DE102007016635A1 - Electrical energy distributing device for power grid, has control units designed, such that one of connectors is disconnected from power grid by signal and other connector remains connected with grid in emergency power supply mode - Google Patents

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Abstract

The device has connectors (11, 12) for electrical consumer loads (15, 16) connectable with a power grid. A decentralized control unit (9) cooperates with a central control unit (7) and with one of the connectors. The control units are designed, such that the connector (11) is disconnected from the power grid by a signal and the connector (12) remains connected with the power grid in an emergency power supply mode, where the signal is sent by the central control unit. An independent claim is also included for a method for distributing electrical energy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verteilen elektrischer Energie in einem Energieversorgungsnetz.The The invention relates to an apparatus and a method for distributing electrical energy in a power grid.

Aus der DE 10 2005 001 143 A1 ist ein Verfahren zur verbraucherindividuellen Lieferung elektrischer Energie bekannt. Dieses Verfahren soll dazu beitragen, die Energieverteilung so zu steuern, dass eine effiziente und zugleich gleichmäßige Auslastung eines Netzes vorliegt. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass durch einen bidirektionalen Datenaustausch zwischen einzelnen Verbrauchern und einer gemeinsamen Steuerzentrale in Abhängigkeit von Daten, welche die verschiedenen Verbraucher zur Verfügung stellen, die Energiefreigabe an die Verbraucher geregelt wird. Das aus der DE 10 2005 001 143 A1 bekannte Verfahren geht von einer uneingeschränkten Funktionsfähigkeit des elektrischen Netzes aus.From the DE 10 2005 001 143 A1 is a method for consumer-individual delivery of electrical energy known. This method should help to control the energy distribution in such a way that an efficient and uniform utilization of a network is available. For this purpose, it is provided that the energy release to the consumers is regulated by a bidirectional data exchange between individual consumers and a common control center as a function of data which the various consumers make available. That from the DE 10 2005 001 143 A1 known method is based on an unrestricted functionality of the electrical network.

Eine Anordnung zur Regelung der elektrischen Leistung einer Installation ist beispielsweise aus der EP 0 688 080 B1 bekannt. Diese Anordnung umfasst Messmittel zur Messung des Stroms in einem über einen Leistungsschalter an ein Verteilernetz angeschlossenen Hauptstromkreis einer Installation. Der Hauptstromkreis speist vorrangige sowie mehrere nicht vorrangige Stromkreise. Zur gezielten Unterbrechung des Stroms in den nicht vorrangigen Stromkreisen sind mit den Messmitteln zusammenwirkende Lastabwurf- und wiederaufnahmemittel vorgesehen. Eventuelle Störungen im Verteilernetz, an welches der Hauptstromkreis angeschlossen ist, sind nicht Gegenstand der EP 0 688 080 B1 .An arrangement for controlling the electrical power of an installation is for example from EP 0 688 080 B1 known. This arrangement comprises measuring means for measuring the current in a main circuit of an installation connected to a distribution network via a circuit breaker. The main circuit feeds priority and several non-priority circuits. For targeted interruption of the current in the non-priority circuits cooperating load-shedding and resumption means are provided with the measuring means. Any faults in the distribution network to which the main circuit is connected, are not the subject of EP 0 688 080 B1 ,

Störungen in einem elektrischen Energieverteilungsnetz können auf Ausfälle von Anlagen zur Stromerzeugung oder -verteilung, in Ausnahmefällen auch auf die gezielte Abschaltung von Leitungen, zurückzuführen sein. In allen Fällen kann eine zu nächst relativ geringe Störung oder Abweichung vom Normalbetrieb zur Überlastung primär nicht betroffener Teile des Stromversorgungsnetzes führen. Diese Überlastung ist dann Ursache für die automatische Abschaltung weiterer, weitaus größerer Teile des Netzes, so dass von einem Dominoeffekt gesprochen werden kann.disorders in an electrical power distribution network can Failures of electricity generation or distribution plants, in exceptional cases also to the targeted shutdown of Lines, be attributed. In all cases can be a relatively small disturbance to next or Deviation from normal operation to overload primarily unaffected parts of the power supply network. This overload is the cause of the automatic shutdown other, much larger parts of the network, so that can be spoken of a domino effect.

Da die international vernetzten elektrischen Energieversorgungssysteme keine für alle Zwecke ausreichende Versorgungssicherheit gewährleisten können, sind elektrische Verbraucher, an deren Verfügbarkeit besonders hohe Anforderungen gestellt werden, in der Regel an eine Notstromversorgung angeschlossen.There the internationally networked electrical energy supply systems no security of supply sufficient for all purposes are electrical consumers, particularly high demands are made on their availability, usually connected to an emergency power supply.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem besonders günstigen Aufwand-Nutzen-Verhältnis die Versorgungssicherheit elektrischer Energieversorgungsnetze zu verbessern.Of the Invention is the object of a particularly favorable Cost-benefit ratio the security of supply electrical Improve energy supply networks.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein mit dieser Vorrichtung durchführbares Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Im Folgenden im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.These The object is achieved by a device with the features of claim 1 and by a with this device feasible method with the Features of claim 6. Hereinafter in connection with the Device explained embodiments and advantages of Invention apply mutatis mutandis to the process and vice versa.

