DE10019130A1 - Load current requirement detection and compensation method detects current peaks for temporary switching in of auxiliary electrical energy source - Google Patents

Load current requirement detection and compensation method detects current peaks for temporary switching in of auxiliary electrical energy source

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DE10019130A1
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Abstract

The current requirement detection and compensation method has the measured current requirement compared with a given reference value for detection of a current peak, initiating temporary switching in of an auxiliary electrical energy source, e.g. a back-up current supply, for covering the peak current requirement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Abgleichen des Verbraucherstrombedarfs.The present invention relates to a method for detecting and comparing the Consumer power requirements.

Die Stromerzeugung wie auch die Stromversorgung sind aus dem Stand der Technik wohl bekannt. Dabei wird der beispielsweise aus Kohle- und Atomkraftwerken stammende oder aus regenerativen Energiequellen erzeugte Strom über das allgemeine Stromnetz verteilt und dem Verbraucher zur Abnahme aus dem Stromnetz zur Verfügung gestellt. Zur Abrechnung des verbrauchten Stroms ist zumeist verbraucherseitig ein Stromzähler vorgesehen.The power generation as well as the power supply are state of the art Technology well known. Here, for example, from coal and Nuclear power plants originating or generated from renewable energy sources Electricity is distributed across the general power grid and available to the consumer for purchase provided from the power grid. To settle the used In most cases, an electricity meter is provided on the consumer side.

Zur Wahrung der Unabhängigkeit vom allgemeinen Stromnetz im Notfall, beispielsweise wenn es zu überlastungsbedingten Störungen oder sogar zu einem kompletten Zusammenbruch der Stromversorgung kommt, verfügen Unternehmen, Krankenhäuser sowie manche private Haushalte über Notfallgeneratoren. Sobald die Stromversorgung über das allgemeine Stromnetz nicht mehr zur Verfügung steht, fahren diese Notfallgeneratoren hoch und erzeugen den jeweils benötigten Strom. In besonderen Fällen oder wenn auch im Notfall ein besonders hoher Strombedarf zu decken ist, sind mehrere von einander unabhängig arbeitende Notfallgeneratoren vorgesehen.To maintain independence from the general power grid in an emergency, for example, if there are congestion-related disorders or even one complete power supply breakdown comes, companies have Hospitals as well as some private households via emergency generators. As soon as the power supply via the general power grid is no longer available stands, these emergency generators start up and generate the required one Electricity. In special cases or even in an emergency, a particularly high one To meet electricity needs, there are several working independently Emergency generators provided.

Die Installation sowie die Wartung von Notfallgeneratoren ist zumeist technisch wie auch wirtschaftlich sehr aufwendig. Trotz dieser hohen Aufwendungen bleiben die durch die Notfallgeneratoren geschaffenen Ressourcen im Normalfall, d. h. wenn kein Notfall vorliegt, ungenutzt. Auch bleiben andere Erzeugungskapazitäten z. B. Blockheizkraftwerke (BHKW) häufig ungenutzt. Dieses ist selbst dann der Fall, wenn aufgrund von Bedarfsschwankungen im allgemeinen Stromnetz Strombedarfsspitzen erreicht werden und der Strom gezielt mit teuren Leistungsspitzen verkauft wird.The installation and maintenance of emergency generators is mostly technical as well as economically very complex. Despite these high expenses remain the resources created by the emergency generators in the normal case, d. H.  if there is no emergency, unused. Other generation capacities also remain e.g. B. combined heat and power plants (CHP) often unused. This is the one even then Case when due to fluctuations in demand in the general power grid Power demand peaks can be reached and the electricity targeted with expensive ones Peak performance is sold.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Erfassen und Abgleichen des Verbraucherstrombedarfs anzugeben, das die reduzierte Verwendung von Strom mit teuren Leistungsspitzen ermöglicht, leicht durchzuführen und zudem wenig kostenaufwendig ist.The object of the invention is therefore to provide a method for detecting and Adjust the consumer power requirement to indicate the reduced Allows use of electricity with expensive power peaks, easily to perform and is also inexpensive.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Erfassen und Abgleichen des Verbraucherstroms vorgeschlagen, bei dem der Strombedarf gemessen, mit Überschreitung einer vorgebbaren Bedarfsgrenze als Strombedarfsspitze erfaßt und der voraussichtliche Spitzenstrombedarf berechnet wird, wobei bis zu einer erneuten Unterschreitung der Bedarfsgrenze ein zusätzlicher elektrischer Energieerzeuger zur Deckung des Spitzenstrombedarfs eingesetzt wird.To solve this problem there is a method for recording and matching of the consumer current proposed, at which the electricity demand measured, with Exceeding a predefinable demand limit is recorded as a peak demand and the expected peak current demand is calculated, up to one again falling below the demand limit an additional electrical Energy generator is used to cover the peak electricity demand.

