AT516212A1 - Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen - Google Patents

Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen Download PDF

Info

Publication number
AT516212A1
AT516212A1 ATA50589/2014A AT505892014A AT516212A1 AT 516212 A1 AT516212 A1 AT 516212A1 AT 505892014 A AT505892014 A AT 505892014A AT 516212 A1 AT516212 A1 AT 516212A1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
phase
feed
energy management
sensitive energy
systems according
Prior art date
Application number
ATA50589/2014A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerfried Dipl Ing Cebrat
Original Assignee
Gerfried Dipl Ing Cebrat
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerfried Dipl Ing Cebrat filed Critical Gerfried Dipl Ing Cebrat
Priority to ATA50589/2014A priority Critical patent/AT516212A1/de
Publication of AT516212A1 publication Critical patent/AT516212A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Es wird eine Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen vorgestellt, bei dem die Einspeisung entsprechen der gemessen Last auf die Phasen geschaltet werden um die nicht kostenwirksame also vom Zähler des Netzbetreibers (oder ohne Entbündelung dem Energieversorger) nicht gezählte Einspeisung zu minimieren. Dabei wird vorteilhafterweise die Strom- und Spannungsmessung eines Smart Meters mit genutzt und es werden vorteilhafterweise bei Nichterreichen der notwendigen Last automatisch unterbrechbare Lasten geschaltet oder ein Betriebsplan zwischen einem Gerät und dem Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen ausgehandelt wodurch sich ein geplanter Verlauf der Last über die Zeit ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum phasensensitiven Energiemanagementvon Fotovoltaik-Anlagen die vorteilhafterweise die aktuellen phasenspezifischenMesswerte für die Leistungen von einem Smart Meter bezieht, sowie wennverfügbar auch historische Daten oder Prognosedaten für den Algorithmus zurWahl der Phase benutzt.
Bei Kleinanlagen wird üblicherweise ein String pro PV-Inverter angeschlossen undjeder PV-Inverter an einer anderen Phase verbunden, wobei bei saldierendenZählern die Vergütung vom Modus des Zählers abhängt (Saldo je Phase oderinsgesamt). Ein Energiemanagement zur Maximierung des Eigenverbrauchs ist beisaldierenden Anlagen nötig, wo keine separate Messung des eingespeisten Stromsexistiert. Speziell bei kostengünstigen einphasig einspeisenden Anlagen wird imFalle getrennt über die Phasen bilanzierender und gegen Rückwärtslaufengeschützter Zähler der Netzbetreiber ein Teil der Einspeisung verschenkt.
Technische Aufgabe der Erfindung ist es nun im Verteilerkasten die Einspeisungan diejenige Phase zu schalten, wo Last anliegt. In einer Erweiterung um einezweite Phase z.B. durch eine zweite PV-Anlage mit einphasiger Einspeisungkönnen die Einspeisungen jeweils dort vorgenommen werden, wo dieentsprechenden Lasten anliegen.
Stand der Technik sind automatisch umschaltende PV-Inverter, die zwischenEnergiespeicher und Netz umschalten um hier einen netzgebundene und einenautarken Betrieb zu ermöglichen. Weiters gibt es Lösungen wo überHaushaltsbusse Großgeräte wie Wärmepumpen und Waschmaschinen vom PV-Inverter gesteuert werden. US Patent 20100067271 beschreibt eine Lösung mitreaktiver Leistungskompensation abhängig von Netzparametem, imgegenständlichen Fall wird für Netzparameter die Wirkleistung genommen odervereinfachend die Stromstärke.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst dass zumindest dieStromstärke auf den Phasen gemessen wird und die Einspeisung automatisch aufdiejenige Phase geschaltet wird, wo eine möglichst ausreichende Last anliegt. Beieiner Vernetzung mit schaltbaren Geräten, oder Steckdosen ist es auch möglichergänzend einzelne Geräte einzuschalten, wo die Einspeisung stattfindet.
Die vorgestellte Vorrichtung kann entweder eigenständig sein, in einen Inverterintegriert werden, und die Leistungen auf den Phasen von einem Smart Meterbeziehen oder in einen Subzähler integriert werden der im Schaltschrankangeordnet wird und hinter dem Zähler des Netzbetreibers für das EnergieMonitoring zuständig ist und hier um das Energiemanagement erweitert wird.
Das Phasensensitive Energiemanagement für PV-Anlagen wird anhand einesBeispiels mit verschiedenen Einspeiseleistungen erläutert:
Für den Algorithmus zur Auswahl der Phase mit der die Einspeisung verbundenwird können zwei Lösungen angesetzt werden: a) Bestimmung und Vergleich der Zahl der Elmschaltvorgänge zwischen denLasten für die möglichen Varianten anhand vergangener Messwerte für dieLeistung der Lasten auf den Phasen. Dabei werden nur Phasen berücksichtigt, wo die mittlere Leistung mindestens die mittlere odermaximale oder prognostizierte Einspeiseleistung erreicht. b) Bestimmung und Vergleich der eingespeisten Arbeit die nicht durch eineLast kompensiert wurde, wobei für die Einspeisung vorteilhafterweise einPrognosewert z.B. über eine Sonnenstands Berechnung ermittelt wird.
Variante a) zielt auf eine Minimierung der Schaltvorgänge, in Variante b) könnenzwei Kriterien kombiniert werden, z.B. wenn aus der Analyse der vergangenenPeriode hervorgeht, dass die Wahl einer Hauptvariante zwar die nicht über eineLast kompensierte Einspeisemenge minimiert, aber zu einer gewissen Zahl anSchaltvorgängen führt. Es ist möglich die nicht kompensierten Einspeisemengenfür Varianten zu rechnen, die eine maximale Zahl an Schaltvorgängen nichtübersteigen.
Die Besonderheit der Erfindung ist die Kombination mit einem intelligentenvernetzten Stromzähler, wodurch Stromstärke und bei Bestimmung derWirkleistung Spannungssensoren doppelt genutzt werden können und dieseSensoren nur mehr für die Bestimmung der einzuspeisenden Leistung erforderlichsind, wobei auf der zur Einspeisung verbundenen Phase diese Leistung zumMesswert des Zählers hinzuaddiert werden muss. Durch die Vernetzung könnenZähler und Vorrichtung zum phasensensitiven Energiemanagement für PV-Anlagen über TCP/IP bzw. Installationsbus kommunizieren und es könnenkostengünstig auch Geräte eingebunden werden um mit der VorrichtungEinsatzszenarien auszuhandeln oder diese zu schalten, womit eine separateschaltende Steckdose überflüssig wird.
Um eine Unterbrechung der Leistungsabgabe der PV-Paneele während der kurzenUmschaltung zwischen den Phasen zu vermeiden, werden vorteilhafterweiseKondensatoren auf der Gleichstromseite des Inverters vorgesehen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen gemäß den Zeichnungennäher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführung bei der die Leistungsberechnung desZählers die Einzelleistungen der Phasen an die vorgestellte Vorrichtung zumPhasensensitivem Energiemanagement für PV-Anlagen kommunizieren und dieseselbst die Einspeisung addiert um die Lasten für die Leistungszuordnung derEinspeisung zu den Phasen bestimmen zu können. In Fig. 2 wird vomPhasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen die unterbrechbare Last 2direkt geschaltet und mit der Last 3 eine Lastganglinie ausgehandelt. DieLeistungsmessung ist direkt in die Vorrichtung integriert, die Spannungsmessungoptional um die Wirkleistung bestimmen zu können. Fig. 3 zeigt eine Vorrichtungdie die Einspeisung von zwei einphasigen Invertern auf die am besten geeignetenPhasen legt.
Die Kommunikations- bzw. Niederspannungsverbindungen sind dünner dieLeistungsverkabelung dicker dargestellt.