Die Vorrichtung zum Verteilen elektrischer Energie umfasst eine mit einem Energieversorgungsnetz zusammenwirkende zentrale Steuereinheit sowie mindestens eine dezentrale Steuereinheit. Die zentrale Steuereinheit ist zur Umschaltung zwischen zwei Betriebsmodi des Energieversorgungsnetzes, nämlich einem Normalbetriebsmodus und einem Notstromversorgungsmodus, vorgesehen. Im Normalbetriebsmodus sind die an das Energieversorgungsnetz angeschlossenen Verbraucher uneingeschränkt mit elektrischer Energie versorgbar. Droht beispielsweise aufgrund eines Ausfalls eines Kraftwerks oder einer Höchstspannungsleitung eine Überlastung des Netzes, welche einen Ausfall weiterer Teile des Netzes zur Folge hätte, so schaltet die zentrale Steuereinheit auf den Notstromversorgungs modus um und sendet ein entsprechendes Signal an alle dezentralen Steuereinheiten. Mit dezentralen Steuereinheiten sind beispielsweise einzelne Wohngebäude oder Industrieanlagen ausgerüstet. Innerhalb der Gebäude beziehungsweise Anlagen sind Verbraucher mit unterschiedlicher Priorität mit Energie zu versorgen. Ein erster Anschluss ist zur Versorgung nicht priorisierter Verbraucher vorgesehen, während ein zweiter Anschluss der Versorgung priorisierter Verbraucher mit elektrischer Energie dient. Im Notstromversorgungsmodus wird der erste Anschluss mittels der mit der zentralen Steuereinheit zusammenwirkenden dezentralen Steuereinheit automatisch vom Netz getrennt, so dass nur noch ein Teil der Verbraucher, nämlich die priorisierten Verbraucher, mit elektrischer Leistung zu versorgen ist. Die Belastung des Netzes ist auf diese Weise drastisch reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines auf Überlastung zurückzuführenden Ausfalls minimiert ist. In vielen Fällen ist daher eine gesonderte Notstromversorgung elektrischer Geräte entbehrlich. Die Notstromversorgung ist quasi in das Netz des Energieversorgungsunternehmens integriert, womit eine passive Notstromversorgung im EVU-Netz realisiert ist.The Device for distributing electrical energy includes a a central power unit cooperating with a power supply network and at least one decentralized control unit. The central control unit is to switch between two modes of operation of the power grid, namely a normal operation mode and an emergency power supply mode. In normal operating mode, those connected to the power supply network Unlimited supply of electrical energy to consumers. Threatened, for example, due to a failure of a power plant or an extra high voltage line overload of the network, which results in failure of other parts of the network If so, the central control unit switches to the emergency power supply mode and sends a corresponding signal to all decentralized control units. With decentralized control units, for example, individual residential buildings or industrial equipment. Inside the building or plants are consumers with different priorities to provide energy. A first connection is not for supply prioritized consumer, while a second Connecting the supply of prioritized consumers with electrical Energy serves. In emergency power mode, the first connection is via the decentralized cooperating with the central control unit Control unit automatically disconnected from the mains, leaving only one Part of consumers, namely the prioritized consumers, with electrical power is to be supplied. The burden of the network is drastically reduced in this way, reducing the probability one due to overloading Failure is minimized. In many cases, therefore, is one separate emergency power supply of electrical appliances dispensable. The emergency power supply is virtually in the network of the power company integrated, whereby a passive emergency power supply in the power supply network is realized.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf kleinere, abtrennbare Netze, in welchen mit vorhandenen Energieerzeugungsanlagen, zum Beispiel einem Blockheizkraftwerk, eine Notstromversorgung aufrechterhalten werden kann. Generell ist durch die Möglichkeit, eine Stromversorgung mit hoher Betriebssicherheit ohne paralleles Netz oder dezentrale Notstromversorgungen zu gewährleisten, ein hohes Einsparpotential gegeben. Eine gesonderte, netzunabhängige Stromversorgung ist nur noch in wenigen, besonders kritischen Ausnahmefällen erforderlich.The invention is also applicable to smaller, separable networks in which an emergency power supply can be maintained with existing power plants, for example a combined heat and power plant. In general, by the possibility of a high power supply safe operation without parallel network or decentralized emergency power supplies to ensure a high potential savings. A separate, grid-independent power supply is required only in a few, particularly critical exceptional cases.