Mit dem vorgenannten Verfahren wird es erstmals möglich, die durch beispielsweise Notstromaggregate oder sonstige Erzeugungskapazitäten zur Verfügung stehenden Ressourcen zu nutzen und zur Reduzierung von Leistungsspitzen einzusetzen. Somit kann in vorteilhafter Weise auf den über das allgemeine Stromnetz zur Verfügung gestellten Strom, der gezielt mit teuren Leistungsspitzen verkauft wird, verzichtet werden.With the above-mentioned method, it becomes possible for the first time for example emergency power generators or other generation capacities Use available resources and reduce them Use peak power. It can thus be advantageously based on the above general electricity grid provided electricity that is targeted with expensive Peak performance is sold to be waived.

Dem erfindungsgemäßen Gedanken liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Strombedarf eines jeden Verbrauchers durch eine Grundversorgung in Kombination mit einer zusätzlichen, ausschließlich die Leistungsspitzen abfangenden Spitzenstromversorgung abgedeckt werden kann. Zu diesem Zweck wird der Strombedarf des Verbrauchers gemessen. Mit Überschreitung einer vorgebbaren Bedarfsgrenze wird der Strombedarf als Strombedarfsspitze erfaßt, wobei der voraussichtliche Spitzenstrombedarf berechnet wird. Unter Zuschaltung zusätzlicher elektrischer Energieerzeuger wird dieser über die Grundversorgung hinausgehende Spitzenstrombedarf abgedeckt. Sobald der Spitzenstrombedarf wieder absinkt und die Bedarfsgrenze unterschritten wird, wird der zusätzliche Energieerzeuger abgeschaltet und die Deckung des Strombedarfs erfolgt wieder ausschließlich über die Grundstromversorgung. Als zusätzlicher elektrische Energieerzeuger kann gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ein vorhandenes Notstromaggregat eingesetzt werden. Durch diese Maßnahme können die durch ein Notstromaggregat zur Verfügung gestellten und in der Regel ungenutzt bleibenden Ressourcen wirtschaftlich eingesetzt werden. Der Notfallbetrieb wird hierbei durch die Einbindung des Notstromaggregats zur Deckung des Spitzenstrombedarfs nicht beeinträchtigt. Zudem wird mit Vorteil vorgeschlagen, den elektrischen Energieerzeuger mit einer automatischen Netz- Parallel-Synchronisation zu versehen. Auf diese Weise können Schäden am elektrischen Energieerzeuger verhindert werden.The idea of the invention is based on the knowledge that the Every consumer needs electricity through a basic supply in Combination with an additional, only the peak power intercepting peak power supply can be covered. To this end the electricity demand of the consumer is measured. When exceeding one Predefinable demand limit, the electricity demand is recorded as a peak demand, the expected peak current requirement is calculated. With activation additional electrical energy generator will be via the basic supply additional peak current requirements are covered. As soon as the peak current demand drops again and falls below the demand limit, the additional  Energy producers are switched off and the electricity requirements are met again exclusively via the basic power supply. As an additional electrical Energy generator can be according to an advantageous proposal of the invention existing emergency generator can be used. By this measure can and usually provided by an emergency generator unused resources can be used economically. The Emergency operation is made possible by the integration of the emergency generator Coverage of the peak current demand is not affected. It will also be an advantage proposed the electric power generator with an automatic network To provide parallel synchronization. In this way, damage to the electrical energy producers can be prevented.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird für eine Bestimmung des Stromsbedarfs sowohl der Stromverbrauch wie auch der Periodenimpuls des Stromerzeugers erfaßt. Bedarfsspitzen können mithin genau bestimmt werden, so daß rechtzeitig, bevor Strom mit teuren Leistungsspitzen eingekauft wird, der zusätzliche Energieerzeuger zur Deckung des Spitzenstrombedarfs eingeschaltet wird.According to a feature of the invention, for determining the Electricity demand both the electricity consumption and the period impulse of the Electricity generator detected. Demand peaks can therefore be determined exactly, so that in good time, before electricity is bought with expensive power peaks, the additional energy producers switched on to cover the peak electricity demand becomes.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Erfassung des Strombedarfs mittels eines Leistungs-Maximum-Erfassungs-Systems (LUMES) durchgeführt. Dieses System dient der Erfassung des momentanen Strombedarfs. Sobald dieser die vorgebbare Bedarfsgrenze überschreitet, werden, sofern mehrere elektrische Energieerzeuger zur Verfügung stehen, die geeigneten Energieerzeuger ausgewählt und zur Deckung des oberhalb der Bedarfsgrenze liegende Spitzenstrombedarfs eingeschaltet. Die erzeugte Stromleistung wird hierbei stufenlos an den Spitzenstrombedarf angepaßt. Alternativ hierzu kann die Erfassung des Strombedarfs auch mittels eines Leistungs-Maximum-Begrenzungs- Systems (LUMBS) durchgeführt werden. Dieses Erfassungssystem sorgt dafür, daß zur Senkung des Strombedarfs zunächst Stromverbraucher abgeschaltet werden, bevor zur Deckung des Spitzenstrombedarfs ein oder mehrere zusätzliche elektrische Energieerzeuger zugeschaltet werden. Hierbei sind gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung die Art und die Anzahl der zunächst abzuschaltenden Stromverbraucher vorgebbar, so daß ungewollte Abschaltungen verhindert werden können. According to a further feature of the invention, the detection of the Electricity requirements using a maximum power acquisition system (LUMES) carried out. This system is used to record the current electricity demand. As soon as this exceeds the specifiable limit, if Several electrical power generators are available that are suitable Energy producers selected and to cover the above the demand limit lying peak current requirement switched on. The power output generated continuously adapted to the peak current demand. Alternatively, the Recording of the electricity demand also by means of a maximum power limitation Systems (LUMBS). This detection system ensures that first switched off electricity consumers to reduce electricity consumption be one or more additional to cover the peak current demand electrical energy generators can be switched on. Here are according to one advantageous proposal of the invention the type and number of initially Power consumers to be switched off can be specified, so that unwanted shutdowns can be prevented.  