Claims (10)

  1. Patentansprüche 1. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen, dadurchgekennzeichnet, dass eine vorteilhafterweise extern liegende Messung derLeistungen auf den einzelnen Phasen - vorzugsweise über eine Bestimmung derWirkleistung - für den Algorithmus verwendet wird der die mindestens eineEinspeisung auf eine der gemessenen Phasen legt.
  2. 2. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Phase für die Einspeisung gewählt wird,wo aufgrund der Messwerte der Leistungen auf den einzelnen Phasen in der letztenBetrachtungsperiode die fiktive Zahl Umschaltvorgänge am kleinsten gewesensind d.h. die geringste Zahl von Wechseln durch Absinken der Last unter denaktuellen Einspeisewert hervorgerufen wurden.
  3. 3. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Algorithmus zur Wahl derfür die Einspeisung gewählten Phase, der vorteilhafterweise die Summe der nichtgezählten Einspeisung benutzt, ein kurzfristiger Prognosewert für die Einspeisungzur Bewertung herangezogen wird, der vorteilhafterweise kurzzeitigeSchwankungen ausgleicht und den Verlauf des Sonnenstandes berücksichtigt.
  4. 4. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Start der Einspeisungdiejenige Phase zur Einspeisung gewählt wird, wo der Prognosewert für die Lastund die Prognosewerte für die Einspeisung für einen in die Zukunft reichendenZeitraum für die Bewertung und Wahl der Phase herangezogen werden.
  5. 5. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisung unterBerücksichtigung der Hierarchie mehrerer einspeisender PV-Inverter vorgenommen wird, d.h. die für die größte Einspeisung die erste Entscheidunggetroffen wird und die Entscheidung für den zweiten PV-Inverter die verbleibendeDifferenz der Last auf dieser zuerst gewählten Phase zur Entscheidung benutzt.
  6. 6. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren einspeisendenInvertern die nicht gezählte Einspeisung für die Wahl der faktorisierten ermitteltenVarianten als Kombinationen aus Phase und PV-Inverter berechnet werden.
  7. 7. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eineunterbrechbare Last auf diejenige Phase dazu schaltet, wo durch dieseAufschaltung der zusätzlichen Last die nicht gezählte Einspeisung minimal würde.
  8. 8. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einemAnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung unterbrechbare Lastenso dazu moduliert, um eine Umschaltung der Einspeisung auf eine andere Phase zuvermeiden.
  9. 9. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb der Last mit derVorrichtung über ein Protokoll ausgehandelt wird wodurch die Leistung über einenzukünftigen Zeitraum vorausgeplant werden kann.
  10. 10. Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen nach einem derAnsprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrphasiger PV-Inverter dieEinspeiseleistung abhängig von den gemessenen Lasten auf die Phasen so verteiltdass die nicht gezählte Einspeisung minimal wird.
ATA50589/2014A 2014-08-26 2014-08-26 Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen AT516212A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50589/2014A AT516212A1 (de) 2014-08-26 2014-08-26 Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50589/2014A AT516212A1 (de) 2014-08-26 2014-08-26 Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT516212A1 true AT516212A1 (de) 2016-03-15