Die Trennung der nicht priorisierten, insbesondere nicht sicherheitsrelevanten, Verbraucher vom Energieversorgungsnetz erfolgt mittels eines von einer Leitstelle des Energieversorgungsunternehmens (EVU) aus fernbetätigbaren Lastschalters. Um die Schaltvorgänge des Lastschalters, das heißt das Abschalten sowie das – ebenfalls vom EVU ausgelöste – Zu schalten des entsprechenden, nicht priorisierten Stromkreises, mit besonders hoher Zuverlässigkeit durchzuführen, weist der Lastschalters in bevorzugter Ausgestaltung zwei Aktuatoren auf. Jeder Aktuator ist dazu vorgesehen, einen bestimmten Schaltzustand des Lastschalters herbeizuführen. Ohne Energiezuführung verbleibt der als bistabiler Schalter ausgebildete Lastschalter im eingestellten Zustand.The Separation of non-prioritized, especially non-safety relevant, Consumers from the power grid by means of one of a control center of the energy supply company (RU) from remotely operable Circuit breaker. To the switching operations of the circuit breaker, that is the shutdown as well as - also triggered by the RU - To switch the corresponding, non-prioritized circuit, with very high reliability perform, has the load switch in a preferred embodiment two actuators on. Each actuator is intended to a certain switching state of the circuit breaker. Without energy supply remains the trained as a bistable switch switch in the set state.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind Anschlüsse für Verbraucher unterschiedlicher Versorgungspriorität mit einem gemeinsamen, mit der dezentralen und damit auch mit der zentralen Steuereinheit zusammenwirkenden Installationsbus verbunden. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Zuordnung elektrischer Verbraucher zu Gruppen unterschiedlicher Versorgungspriorität auf besonders komfortable Weise softwaretechnisch zu ändern. Unabhängig davon, ob die elektrischen Geräte über einen Installationsbus verknüpft sind, ist es vorteilhaft, die Möglichkeit vorzusehen, die Versorgungspriorität eines elektrischen Verbrauchers von der zentralen Steuereinheit aus, das heißt vom EVU aus, zu ändern.To an advantageous development are connections for Consumers of different supply priority with a common, with the decentralized and thus with the central Control unit cooperating installation bus connected. In order to given the possibility of assigning electrical Consumers to groups of different supply priorities in a particularly comfortable way to change software. Regardless of whether the electrical equipment is over an installation bus are linked, it is advantageous to the Possibility to provide the supply priority of a electrical consumer from the central control unit, the means the RU to change.

Die Einteilung von elektrischen Anschlüssen und Geräten nach Versorgungspriorität hat nicht notwendigerweise in genau zwei Gruppen zu erfolgen. Vielmehr ist es ebenso möglich, eine höhere Anzahl von Gruppen zu bilden, die danach geordnet sind, mit welcher Priorität eine Versorgung der betreffenden Anschlüsse beziehungsweise Geräte mit Elektrizität sicherzustellen ist. Bei einem Engpass in der Stromversorgung wird zunächst die Gruppe niedrigster Versorgungspriorität vom Netz genommen. Zu dieser Gruppe können beispielsweise elektrische Speicherheizungen zählen. Nur im Fall weiterhin drohender Überlastung des Netzes wird die Gruppe der nächst höheren Versorgungspriorität von der Stromversorgung getrennt. Elektrische Einrichtungen, deren Ausfall besonders hohe materielle oder sonstige Schäden verursachen würde, bleiben unter praktisch allen Umständen am Netz.The Classification of electrical connections and devices according to supply priority does not necessarily have in exactly two groups to be done. Rather, it is also possible to form a higher number of groups, which are ordered by are, with what priority a supply of the relevant connections or to ensure devices with electricity is. When a bottleneck in the power supply is first the group of lowest supply priority taken from the network. For example, electric storage heaters can be included in this group counting. Only in case of impending overload the network becomes the next higher group Supply priority disconnected from the power supply. Electrical facilities whose failure is particularly high material or otherwise cause damage under virtually all circumstances on the net.

In vielen Fällen liegt es in der Disposition des Kunden des Energieversorgungsunternehmens, verschiedene elektrische Verbraucher unterschiedlichen Prioritätsstufen zuzuordnen. Das EVU kann hierauf eingehen, indem es dem Kunden anbietet, Strom unterschiedlicher Versorgungssicherheit zu verschiedenen Tarifen zu beziehen. Beispielsweise legt der Kunde fest, welche elektrische Leistung mit nahezu hundertprozentiger Sicherheit zur Verfügung stehen muss. Für die Bereitstellung dieser Leistung, als Maximal-Notstrom-Leistung bezeichnet, kann die Zahlung einer gesonderten Bereitstellungsgebühr vereinbart werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die verbrauchte Energie, welche über einen besonders gesicherten Anschluss, den sogenannten EVU-Notstrom-Anschluss, bezogen wird, zu einem Spezialtarif, der höher als der sonstige Tarif ist, zu berechnen. Ändert der Kunde seinen mit dem EVU geschlossenen Vertrag, indem beispielsweise eine größere Leistung im gesicherten Modus bezogen wird und/oder zusätzliche Geräte an die dezentrale, vom EVU bereitgestellte Notstromversorgung angeschlossen werden, so nimmt das EVU die entsprechenden Änderungen an der Elektroinstallation des Kunden, in bevorzugter Weise per Fernsteuerung, vor.In In many cases, it is in the disposition of the customer of the Power company, various electrical consumers Assign different priority levels. The RU can address this by offering electricity to the customer Supply security at different rates. For example the customer determines which electrical power is almost 100 percent Security must be available. For the Providing this power, referred to as maximum emergency power, may be the payment of a separate deployment fee be agreed. Alternatively or additionally, it is possible to Consumed energy, which has a particularly secure Connection, the so-called EVU emergency power connection, at a special rate higher than the other rate is to calculate. The customer changes his with the RU closed contract, for example, by a larger Power is sourced in safe mode and / or additional Devices to the decentralized emergency power supply provided by the RU connected, the RU will make the appropriate changes at the electrical installation of the customer, preferably per Remote control, in front.