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden eine Vielzahl von elektrischen Energieerzeugern zu einem gemeinsamen Verbund zusammengeschlossen. Auf diese Weise lassen sich brachliegende Ressourcen besonders in umfangreichem und vor allem in umweltfreundlichem Maße nutzen. Die im gesamten Verbundsystem über die einzelnen miteinander verbundenen elektrischen Energieerzeuger insgesamt zur Verfügung stehende elektrische Energie kann durch jeden im Verbundsystem integrierten Stromverbraucher zur Deckung des Spitzenstrombedarfs genutzt werden. Es wird mithin ein Verbundsystem von Stromverbrauchern geschaffen, die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs auf die eigenen im Verbundsystem zur Verfügung stehenden gemeinsamen Energieressourcen zurückgreifen.According to another feature of the invention, a variety of electrical energy producers into a common network joined together. In this way, idle resources can be found use especially in extensive and above all in an environmentally friendly way. The interconnected throughout the interconnected system electrical energy producers total available electrical Energy can be supplied by any electricity consumer integrated in the network system Coverage of the peak current demand can be used. So it becomes a Network system created by electricity consumers to cover the Peak current requirements on the own available in the network system use common energy resources.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung erfolgt die Koordination der im Verbundsystem zusammengeschlossenen elektrischen Energieerzeuger mittels einer übergeordneten, zentralen Rechnereinheit. So wird beispielsweise über die zentrale Rechnereinheit gesteuert, ob und wenn ja welche der im Verbundsystem zusammengeschlossenen Energieerzeuger eingeschaltet werden. Gleichfalls wird über die zentrale Rechnereinheit die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs aller im Verbundsystem zusammengeschlossen Stromverbraucher benötigte Gesamtenergie bestimmt und ein Abgleich zwischen erzeugter und für die Deckung des Spitzenstrombedarfs erforderlicher Energiemenge durchgeführt.According to a feature of the invention, the coordination of the Interconnected system using electrical power generators a higher-level, central computer unit. For example, the central computer unit controls whether and if so which of the in the network system interconnected energy producers can be switched on. Likewise, will via the central computer unit to cover the peak current requirements of all in the network system, electricity consumers needed Total energy determined and a comparison between generated and for the Coverage of the peak current demand required amount of energy carried out.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist jeder elektrische Energieerzeuger zur Ansteuerung durch die übergeordnete zentrale Recheneinheit mit einer Automationsstation verbunden. Eine solche Automationsstation ist hierbei in vorteilhafter Weise im Rahmen einer Nachrüstung an einen jeden elektrischen Energieerzeuger ankoppelbar. Neben der Ansteuerung des elektrischen Energieerzeugers dient die Automationsstation zudem der Anforderung für die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs des Stromverbrauchers erforderlichen Energiemenge. Beide Funktionen sind kombiniert ausführbar. Auch die Registrierung sämtlicher Energiegrößen wird durch die Automationsstation vorgenommen.According to another feature of the invention, each is electrical Energy generator for control by the higher-level central processing unit connected to an automation station. One such automation station is here advantageously in the context of retrofitting to each electrical Energy producers can be connected. In addition to controlling the electrical The automation station also serves to generate energy for the generator Coverage of the electricity consumer's peak current requirements Amount of energy. Both functions can be combined. Also the All automation parameters are registered by the automation station performed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung verfügt die Automationsstation über eine speicherprogrammierbare Steuerung mit digitalen und/oder analogen Ein- und Ausgängen. Zur Versorgung der Automationsstation mit Energie ist eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung vorgesehen.According to a further feature of the invention, the automation station via a programmable logic controller with digital and / or analog  Entrances and exits. There is one for supplying the automation station with energy uninterruptible power supply provided.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden mehrere Automationsstationen über eine autark arbeitende Kopfstation zu einer Gruppe zusammengefaßt. Auf diese Weise können nahezu eine unbegrenzte Anzahl von Automationsstationen an die zentrale Rechnereinheit angebunden werden. Die einzelnen Kopfstationen übernehmen dabei die Funktion des Datenaustausches der einzelnen Automationsstationen untereinander. Auch wird über die Kopfstationen die Prüfung der Kommunikationswege durchgeführt. Die Kopfstationen sind ihrerseits zu einem Netzwerk zusammengeschlossen. Dieses Netzwerk kommuniziert mit der übergeordneten zentralen Rechnereinheit, so daß eine jede Automationsstation über ihre jeweilige Kopfstation an die übergeordnete, zentrale Rechnereinheit angeschlossen ist.According to another feature of the invention, several Automation stations via a self-sufficient head station to a group summarized. This way, almost an unlimited number of Automation stations can be connected to the central computer unit. The individual head stations take on the function of data exchange of the individual automation stations with each other. Also about Head stations carried out the testing of the communication channels. The Head stations are in turn connected to form a network. This Network communicates with the higher-level central computing unit, so that each automation station via its respective head station to the higher-level, central processing unit is connected.

