes Meßintervall in drei Teilintervalle 7 unter- teilt und der Verbrauch während dieser Teilintervalle, die Teilbezugswerte gemessen. Mittels Summation der zeitlich letzten 3 Teilbezugswerte, auch über die Meßintervallgrenzen hinweg, wird ein Bezug errechnet, der bei Übereinstimmung des Zeitraums der 3 Teilintervalle mit einen Meßintervall den Bezugswert desselben, und im anderen Fall einen Bezugs-Erwartungswert des nächsten Meßintervalles darstellt. Dadurch wird eine verfeinerte Treppenfunktion 8 erreicht, die die Lastkurve 1 besser nachbildet und dadurch eine raschere Reaktion auf Bezugsschwankungen ermöglicht. Die Vorhersage für den Bezugs-Erwartungswert des nächsten Meßintervalles kann durch unterschiedliche Berücksichtigung der Teilbezugswerte bei der Summation, beispielsweise durch Multiplikation mit unterschiedlichen Faktoren an statistische Eigenschaften bestimmter Lastkurven angepaßt werden. 2

Claims (3)

1. AT 397 870 B Figur 2 zeigt ein Meßsystem, bestehend aus einer Verbrauchsmeßeinrichtung 21, einer Summierstufe 22, einem Mittelwert-Bildner 23 und einer Vergleichseinrichtung 24. Die Funktion des Meßsystems kann man sich wie folgt vorstellen: Der innerhalb eines Drittels eines Intervalles verbrauchte Teilbezugswert wird mittels Verbrauchsmeßeinrichtung 21 durch Messung am Energieversorgungsnetz erhalten. Dieser Teilbezugswert liegt nach Ablauf jedes intervalldrittels als Zahlenwert vor und wird für die Dauer des folgenden Intervalldrittels in der Speicherzelle K eines nach Art eines Schieberegisters arbeitenden Summierspeichers 25 gespeichert. Die Inhalte der drei Speicherzellen K, K -1, K -2, welche die zeitlich letzten drei Teilbezugswerte darstellen, werden addiert und in der Speicherzelle L eines Bezugswertspeichers 26 abgelegt. Im Falle der zeitlichen Übereinstimmung von Meßintervall mit dem Zeitraum des im Summierspeicher 25 gespeicherten drei Teilbezugswerte handelt es sich bei dem Zahlenwert um den Bezugswert des Meßintervalles, im anderen Fall um einen Bezugs-Erwartungswert desselben. Der Bezugswertspeicher 26 arbeitet ebenfalls nach Art eines Schieberegisters, die Taktrate beträgt jedoch nur ein Drittel derselben des Summierspeichers 25. Das Weiterschieben der Zahlenwerte um eine Speicherstelle, L - L -1 usw. erfolgt immer nach Abschluß eines Meßintervailes, bei Vorliegen eines Bezugswertes in der Speicherzelle L. Dadurch enthalten die Speicherzellen L -1 bis L -4 des Bezugswertspeichers 26 nur "echte" Bezugswerte und nur die Speicherzelle L enthält nach den ersten beiden Dritteln eines Meßintervailes einen Erwartungs-Bezugswert. Nach jedem Intervaildrittel wird der Bezugswertspeicher 26 ausgelesen und ein Mittelwert gebildet, der wiederum am Ende eines Meßintervailes den jeweiligen Verbrauchsmittelwert und innerhalb eines Meßintervailes einen Verbrauchs-Erwartungsmittelwert darstellt. Die Verbrauchsmittelwerte und Verbrauchs-Erwartungsmittelwerte werden in der Vergleichsein- richtung 24 mit einem Grenzwert G verglichen, bei Überschreitung dieser Grenze erfolgt durch ein Warnsignal W eine Teilabschaltung des Verbrauchers und die Verständigung des Bedienpersonals. Figur 3 zeigt ein Meßsystem, bestehend aus Verbrauchsmeßeinrichtung 21, erster Summierstufe 22, Mittelwert-Bildner 23, Vergleichseinrichtung 24 sowie zwei weiteren Summierstufen 34, 35, welche vier bzw. fünf Speicherzellen beinhalten. Dadurch wird das Verhältnis zwischen der Zeitdauer einer Messung der Verbrauchsmeßeinrichtung 21 und dem Meßintervall auf 3x 4x 5 = 60 erhöht und eine Verzögerung der Reaktionszeit auf Grenzwertüberschreitung auf ein sechzigstel des Meßintervailes erzielt. Bei dem beschriebenen Meßsystem ist daher sowohl die Erfassung von Verbrauchsmittelwerten über die erforderlichen großen Zeiträume, als auch eine schnelle Reaktion auf Grenzwertüberschreitungen, wie sie bei den sog. Maximumwächtern erforderlich ist, gegeben. Die Speicherzellenzahl des Systems erhöht sich dabei nur von 5 auf 17. Patentansprüche 1. Meßsystem zur Erfassung von Verbrauchsmittelwerten elektrischer Energie, die von einer Versorgungsstelle einem Verbraucher oder einer Verbrauchergruppe zugeführt wird, vorzugsweise für die verbrauchsabhängige Gebührenzuordnung, bei dem ein Verbrauchsmeßgerät und ein Mittelwert-Bildner in der Weise vorgesehen sind, daß jeweils im zeitlichen Abstand von einem Meßintervall Bezugswerte ermittelt werden, die den jeweiligen Verbrauch eines Meßintervalis wiedergeben, und bei dem jeweils über m Meßintervalle ein Verbrauchsmittelwert gebildet wird, der fortlaufend aktualisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung von wesentlichen Verbrauchsänderungen innerhalb eines Meßintervalles, mittels einer Verbrauchsmeßeinrichtung (21) n Teilbezugswerte gemessen werden, die jeweils den Verbrauch während eines n-ten Teiles des Meßintervailes wiedergeben, daß zwischen die Verbrauchsmeßeinrichtung (21) und den Mittelwert-Bildner (23) eine erste Summierstufe (22) zur fortlaufenden Speicherung und Summierung der zeitlich letzten n-Teilbezugswerte (gleitende Summierung) eingefügt ist, deren Ausgangswert, der zum Zeitpunkt einer Meßintervall-Grenze den Bezugswert des letzten Meßintervalis und zu n-1 Zeitpunkten innerhalb eines Meßintervailes einen Bezugs-Erwartungswert darstellt, dem Mittelwert-Bildner (23) zugeführt wird, welcher zum Zeitpunkt einer Meßintervallgrenze einen Verbrauchsmitteiwert und zu n-1 Zeitpunkten innerhalb eines Meßintervailes Verbrauchs-Erwartungsmittelwerte bildet, und daß Verbrauchsmittelwert und Verbrauchs-Erwartungsmittelwerte einer Vergleichseinrichtung (24) zugeführt werden, die diese Werte mit einem vorgegebenen Verbrauchs-Grenzwert vergleicht und im Falle des Überschreitens ein Warn- oder Steuersignal aussendet.
2. 2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrauchsmittelwerte eines, dem Verbraucher zugeführten Mediums wie Gas oder Wasser erfaßt werden.
3. 3. Meßsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verbrauchsmeßeinrichtung (21) und die erste Summierstufe (22) weitere Summierstufen (34, 35) zur gleitenden Summie- 3 AT 397 870 B rung von jeweils p Elementen, in Serie geschaltet, in der Weise eingefügt werden, daß durch jede weitere Summierstufe (34, 35) das Verhältnis zwischen der Dauer eines Meßintervalles und der Dauer einer Messung der Verbrauchsmeßeinrichtung (21) um den Faktor p erhöht wird. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 4