Um elektrische Geräte an die vom EVU bereitgestellte Notstromversorgung anzuschließen, ist im einfachsten Fall eine einzige zusätzliche, ausfallsichere Steckdose installiert, die beispielsweise in einem Zählerschrank untergebracht sein kann. Der Kunde kann dann bei einem allgemeinen Stromausfall nach Bedarf elektrische Geräte, beispielsweise ein Gefriergerät, an die Notstromversorgung anschließen. Bei größeren Anlagen, die eine Vielzahl elektrischer Geräte umfassen, welche an eine Notstromversorgung angeschlossen sein müssen, sowie in Fällen, in denen jegliche Unterbrechung der Stromversorgung zu vermeiden ist, ist es dagegen zweckmäßiger, die im versorgungssicheren Modus zu betreibenden Geräte über fest installierte Leitungen an der EVU-Notstrom-Versorgung anzuschließen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die EVU-Notstrom-Versorgung zwar einen Großteil der in den letzten Jahren aufgetretenen Stromausfälle abdeckt, jedoch bei einem lo kalen Defekt, z. B. ein physikalischer Leitungsumbruch, in einem Netz-Zweig keine Ausfallsicherheit bieten kann. Es gibt somit Anwendungsbereiche, beispielsweise in Krankenhäusern, in denen zusätzliche, dezentrale Notstromversorgungen notwendig bleiben. In sehr vielen, weniger sensiblen Gebieten, ist jedoch die sehr geringe Ausfallwahrscheinlichkeit der EVU-Notstrom-Versorgung hinnehmbar. Dies betrifft beispielsweise Kühl- oder Gefrierschränke, Heizungssteuerungen und – umwälzpumpen, Telekommunikations- und Datenverarbeitungseinrichtungen, Notbeleuchtungen, Ladegeräte für Akkumulatoren, sowie Geräte der Unterhaltungselektronik.Around electrical equipment to the emergency power supply provided by the RU to connect, in the simplest case, is a single additional, Fail-safe socket installed, for example, in one Meter cabinet can be accommodated. The customer can then in the event of a general power failure, electrical equipment as required For example, a freezer to the emergency power connect. For larger plants, the a variety of electrical equipment, which to a Emergency power supply must be connected, as well as in Cases in which any interruption of the power supply whereas it is more appropriate to avoid the devices to be operated in the safe mode via permanently installed lines to the utility power supply. It should be taken into account that the utility power supply while much of the occurred in recent years Power failures, but with a local defect, z. As a physical line break, in a network branch no reliability can offer. There are thus application areas, for example in Hospitals where additional, decentralized Emergency power supplies remain necessary. In many, less sensitive areas, however, is the very low probability of default the utility power supply acceptable. This applies, for example Refrigerators or freezers, heating controls and - circulating pumps, telecommunications and data processing equipment, Emergency lighting, chargers for accumulators, as well as consumer electronics devices.

Wird, nachdem ein Energieversorgungsunternehmen die Stromversorgung auf Notstrombetrieb umgeschaltet hat, der Normalbetrieb nach Identifikation und Behebung der Fehlerursache wieder aufgenommen, so werden die vorübergehend vom Netz genommenen Verbraucher vorzugsweise sukzessive wieder zugeschaltet. Durch die zeitlich gestaffelte Zuschaltung der Verbraucher, vorzugsweise nach Versorgungsprioritäten geordnet, wird eine Überlastung durch Einschaltströme zuverlässig vermieden.Becomes, after a power company shut off the power Emergency operation has switched, the normal operation after identification and rectifying the cause of the fault resumed, so are the preferably temporarily removed from the network successively switched back on. Due to the staggered connection the consumer, preferably according to supply priorities ordered, is an overload by inrush currents reliably avoided.

Die von der zentralen Steuereinheit ausgesandten Signale, welche das Abschalten oder Zuschalten elektrischer Verbraucher auslösen, sind beispielsweise über das Energieversorgungsnetz, als dem Wechselstrom überlagerte, höherfrequente Signale, oder über von der Stromverteilung unabhängige, drahtgebundene und/oder drahtlose Telekommunikationseinrichtungen übermittelbar.The signals transmitted by the central control unit, which are the Switch off or switch on electrical consumers, are, for example, via the power grid, as the Alternating current superimposed, higher-frequency signals, or over independent of the power distribution, Wired and / or wireless telecommunications devices can be transmitted.