Jeder im Verbundsystem integrierte Stromverbraucher verfügt in vorteilhafter Weise über einen Stromzähler. Mithin läßt sich über die zentrale Rechnereinheit das Auftreten einer Leistungsspitze beim Stromverbraucher feststellen. Die erfaßte Leistungsspitze wird zusammen mit dem Zählerstand an die zentrale Rechnereinheit übertragen. Diese ermittelt sodann die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs an den Stromverbraucher zu liefernde Energie. In Abhängigkeit der zu liefernde Energie werden im Verbundnetz befindliche Energieerzeuger über die jeweilige Automationsstation eingeschaltet. Gegebenenfalls werden hierbei zuvor festgelegte Einschalt- und Lieferkriterien überprüft. Nach einem Einschalten der Energieerzeuger wird der erzeugte Strom zur Deckung der Bedarfsspitzen an die oder den Stromverbraucher geliefert. Sollten die Einschalt- und/oder Lieferkriterien nicht mehr erfüllt sein oder sollte der Strombedarf unter die Bedarfsgrenze sinken, so werden die Energieerzeuger abgeschaltet. Auch dies wird über die zentrale Rechnereinheit gesteuert, wobei mit einem Abschalten der Energieerzeuger zugleich der Zählerstand und der Lastgang, d. h. die Menge an erzeugter Energie sowie der Lieferort an die zentrale Rechnereinheit übertragen werden. Eine genaue Aufschlüsselung des erzeugten und verbrauchten Stroms zur genauen Abrechnung wird hierdurch möglich. Each electricity consumer integrated in the network system has advantageous Way over an electricity meter. It can therefore be via the central computer unit determine the occurrence of a peak in power consumption. The The peak power recorded is sent to the central station together with the meter reading Transfer computer unit. This then determines the coverage of the Peak power needs to be delivered to the power consumer. In Dependency of the energy to be supplied are in the network Energy generator switched on via the respective automation station. If necessary, previously defined activation and delivery criteria checked. After switching on the energy generator, the electricity generated to meet the demand peaks delivered to the electricity consumer. If the switch-on and / or delivery criteria are no longer met or should the Electricity requirements drop below the demand limit, so the energy producers switched off. This is also controlled via the central computer unit, with a shutdown of the energy producers at the same time the meter reading and the Load profile, d. H. the amount of energy generated and the delivery location to the central Computer unit are transferred. An exact breakdown of the generated and used electricity for accurate billing is possible.  