Family

ID=55447287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50589/2014A AT516212A1 (de) 2014-08-26 2014-08-26 Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT516212A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5604385A (en) * 1995-05-22 1997-02-18 Target Hi-Tech Electronics Ltd. Apparatus for and method of evenly distributing an electrical load across a three phase power distribution network
US20120175951A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-12 General Electric Company Load balancing for distribution power supply system
DE102011084216A1 (de) * 2011-10-10 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Steuern des elektrischen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge und Verfahren zum elektrischen Laden mehrerer Elektrofahrzeuge
EP2672603A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-11 ABB Technology AG Vorrichtung zur Verbindung einer Einzelphasenvorrichtung in ein mehrphasiges elektrisches Netzwerk

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5604385A (en) * 1995-05-22 1997-02-18 Target Hi-Tech Electronics Ltd. Apparatus for and method of evenly distributing an electrical load across a three phase power distribution network
US20120175951A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-12 General Electric Company Load balancing for distribution power supply system
DE102011084216A1 (de) * 2011-10-10 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Steuern des elektrischen Ladens mehrerer Elektrofahrzeuge und Verfahren zum elektrischen Laden mehrerer Elektrofahrzeuge
EP2672603A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-11 ABB Technology AG Vorrichtung zur Verbindung einer Einzelphasenvorrichtung in ein mehrphasiges elektrisches Netzwerk

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2591534B1 (de) Verfahren zur steuerung von pv-anlagen in einem stromversorgungsnetz
EP3214718B1 (de) Verfahren und system zum betrieb eines autarken energieversorgungsnetzes
EP1339153A2 (de) Einrichtung zum Anschluss eines Gebäudes oder dgl. an ein elektrisches Niederspannungsnetz
EP2528183B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Stromversorgung
WO2013186282A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum management einer energieerzeugungseinheit
DE102009011665A1 (de) Anordnung zur Messung von Stromertrags- und/oder Verbrauchsgrößen in einem Niederspannungsnetz
EP3820011A1 (de) Lastverwaltungssystem und verfahren zur regelung eines solchen lastverwaltungssystems
WO2013064377A2 (de) Einspeiseeinheit und stromerzeugungs- und verbrauchsanordnung
DE212017000235U1 (de) Steuereinheit zum Steuern von Energiegehalt und Leistungsfluss in einem lokalen Stromnetz
EP2960664B1 (de) System zur Erfassung von Leistungen und Energiemengen in Leitern
DE202012101240U1 (de) Energiemanagementsystem
EP2697889A2 (de) Energieverteilnetz und verfahren zu dessen betrieb
DE20218473U1 (de) Einrichtung zum Anschluß eines Gebäudes o.dgl. an ein elektrisches Niederspannungsnetz
DE102007063513A1 (de) Produktionsenergiedatenerfassungs- und -analysesystem
DE4019523C2 (de)
AT516212A1 (de) Phasensensitives Energiemanagement für PV-Anlagen
EP2685580A2 (de) Vorrichtung zum Ermitteln und/oder Steuern einer Betriebszeit eines mit einem Kraftwerk, insbesondere Photovoltaikkraftwerk, und einem Energiespeicher gekoppelten Verbrauchers, und Verfahren zum Betreiben eines mit einem Kraftwerk gekoppelten Energiespeichers
WO2020058172A1 (de) Steuer/regel-system für ein stromnetz sowie steuer/regelmodul für ein steuer/regel-system für ein stromnetz
EP1072081B1 (de) Verfahren zum regeln der gesamtleistung von energietechnischen anlagen, insbesondere einer gruppe von elektrischen verbrauchern
DE102015107208A1 (de) Doppeltarifschalteinrichtung, System mit einer Doppeltarifschalteinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Doppeltarifschalteinrichtung
AT516213B1 (de) Energieversorgungssystem
WO2018206114A1 (de) Verfahren zum bestimmen einer energiemenge bei einer prosumer-anlage
DE102020201231A1 (de) System und Verfahren zur Lasterkennung
WO2015104177A2 (de) Verfahren und wechselrichter zum einspeisen elektrischer energie in ein wechselspannungsnetz
DE102007041793B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Verluste eines Energiewandlers, insbesondere eines Stromrichters oder Synchrongenerators, sowie dazugehöriger Energiewandler