Die im Notstromversorgungsmodus einem Abnehmer zur Verfügung stehende elektrische Leistung ist auf wesentlich weniger als die Hälfte, vorzugsweise auf weniger als 10%, der im Normalbetriebsmodus zur Verfügung stehenden Leistung begrenzt. Damit wird das Energieversorgungsnetz im Fall drohender Überlastung sehr schnell stabilisiert.The in emergency power mode available to a customer standing electric power is on much less than that Half, preferably less than 10%, in normal operating mode Limited power available. This will be the Power supply network in case of imminent overload very quickly stabilized.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass bei einer Überlastung eines elektrischen Energieversorgungsnetzes im Unterschied zum Stand der Technik keine vollständige Abschaltung erfolgt, sondern das Netz mit reduzierter Leistung, welche zur Versorgung wichtiger, beispielsweise sicherheitsrelevanter, Verbraucher ausreicht, weiterbetrieben wird. Damit ist eine Notstromversorgung auf Basis des vorhandenen Energieversorgungsnetzes gegeben.Of the Advantage of the invention is in particular that in case of overload an electrical energy supply network in contrast to the state the technology does not complete shutdown, but the network with reduced power, which is important for the supply, For example, safety-relevant, consumer sufficient, continue to operate becomes. This is an emergency power supply based on the existing Power supply network given.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Several Embodiments of the invention are described below a drawing explained in more detail. Herein show:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Energieversorgungsnetzes mit Notstromversorgung, 1 A first embodiment of a power supply network with emergency power supply,

2 eine dezentrale Steuereinheit der Vorrichtung nach 1 sowie angeschlossene Verbraucher, 2 a decentralized control unit of the device according to 1 as well as connected consumers,

3 einen ferngesteuerten Lastschalter der Steuereinheit nach 2, 3 a remote-controlled load switch the control unit 2 .

4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Energieversorgungsnetzes mit Notstromversorgung, 4 A second embodiment of a power supply network with emergency power supply,

5 eine dezentrale Steuereinheit der Vorrichtung nach 4 sowie angeschlossene Verbraucher, 5 a decentralized control unit of the device according to 4 as well as connected consumers,

6 Details der dezentralen Steuereinheit nach 5. 6 Details of the decentralized control unit after 5 ,

Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.each other corresponding or equivalent parts are in all figures with denoted by the same reference numerals.

Die 1 und 4 zeigen in schematisierter Darstellung jeweils ein Energieversorgungsnetz 1, das zur Verteilung von in mindestens einem Kraftwerk 2 erzeugter elektrischer Energie an eine Mehrzahl an Abnehmer 3 vorgesehen ist. Bei den Abnehmern 3 kann es sich beispielsweise, wie dargestellt, um einzelne Haushalte oder um Industriebetriebe handeln. Ein Niederspannungsnetz 4 als Teil des Energieversorgungsnetzes 1 ist über ein Umspannwerk 5 sowie Hochspannungsleitungen 6 und/oder Höchstspannungsleitungen an das Kraftwerk 2 angeschlossen. Eine zentrale Steuereinheit 7 des Energieversorgungsnetzes 1 ist in nachstehend noch näher erläuterter Weise datentechnisch mit mindestens einem Teil der Abnehmer 3 verknüpft. Darüber hinaus ist die zentrale Steuereinheit 7 mit einem System zur Erfassung von Zuständen im Energieversorgungsnetz 1 verknüpft oder integraler Bestandteil eines solchen Systems. Damit ist die zentrale Steuereinheit 7 insbesondere in der Lage, eine drohende Überlastung innerhalb des Energieversorgungsnetzes 1 zu detektieren.The 1 and 4 each show a schematic illustration of an energy supply network 1 For distribution in at least one power plant 2 generated electrical energy to a plurality of customers 3 is provided. At the customers 3 For example, as shown, they may be individual households or industrial companies. A low voltage network 4 as part of the energy supply network 1 is via a substation 5 and power lines 6 and / or extra high voltage lines to the power plant 2 connected. A central control unit 7 of the power supply network 1 is in terms of data technology with at least a portion of the customers in more detail below 3 connected. In addition, the central control unit 7 with a system for detecting states in the power grid 1 linked or integral part of such a system. This is the central control unit 7 especially capable of an impending overload within the power grid 1 to detect.