Alternativ zu der vorbeschriebenen Ermittlung der an den Stromverbraucher zu liefernden elektrischen Energie zur Deckung des Strombedarf kann gleichfalls vorgesehen sein, immer wiederkehrende und damit vorhersehbare Stromspitzen einzuplanen und die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs benötigte Energie zur Verfügung zu stellen ohne das es erforderlich wäre, zuvor eine Ermittlung der voraussichtlich erforderlichen Energiemenge durchzuführen. So kann beispielsweise ein alle 24 Stunden wiederkehrender Spitzenstrombedarf eines Stromverbrauchers erfaßt, die zur Deckung dieses Spitzenstrombedarfs erforderliche Energiemenge eingeplant und von der zentralen Rechnereinheit die zur Erzeugung die zur elektrischen Energie vorgesehenen Energieerzeuger rechtzeitig eingeschaltet werden. Diese alternative Vorgehensweise beinhaltet den Vorteil, daß es nicht erforderlich ist, eine die voraussichtliche Energiemenge zur Deckung des Strombedarfs bestimmende prognostizierende Ermittlung durchzuführen. Ferner besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, Kapazitäten der im Verbundsysteme zusammengeschalteten Energieerzeuger zu verplanen und so eine optimierte Ressourcenausnutzung und Energieverteilung zu erreichen. Infolge einer derartigen Kapazitätenplanung läßt sich zudem in vorteilhafter Weise eine Art "Strombörse" realisieren. Unter Berücksichtigung einer gewissen Vorlaufzeit, beispielsweise 24 Stunden, kann auf diese Weise unter Festlegung bestimmter Einschalt- und Lieferkriterien von zuvor ausgewählten Energieerzeugern Strom an den jeweils anfordernden Stromverbrauchern geliefert werden. Für eine genaue Abrechnung kann dabei eine ausführliche Aufschlüsselung des angebotenen, des angeforderten, des erzeugten sowie des verbrauchten Stroms durchgeführt werden. Die Anwahl der sowohl auf Stromverbraucher als auch auf Stromerzeugerseite installierten Automationsstationen über die zentrale Rechnereinheit ermöglicht hierbei eine sowohl mengen- als auch preisbezogene Einzelzuordnung eines Stromerzeugers zu dem jeweiligen Stromverbraucher. Somit wird die Möglichkeit geschaffen, die von einem Stromerzeuger maximal erzeugbare elektrische Energie gezielt im Verbundsystem anzubieten wie auch für einen Stromverbraucher die zur Deckung von Strombedarfsspitzen erforderliche Menge an Energie gezielt anzufordern.As an alternative to the above-mentioned determination of the to the electricity consumer Supplying electrical energy to cover electricity needs can also be be provided, recurring and therefore predictable current peaks to plan and the energy required to cover the peak current demand To make available without it being necessary to first determine the expected amount of energy to perform. So can for example, a peak current demand recurring every 24 hours Electricity consumer records that to cover this peak electricity demand the required amount of energy is scheduled and the central computer unit to generate the energy producers intended for electrical energy be switched on in good time. This alternative approach includes the Advantage that it is not necessary to provide the expected amount of energy Predictive determination determining coverage of electricity demand perform. There is also an advantageous possibility of capacities to plan the energy producers interconnected in the interconnected systems and to achieve an optimized use of resources and energy distribution. As a result of such a capacity planning, it can also be advantageous realize a kind of "electricity exchange". Taking into account a certain Lead time, for example 24 hours, can be fixed in this way certain activation and delivery criteria of previously selected ones Energy producers are supplied with electricity to the respective electricity consumers become. For an exact settlement, a detailed Breakdown of the offered, the requested, the generated and the consumed electricity. The selection of both on Electricity consumers as well as installed on the generator side Automation stations via the central computer unit enable one both quantity and price-related individual allocation of a power generator to the respective electricity consumer. This creates the possibility that maximum electrical energy that can be generated by a power generator To offer a network system as well as a cover for a power consumer requesting the required amount of energy from peak demand.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Kommunikationsverbindung zwischen Automationsstellen einer Gruppe und der jeweiligen Kopfstation über das allgemeine Telefonnetz hergestellt. Hingegen wird die Kommunikationsverbindung zwischen den Kopfstationen und der zentralen Rechnereinheit in vorteilhafter Weise über ein Fieber-Optik-Netz und/oder Ethernet hergestellt. Diese Art der Kommunikationsverbindung hat sich insofern als besonders vorteilhaft herausgestellt, als daß sie einfach realisierbar, preisgünstig durchführbar und in hohem Maße zuverlässig ist.According to a further feature of the invention, a Communication link between the automation points of a group and the the respective head-end station is manufactured via the general telephone network. However, will  the communication link between the head-end stations and the central one Computer unit in an advantageous manner via a fever optics network and / or Ethernet manufactured. This type of communication link has changed found to be particularly advantageous in that it can be easily implemented, is inexpensive to do and highly reliable.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further advantages and features of the invention result from the following Description based on the figures. Show:

Fig. 1. ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und FIG. 1 is a schematic flow diagram of the method and

Fig. 2. eine schematische Kommunikationsdarstellung. Fig. 2. is a schematic communication representation.

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Ablaufdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren. Danach ist vorgesehen, daß zum Erfassen des Verbraucherstrombedarfs der Strombedarf gemessen wird. Mit Überschreitung einer vorgebbaren Bedarfsgrenze wird der Strombedarf als Leistungsspitze erfaßt. Sobald eine derartige Leistungsspitze auftritt, wird der Stromzählerstand des Stromverbrauchers ermittelt und zusammen mit den erfaßten Daten hinsichtlich der Leistungsspitze an eine übergeordnete zentrale Rechnereinheit übertragen. Die zentrale Rechnereinheit berechnet die zur Abdeckung des Spitzenstrombedarfs erforderliche Strommenge. Fig. 1 shows the inventive method in a schematic flowchart. Thereafter, it is provided that the power requirement is measured in order to detect the consumer power requirement. When a predefinable demand limit is exceeded, the electricity demand is recorded as a peak power. As soon as such a power peak occurs, the electricity meter reading of the power consumer is determined and, together with the recorded data regarding the power peak, is transmitted to a higher-level central computer unit. The central computer unit calculates the amount of electricity required to cover the peak current requirement.

In Abhängigkeit der berechneten Strommenge werden von den insgesamt im Verbundnetz zu Verfügung stehenden elektrischen Energieerzeuger geeignete von der Rechnereinheit ausgewählt und nach Überprüfung der Einschalt- und Lieferkriterien eingeschaltet. Diese zusätzlichen elektrischen Energieerzeuger, vorzugsweise Notstromaggregate, erzeugen gegebenenfalls auch nur in Teillast elektrische Energie, die zur Deckung des Spitzenstrombedarfs an die jeweiligen Stromverbraucher geliefert wird. So lange eine Unterschreitung der Bedarfsgrenze von der Rechnereinheit nicht festgestellt wird bzw. so lange die Einschalt- und/ oder Lieferkriterien noch erfüllt sind, wird von den zusätzlichen Energieerzeugern Strom erzeugt und an die jeweiligen Stromverbraucher geliefert. Depending on the calculated amount of electricity from the total in Suitable electrical power generators available in the network selected by the computing unit and after checking the switch-on and Delivery criteria activated. These additional electrical power generators, preferably emergency generators, possibly also generate only in partial load electrical energy that is used to cover the peak current demand of the respective Electricity consumer is delivered. So long as the requirement is not met is not determined by the computer unit or as long as the switch-on and / or delivery criteria are still met by the additional energy producers Electricity generated and delivered to the respective electricity consumers.  