Die vom Abnehmer 3 bezogene elektrische Energie wird mittels eines Zählers 8 erfasst. Der Zähler 8 ist im Ausführungsbeispiel nach 1 einer Stromanschlusseinheit 9 sowie einer Notstromanschlusseinheit 10 vorgeschaltet. Abweichend hiervon kann auch jeder Anschlusseinheit 9, 10 ein gesonderter Stromzähler zugeordnet sein. In jedem Fall stehen zur Versorgung in 1 nicht dargestellter elektrischer Geräte über die Stromanschlusseinheit 9 beziehungsweise über die Notstromanschlusseinheit 10 ein erster Anschluss 11, als Normalstromanschluss bezeichnet, sowie ein zweiter Anschluss 12, welcher als Notstromanschluss fungiert, zur Verfügung.The customer's 3 related electrical energy is by means of a counter 8th detected. The counter 8th is in the exemplary embodiment after 1 a power connection unit 9 as well as an emergency power supply unit 10 upstream. Notwithstanding this may also be any connection unit 9 . 10 be assigned a separate electricity meter. In any case, are available for supply in 1 not shown electrical appliances via the power supply unit 9 or via the emergency power supply unit 10 a first connection 11 , referred to as normal power connection, as well as a second connection 12 , which acts as an emergency power supply, available.

Der Aufbau der Stromanschlüsse 11, 12 der Vorrichtung nach 1 geht genauer aus 2 hervor. Danach ist der dem Abnehmer 3 zugeleitete Strom (dreiphasiger Wechselstrom) mittels Hausanschlusssicherungen 13 (drei 63 A Sicherungen) begrenzt. Diese Begrenzung betrifft ausschließlich den Normalbetrieb des Energieversorgungsnetzes 1. In diesem Betriebsmodus wird die dem Abnehmer 3 zur Verfügung stehende Elektrizität größtenteils über die Stromanschlusseinheit 9, in welche ein Lastschalter 14 integriert ist, bereitgestellt. Der Lastschalter 14 ist ferngesteuert, wobei die Auslösung durch die zentrale Steuereinheit 7 erfolgt. Insgesamt stellt die Stromanschlusseinheit 9 eine dezentrale Steuereinheit dar, welche in ein Datenverarbeitungsnetzwerk eingebunden ist, deren Kernkomponente, die zentrale Steuereinheit 7, nicht notwendigerweise durch ein einziges Gerät gebildet ist. Vielmehr kann die zentrale Steuereinheit 7, abweichend von der vereinfachten Darstellung (1) auch als komplexeres Datenverarbeitungssystem realisiert sein.The structure of the power connections 11 . 12 the device according to 1 goes closer 2 out. After that is the customer 3 supplied power (three-phase AC) by means of domestic connection fuses 13 (three 63 A fuses) limited. This limitation relates exclusively to the normal operation of the energy supply network 1 , In this mode of operation becomes the customer 3 Most of the electricity is available via the power supply unit 9 into which a load switch 14 integrated, provided. The load switch 14 is remotely controlled, being triggered by the central control unit 7 he follows. Overall, the power supply unit represents 9 a remote control unit which enters a data processing network whose core component is the central control unit 7 , not necessarily formed by a single device. Rather, the central control unit 7 , deviating from the simplified representation ( 1 ) may also be realized as a more complex data processing system.

Die elektrischen Verbraucher, welche mit Hilfe der dezentralen Steuereinheit 9, in die der Lastschalter 14 eingebunden ist, bei Bedarf, das heißt bei Umschaltung vom Normalbetriebsmodus auf den Notstromversorgungsmodus, vom Energieversorgungsnetz 1 trennbar sind, sind insgesamt mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet. Es handelt sich hierbei um große Teile der herkömmlichen Hausinstallation.Electric consumers using the decentralized control unit 9 into which the load switch 14 is integrated, if necessary, that is, when switching from the normal operating mode to the emergency power supply mode, from the power grid 1 are separable, are generally denoted by the reference numeral 15 characterized. These are large parts of the conventional house installation.

Im Gegensatz zur Gruppe der Verbraucher 15, welche hinsichtlich der Notwendigkeit einer ausfallsicheren Stromversorgung niedrig priorisiert sind, bleiben Verbraucher 16 im Notstromversorgungsmodus in Betrieb. Beispielsweise handelt es sich bei den über die Notstromanschlusseinheit 10 mit elektrischer Energie versorgten Geräten um ein Telefon, einen Gefrierschrank, ein Notlicht sowie eine Heizungssteuerung. Der gesamte Notstromkreis, das heißt der Notstromanschluss 12, ist mit einer Sicherung 17 (4 A Sicherung) abgesichert. Die im Notstromkreis zur Verfügung stehende elektrische Leistung ist somit um mehr als den Faktor zehn geringer als die im Normalbetriebsmodus verfügbare Leistung.Unlike the group of consumers 15 , which are prioritized in terms of the need for a fail-safe power supply, remain consumers 16 in emergency power mode in operation. For example, it is the on the emergency power supply unit 10 electrical appliances are equipped with a telephone, a freezer, an emergency light and a heating control. The entire emergency circuit, that is the emergency power connection 12 , is with a fuse 17 (4 A fuse) protected. The electrical power available in the emergency circuit is thus more than a factor of ten lower than the power available in the normal operating mode.

Der prinzipielle Aufbau des Lastschalters 14, welcher zur ferngesteuerten Abschaltung und Zuschaltung der nicht an die EVU-Notstrom-Versorgung angeschlossenen Verbraucher 15 vorgesehen ist, geht aus 3 hervor. Ein Schaltelement 18, das eine elektrisch leitende Verbindung herstellen sowie lösen und damit den Normalstromanschluss 11 aktivieren beziehungsweise deaktivieren kann, ist mittels zweier in entgegengesetzte Richtungen wirkender Aktuatoren 19, 20 betätigbar. Dabei wird der erste Aktuator 19, auch als Öffnungsaktuator bezeichnet, ausschließlich zum Umschalten in den Notstromversorgungsmodus und der zweite Aktuator 20, auch als Schließaktuator bezeichnet, ausschließlich zum Umschalten in den Normalbetriebsmodus benötigt. Wird keiner der Aktuatoren 19, 20 des als ferngesteuerter elektromechanischer Schütz ausgebildeten Lastschalters 14 bestromt, so verharrt der Lastschalter 14 im zuvor eingestellten, definierten Zustand.The basic structure of the circuit breaker 14 , which for remote shutdown and connection of not connected to the utility power supply consumers 15 is intended, goes out 3 out. A switching element 18 , which establish an electrically conductive connection and solve and thus the normal power connection 11 can activate or deactivate is by means of two acting in opposite directions actuators 19 . 20 actuated. This is the first actuator 19 , Also referred to as Öffnungsaktuator, exclusively for switching to the emergency power supply mode and the second actuator 20 , also referred to as a closing actuator, only required for switching to the normal operating mode. Will none of the actuators 19 . 20 designed as a remote-controlled electromechanical contactor load switch 14 energized, the load switch remains in place 14 in the previously set, defined state.

Im Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 wirkt die dezentrale Steuereinheit 9 mit einer Bussteuerung 21 eines Installationsbusses 22 zusammen. Die Eigenschaften der Bussteuerung 21 sind softwaretechnisch, wie durch ein zum Betrieb der Bussteuerung 21 verwendetes Programm 23 angedeutet, veränderbar. Insbesondere betrifft dies die Zuordnung einzelner Verbraucher 15, 16 zu den verschiedenen Anschlüssen 11, 12. Soll beispielsweise ein Verbraucher 15, der bislang an einem Normalstromanschluss 11 angeschlossen ist, etwa aufgrund einer geänderten sicherheitstechnischen Beurteilung, künftig im sicheren Modus, das heißt notstromversorgt, betrieben werden, so ist kein Abklemmen des Verbrauchers 15 und erneutes Abklemmen an anderer Stelle erforderlich. Vielmehr ist es ausreichend, die geänderte Zuordnung von Verbrauchern 15, 16 zu Anschlüssen 11, 12 im Programm 23 festzulegen. Die Bussteuerung 21 stellt hierzu eine bedienerfreundliche Eingabemaske zur Verfügung.In the embodiment of the 4 to 6 acts the decentralized control unit 9 with a bus control 21 an installation bus 22 together. The characteristics of the bus control 21 are software-related, as by a to the operation of the bus control 21 used program 23 indicated, changeable. In particular, this relates to the assignment of individual consumers 15 . 16 to the different connections 11 . 12 , For example, if a consumer 15 , the so far at a normal power connection 11 is connected, for example, due to a changed safety assessment, in the future in safe mode, that is, emergency power supplied, operated, so is not disconnecting the consumer 15 and reconnecting elsewhere required. Rather, it is sufficient, the changed assignment of consumers 15 . 16 to connections 11 . 12 in program 23 set. The bus control 21 provides a user-friendly input mask for this purpose.

Der Aufbau des Lastschalters 14 im Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 entspricht dem Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3. Entsprechendes gilt für die Dimensionierung der verschiedenen, für die Normalstromversorgung beziehungsweise für die Notstromversorgung verwendeten Sicherungen 13, 17.The structure of the circuit breaker 14 in the embodiment of the 4 to 6 corresponds to the embodiment according to the 1 to 3 , The same applies to the dimensioning of the various fuses used for the normal power supply or for the emergency power supply 13 . 17 ,

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  • - EP 0688080 B1 [0003, 0003] - EP 0688080 B1 [0003, 0003]

Claims (8)