Sobald von der Rechnereinheit eine Unterschreitung der Bedarfsgrenze festgestellt wird oder die Einschalt- und/oder Lieferkriterien nicht mehr erfüllt sind, werden die zusätzlichen elektrischen Energieerzeuger abgeschaltet. Die Versorgung der Stromverbraucher erfolgt sodann wieder ausschließlich über die Grundversorgung. Mit dem Abschalten der zusätzlichen elektrischen Energieerzeuger wird der Zählerstand und der Lastgang an die Rechnereinheit übertragen.As soon as the computing unit falls below the demand limit is determined or the activation and / or delivery criteria are no longer met, the additional electrical energy generators are switched off. The The electricity consumers are then supplied exclusively via the Primary care. By switching off the additional electrical The meter reading and the load profile are sent to the computer unit to generate energy transfer.

Sobald Leistungsspitzen erneut auftreten, werden diese erfaßt und nach dem vorbeschriebenen Verfahren gleichfalls abgeglichen.As soon as power peaks occur again, these are recorded and after the also compared the above-described methods.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung den prinzipiellen Aufbau der Kommunikationsstruktur. Jeder Stromverbraucher verfügt über einen zusätzlichen elektrischen Energieerzeuger, vorzugsweise ein Notstromaggregat. Jeweils jeder elektrische Energieerzeuger wird zur Ansteuerung durch die übergeordnete Rechnereinheit mit einer Automationsstation (AS) versehen. Dabei kommuniziert eine jede Automationsstation über u. U verschiedene Kommunikationswege mit der entfernt angeordneten Rechnereinheit. Kommunikationswege können beispielsweise analoge bzw. digitale Telefonfestnetze, Funkdatennetze oder GSM sein. Fig. 2 shows a schematic representation of the basic design of the communication structure. Each power consumer has an additional electrical energy generator, preferably an emergency generator. Each electrical energy generator is provided with an automation station (AS) for control by the higher-level computer unit. Each automation station communicates via u. U different communication channels with the remote computer unit. Communication paths can be, for example, analog or digital fixed telephone networks, radio data networks or GSM.

An die zentrale Rechnereinheit können eine unbegrenzte Anzahl von Automationsstationen angeschlossen werden. Dies wird dadurch erreicht, daß mehrere Automationsstationen zu einer Gruppe zusammengefaßt werden. Dabei steht jeder einzelnen Gruppe von Automationsstationen eine autark arbeitende Kopfstation (KS) vor. Die einzelnen Kopfstationen sind wiederum zu einem Netzwerk zusammengebunden, über das die Kopfstationen mit der zentralen Rechnereinheit kommunizieren.An unlimited number of Automation stations can be connected. This is achieved in that several automation stations can be grouped together. there each individual group of automation stations has a self-sufficient one Head station (KS) in front. The individual head stations are in turn one Network connected through which the head-end stations with the central Computer unit communicate.

Die übergeordnete Rechnereinheit übernimmt die Funktion des logischen Zusammenwirkens der einzelnen Automationsstationen. Hierzu zählt insbesondere die Ansteuerung der einzelnen elektrischen Energieerzeuger sowie die Zuordnung der von den Stromverbrauchern angeforderten Energiemenge. Darüber hinaus werden statistische sowie betriebswirtschaftliche Berechnungen von der Rechnereinheit durchgeführt. The higher-level computing unit takes on the function of the logical Interaction of the individual automation stations. This includes in particular the control of the individual electrical energy generators and the assignment the amount of energy requested by electricity consumers. Furthermore statistical and business calculations are carried out by the Computer unit performed.  

Zur Anforderung von Fremdenergie zur Deckung des Spitzenstrombedarfs ist auf Verbraucherseite entweder ein Leistung-Maximum-Erfassungs-System (LUMES) oder ein Leistungs-Maximum-Begrenzungs-System (LUMBS) installiert. Zur Bestimmung des Strombedarfs werden sowohl von LUMES als auch LUMBS der Stromverbrauch sowie der Periodenimpuls des Energielieferanten des Grundlaststroms erfaßt. Zur Berechnung der zu liefernden Leistung kann ein vorwählbarer Leistungsverbraucherrhythmus festgelegt werden. Geeignet hierfür ist beispielsweise ein Viertelstunden-Rhythmus. Läßt sich hierbei zu Beginn einer Meßperiode das Überschreiten bestimmter Bezugsmengen prognostizieren, so muß die Menge des zu liefernde Spitzenstroms so groß ausfallen, daß im nachhinein eine Kompensation für die Meßperiode erfolgt. Mit Überschreiten einer vorgebbaren Bedarfsgrenze wird der Strombedarf als Strombedarfsspitze erfaßt. Für den Fall, daß auf Verbraucherseite LUMES eingesetzt wird, wird bei Erreichen der vorgegebenen Spitze der Grundlast, d. h. mit Erreichen der Bedarfsgrenze, stufenweise Fremdenergie angefordert. Bei LUMBS werden hingegen, bevor Fremdenergie hinzugeschaltet wird, zu Senkung des Strombedarfs zuvor ausgewählte Stromverbraucher abgeschaltet. Erst wenn nach einem Abschalten der Stromverbraucher die Bedarfsgrenze überschritten wird, wird ebenso wie bei LUMES Fremdenergie stufenweise angefordert. Die Anforderungen werden über potentialfreie Kontakte von der Automationsstation aufgenommen.To request external energy to cover the peak current demand is on Consumer side either a maximum performance recording system (LUMES) or a maximum power limitation system (LUMBS) is installed. For Both LUMES and LUMBS determine the power requirements Electricity consumption and the period impulse of the energy supplier of the Base load current recorded. A can be used to calculate the service to be delivered preselectable power consumption rhythm can be set. Suitable for this is, for example, a quarter of an hour rhythm. Can be at the beginning of a Measuring period forecast exceeding certain reference quantities, see above the amount of the peak current to be delivered must be so large that in afterwards a compensation for the measuring period takes place. When exceeding one Predefinable demand limit, the electricity demand is recorded as a peak demand. In the event that LUMES is used on the consumer side, the the predetermined peak of the base load, d. H. when the demand limit is reached, gradual external energy requested. At LUMBS, however, are before External energy is added to reduce electricity consumption beforehand selected electricity consumers switched off. Only if after switching off the electricity consumer will exceed the demand limit, as with LUMES external energy gradually requested. The requirements are over potential-free contacts recorded by the automation station.

Zur Erzeugung der Fremdenergie zur Deckung des Spitzenstrombedarfs ist auf Verbraucherseite jeweils ein Elektrischer-Energie-Erzeuger (ELENER) vorgesehen. Der ELENER verfügt über eine automatische Netz-Parallel Synchronisation und wird über potentialfreie Kontakte von der Automationsstation angesteuert.To generate external energy to cover the peak current demand is on An electrical energy generator (ELENER) on the consumer side intended. The ELENER has an automatic network parallel Synchronization and is via potential-free contacts from the automation station controlled.

Zur Kommunikation mit der übergeordneten Rechnereinheit verfügt jede Automationsstation über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), die mit einer Kommunikationschnittstelle RS 232 ausgestattet ist. Über diese Schnittstelle werden über ein offenes ASCII-Protokoll Daten ausgetauscht. Hierbei werden Kommunikationsgeräte wie Modem, ISDN-Terminal, GSM-Terminal sowie Funk- Terminal an diese Schnittstelle angebunden. Zu diesem Zweck verfügt die Automationsstation über digital sowie analoge Ein- und Ausgänge. Über eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung wird die Automationsstation mit Energie versorgt.Each has communication with the higher-level computer unit Automation station via a programmable logic controller (PLC) that works with an RS 232 communication interface. Via this interface data is exchanged using an open ASCII protocol. Here are Communication devices such as modem, ISDN terminal, GSM terminal and radio Terminal connected to this interface. For this purpose the Automation station via digital as well as analog inputs and outputs. Over a  The automation station comes with an uninterruptible power supply Energy supplied.

Die Verbindung der Automationsstationen mit der zentralen Rechnereinheit ist über die Kopfstationen (KS) realisiert. Dabei sind die Kopfstation (KS) als autarke Einheiten ausgeführt, die auch bei Ausfall der übergeordneten Rechnereinheit Grundfunktionen der Energieanforderungen und der ELENER-Ansteuerung übernehmen können. Jede Kopfstation besitzt eine Ethernet-Schnittstelle, mit der sie mit dem übergeordneten Rechnersystem kommunikativ verbunden ist. das Ethernet-Netzwerk wird mehrfach redundant aufgebaut.The automation stations are connected to the central computer unit realized via the head-end stations (KS). The head-end station (KS) are self-sufficient Units run even if the parent computer unit fails Basic functions of the energy requirements and the ELENER control can take over. Each head-end station has an Ethernet interface with which it is communicatively connected to the higher-level computer system. the Ethernet network is set up multiple redundant.

Die Kopfstationen werden innerhalb des Netzwerks über regionale Zugehörigkeiten in Knoten zusammengefaßt. Diese Knoten werden dann über ein Fieber-Optik-Netzwerk verbunden. Dieses Fieber-Optik-Netzwerk ist die physikalische Ebene der Rechnereinheit. Die Rechnereinheit besteht aus mehreren physikalischen Rechnern, die jeweils unterschiedliche Aufgaben übernehmen. So kann beispielsweise ein Rechner für die Funktionen der Anforderung von Fremdenergie und ein anderer Rechner für die Erzeugung von Energie verantwortlich sein. The head-ends are located within the network via regional Affiliations summarized in nodes. These nodes are then over a Fever optics network connected. This fever optics network is the one physical level of the computing unit. The computing unit consists of several physical computers, each with different tasks take. For example, a calculator for the functions of the Request of external energy and another calculator for the generation of Energy responsible.  