Vorrichtung zum Verteilen elektrischer Energie, – mit einer mit einem Energieversorgungsnetz (1) zusammenwirkenden zentralen Steuereinheit (7), – mit einem ersten, mit dem Energieversorgungsnetz (1) verbindbaren Anschluss (11) für eine erste Gruppe elektrischer Verbraucher (15), – mit einem zweiten, mit dem Energieversorgungsnetz (1) verbindbaren Anschluss (12) für eine zweite Gruppe elektrischer Verbraucher (16), – mit einer dezentralen Steuereinheit (9), welche mit der zentralen Steuereinheit (7) sowie mit mindestens einem Anschluss (11, 12) zusammenwirkt, – wobei die Steuereinheiten (7, 9) derart eingerichtet sind, dass in einem Notstromversorgungsmodus einer der Anschlüsse (11), ausgelöst durch ein von der zentralen Steuereinheit (7) ausgesendetes Signal, vom Energieversorgungsnetz (1) getrennt wird, während der zweite Anschluss (12) mit dem Energieversorgungsnetz (1) verbunden bleibt.Device for distributing electrical energy, - having one with a power supply network ( 1 ) cooperating central control unit ( 7 ), - with a first, with the energy supply network ( 1 ) connectable connection ( 11 ) for a first group of electrical consumers ( 15 ), - with a second, with the energy supply network ( 1 ) connectable connection ( 12 ) for a second group of electrical consumers ( 16 ), - with a decentralized control unit ( 9 ), which communicate with the central control unit ( 7 ) and at least one connection ( 11 . 12 ), - whereby the tax units ( 7 . 9 ) are arranged such that in an emergency power supply mode one of the connections ( 11 ) triggered by one of the central control unit ( 7 ) emitted signal from the power grid ( 1 ), while the second port ( 12 ) to the power grid ( 1 ) remains connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung eines Anschlusses (12) vom Energieversorgungsnetz (1) ein ferngesteuerter Lastschalter (14) vorgesehen ist, welcher zwei, jeweils einem Schaltzustand zugeordnete Aktuatoren (19, 20) aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that for the separation of a terminal ( 12 ) from the power grid ( 1 ) a remote-controlled load switch ( 14 ) is provided, which two, each associated with a switching state actuators ( 19 . 20 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse (11, 12) für Verbraucher (15, 16) unterschiedlicher Versorgungspriorität mit einem gemeinsamen, mit den Steuereinheiten (7, 9) zusammenwirkenden Installationsbus (22) verbunden sind.Device according to claim 1 or 2, characterized in that connections ( 11 . 12 ) for consumers ( 15 . 16 ) different supply priority with a common, with the control units ( 7 . 9 ) co-operating installation bus ( 22 ) are connected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dezentrale Steuereinheit (9) zur programmtechnischen Zuordnung, insbesondere mittels eines Bussystems (22), von Verbrauchern (15, 16) zu Gruppen unterschiedlicher Versorgungspriorität ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the decentralized control unit ( 9 ) for program-technical assignment, in particular by means of a bus system ( 22 ), by consumers ( 15 . 16 ) is formed into groups of different supply priority. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (7) zur Änderung der Versorgungspriorität eines elektrischen Verbrauchers (15, 16) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the central control unit ( 7 ) for changing the supply priority of an electrical consumer ( 15 . 16 ) is trained. Verfahren zum Verteilen elektrischer Energie, mit folgenden Schritten: – die mittels eines Energieversorgungsnetzes (1) maximal verteilbare elektrische Leistung wird erfasst, – ist die verteilbare elektrische Leistung geringer als die gesamte, durch an das Energieversorgungsnetz (1) angeschlossene Verbraucher (15, 16) angeforderte Leistung, so wird das Energieversorgungsnetz (1) auf einen Notstromversorgungsmodus umgeschaltet, – im Notstromversorgungsmodus wird, ausgelöst durch eine zentrale Steuereinheit (7) des Energieversorgungsnetzes (1), eine erste Gruppe von Anschlüssen (11), welche zur Versorgung nicht priorisierter Verbraucher (15) vorgesehen ist, vom Energieversorgungsnetz (1) getrennt, während eine zweite Gruppe von Anschlüssen (12), welche zur Versorgung priorisierter Verbraucher (16) vorgesehen ist, mit dem Energieversorgungsnetz (1) verbunden bleibt.Method of distributing electrical energy, comprising the following steps: - by means of a power supply network ( 1 ) maximum distributable electrical power is detected, - the distributable electrical power is less than the total, through to the power grid ( 1 ) connected consumers ( 15 . 16 ), the energy supply network ( 1 ) is switched to an emergency power supply mode, - in the emergency power supply mode, triggered by a central control unit ( 7 ) of the energy supply network ( 1 ), a first group of ports ( 11 ), which are used to supply non-prioritized consumers ( 15 ) is provided by the energy supply network ( 1 ), while a second group of terminals ( 12 ), which are used to supply prioritized consumers ( 16 ), with the energy supply network ( 1 ) remains connected. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die im Notstromversorgungsmodus nutzbare Gruppe von Anschlüssen (12) weniger als 10% der im Normalbetriebsmodus verfügbaren elektrischen Leistung bereitgestellt wird.A method according to claim 6, characterized in that on the usable in emergency power mode group of terminals ( 12 ) is provided less than 10% of the electrical power available in the normal operating mode. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Übergang vom Notstromversorgungsmodus in den Normalbetriebsmodus Verbraucher (16) automatisch, unter Berücksichtigung ihrer Versorgungspriorität, sukzessive zugeschaltet werden.Method according to Claim 6 or 7, characterized in that when switching from the emergency power supply mode to the normal operating mode, the load ( 16 ) are automatically switched on, taking into account their supply priority.
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