BezugszeichenlisteReference list

ELENER Elektrischer-Energie-Erzeuger
LUMES Leistungs-Maximum-Erfassungs-System
LUMBS Leistungs-Maximum-Begrenzungs-System
AS Automationsstation
SPS speicherprogramierbare Steuerung
KS Kopfstation
ELENER electrical energy generator
LUMES maximum power recording system
LUMBS maximum power limitation system
AS automation station
PLC programmable logic controller
KS head-end station

Claims (21)

1. Verfahren zum Erfassen und Abgleichen des Verbraucherstrombedarfs, bei dem der Strombedarf gemessen, mit Überschreitung einer vorgebbaren Bedarfsgrenze als Strombedarfsspitze erfaßt und der voraussichtliche Spitzenstrombedarf berechnet wird, wobei bis zu einer erneuten Unterschreitung der Bedarfsgrenze ein zusätzlicher elektrischer Energieerzeuger zur Deckung des Spitzenstrombedarfs eingesetzt wird.1. Procedure for recording and comparing the consumer power requirement, at where the electricity demand is measured, when a predeterminable limit is exceeded Demand limit recorded as peak demand and the expected Peak current demand is calculated, up to a new one If the requirement limit is exceeded, an additional electrical one Energy generator is used to cover the peak electricity demand. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Energieerzeuger ein Notstromaggregat eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as an electrical Energy generator is used an emergency generator. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrischer Energieerzeuger ein Blockheizkraftwerk (BHKW) eingesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that as an electrical A block heat and power plant (CHP) is used to generate energy. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energieerzeuger mit einer automatischen Netz-Parallel- Synchronisation versehen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical energy generator with an automatic network parallel Synchronization is provided. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Bestimmung des Strombedarfs der Stromverbrauch sowie der Periodenimpuls des Stromerzeugers erfaßt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for a determination of the power requirement, the power consumption and the Period pulse of the generator is detected. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Strombedarfs, mittels eines Leistungs-Maximum-Erfassungs-Systems durchgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the detection of the electricity demand, by means of a Performance maximum detection system is performed. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deckung des Spitzenstrombedarfs die vom elektrischen Energieerzeuger erzeugte Stromleistung an den Strombedarf stufenlos angepaßt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that to cover the Peak current demand that generated by the electrical energy generator Power output is continuously adapted to the electricity requirement. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Strombedarfs mittels eines Leistungs-Maximum- Begrenzungs-Systems durchgeführt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the recording of the electricity demand by means of a maximum power Limitation system is carried out.   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Senkung des Strombedarfs Stromverbraucher zunächst abgeschaltet werden, bevor zur Deckung des Strombedarfs die vom elektrischen Energieerzeuger erzeugte Stromleistung an den Strombedarf stufenlos angepaßt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that to reduce the Electricity requirements Electricity consumers must first be switched off before going to Covering the electricity demand generated by the electrical energy producer Power output is continuously adapted to the electricity requirement. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Art und die Anzahl der zunächst abzuschaltenden Stromverbraucher vorgegeben wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the type and the Number of electricity consumers to be switched off first is specified. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energieerzeuger zur Ansteuerung mit einer Automationsstation verbunden wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the electrical energy generator for control with is connected to an automation station. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung über potentialfreie Kontakte erfolgt.12. The method according to claim 11, characterized in that the control via potential-free contacts. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Automationsstation mit speicherprogrammierbarer Steuerung eingesetzt wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that an automation station with programmable logic Control is used. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Automationsstation mit digitalen sowie analogen Ein- und Ausgängen eingesetzt wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that an automation station with digital and analog Inputs and outputs is used. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Automationsstation mit einer unterbrechungsfreien Spannungsversorgung eingesetzt wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that an automation station with an uninterrupted Power supply is used. 16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Automationsstation mit einer Kommunikationsnetzstelle RS 232 eingesetzt wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the automation station with a RS 232 communication network is used. 17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Automationsstationen über eine autark arbeitende Kopfstation zu einer Gruppe zusammengefaßt werden. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that several automation stations via a self-sufficient working head-end can be grouped together.   18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommunikationsverbindung zwischen den Automationsstationen einer Gruppe und der jeweiligen Kopfstation über das allgemeine Telefonnetz, Funk, Satellitenverbindung oder dergleichen hergestellt wird.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that a communication link between the Automation stations of a group and the respective head station via the general telephone network, radio, satellite connection or the like will be produced. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfstationen zu einem Netzwerk zusammengeschlossen werden.19. The method according to claim 18, characterized in that the Head stations can be connected to a network. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Automationsstationen über ihre jeweilige Kopfstation mit einer übergeordneten, zentralen Rechnereinheit kommunizieren.20. The method according to claim 19, characterized in that the individual Automation stations via their respective head-end stations with one higher-level, central computer unit communicate. 21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsverbindung zwischen den Kopfstationen und der zentralen Rechnereinheit über ein Fieber-Optik-Netz und/oder ein Ethernet hergestellt wird.21. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the communication link between the Head stations and the central computer unit via a fever optics network and / or an Ethernet is produced.
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