DE102009035399A1 - Circuit arrangement for current steering - Google Patents
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Abstract
Eine Schaltungsanordnung zur Stromlenkung zwischen mindestens einer verbraucherseitigen Stromquelle (G1), einem elektrischen Versorgungsnetz (11) und elektrischen Verbrauchern (V1 bis V4), wobei alle Phasen (L1, L2, L3) der Stromquellen (G1 bis Gn) über ansteuerbare Schalter (S7 bis S15) mit den elektrischen Verbrauchern (V1 bis V4) und über ansteuerbare Schalter (S1, S2, S3) und einen Stromzähler (Z1) mit dem Versorgungsnetz (11) verbunden sind und wobei die elektrischen Verbraucher (V1 bis V4) über ansteuerbare Schalter (S4, S5, S6) und einen Stromzähler (Z2) mit dem Versorgungsnetz (11) verbunden sind.A circuit arrangement for current control between at least one consumer-side current source (G1), an electrical supply network (11) and electrical consumers (V1 to V4), with all phases (L1, L2, L3) of the current sources (G1 to Gn) via controllable switches (S7 to S15) are connected to the electrical consumers (V1 to V4) and via controllable switches (S1, S2, S3) and an electricity meter (Z1) to the supply network (11) and the electrical consumers (V1 to V4) via controllable switches (S4, S5, S6) and an electricity meter (Z2) are connected to the supply network (11).
Description
In Deutschland ist es bisher aufgrund gesetzlicher Vorgaben möglich, eigenen Strom zu erzeugen, beispielsweise über eine Fotovoltaikanlage, und den erzeugten Strom in das öffentliche Versorgungsnetz einzuspeisen. Der eingespeiste Strom wird vom Versorgungsunternehmen vergütet. Den Strom, den der Kunde des Versorgungsunternehmens für seine elektrischen Geräte benötigt, bezieht er nach wie vor vom Versorgungsunternehmen.In Germany is so far possible due to legal requirements, own Generate electricity, for example via a photovoltaic system, and the electricity generated in the public Supply network. The electricity fed in is provided by the utility company hardened and tempered. The electricity that the customer of the utility company for his electric equipment needed he still refers to the utility company.
Außerdem sind so genannte Insellösungen bekannt, bei denen der Verbraucher vollständig vom öffentlichen Netz getrennt ist und seinen benötigten Strom ausschließlich selbst erzeugt. Geschieht dies über eine Fotovoltaikanlage, so wird der von dieser erzeugte Strom, soweit er nicht direkt verbraucht wird, in einem Akku zwischengespeichert.Besides, they are known as isolated solutions, where the consumer is complete from public Network is disconnected and its needed power exclusively self generated. This happens a photovoltaic system, so the electricity generated by this, so far he is not consumed directly, cached in a battery.
Aufgrund gesetzlicher Änderungen wird es nun vom Gesetzgeber gefördert, wenn Kunden von öffentlichen Versorgungsunternehmen, die selbst Strom generieren, diesen auch selbst verbrauchen. Denjenigen Strom, den der Kunde nicht verbraucht, kann er nach wie vor ins Netz einspeisen. Sollte der selbst produzierte Strom nicht ausreichend sein, so kann der Kunde nach wie vor Strom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz beziehen.by virtue of legal changes it is now being promoted by lawmakers, if customers by public Utilities that generate electricity themselves, too consume yourself. The electricity that the customer does not use can be he continues to feed into the grid. Should the self-produced Electricity is insufficient, so the customer can still electricity from the public Obtain supply network.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Stromlenkung zu schaffen, die den neuen gesetzlichen Regelungen Rechnung trägt und sowohl einen Eigenverbrauch des vom Stromkunden selbst erzeugten Stroms als auch eine Einspeisung in das öffentliche Versorgungsnetz erlaubt, wobei sämtliche Phasen des selbst erzeugten Stroms den elektrischen Verbrauchern aufgeschaltet werden können.Of the Invention is based on the object, a circuit arrangement for Power steering to meet the new legislation wears and both self-consumption of the electricity customer itself generated Electricity as well as a feed into the public supply network allowed, with all Phases of self-generated electricity to the electrical consumers can be switched.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Schaltungsanordnung zur Stromlenkung zwischen mindestens einer verbraucherseitigen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle, insbesondere einer Fotovoltaikanlage mit Wechselrichter, einem elektrischen Versorgungsnetz und elektrischen Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern, die dadurch gekennzeichnet ist, dass alle Phasen der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle über ansteuerbare Schalter mit den Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern und über ansteuerbare Schalter und einen Stromzähler für jede Phase mit dem Versorgungsnetz verbunden sind und dass die Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher über ansteuerbare Schalter und einen Drehstromzähler oder einen Wechselstromzähler für jede Phase mit dem Versorgungsnetz verbunden sind.The Task is solved with a circuit arrangement for power steering between at least a consumer-side three-phase and / or alternating current source, in particular a photovoltaic system with inverter, an electric Supply network and electrical three-phase and / or AC consumers, which is characterized in that all phases of the at least one Three-phase and / or AC power source via controllable Switch with three-phase and / or AC consumers and via controllable switches and an electricity meter for every Phase are connected to the supply network and that the three-phase and / or AC consumers via controllable switches and a three-phase meter or an AC meter for every Phase are connected to the supply network.
Die Verbindung zwischen den Stromquellen des Kunden und dessen elektrischen Verbrauchern ermöglicht einen direkten Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms durch den Kunden. Hat der Kunde keine elektrischen Geräte in Betrieb, so können die kundenseitigen Stromquellen über die ansteuerbaren Schalter mit dem Versorgungsnetz verbunden werden und ihren Strom dort einspeisen. Die vorgesehenen Stromzähler erfassen dabei für jede Phase die Menge des in das Netz eingespeisten Stroms.The Connection between the power sources of the customer and its electrical Allows consumers a direct self-consumption of self-generated electricity The customers. If the customer has no electrical equipment in operation, so can the customer Power sources over the controllable switches are connected to the supply network and feed their electricity there. Record the planned electricity meters for each phase the amount of electricity fed into the grid.
Liefern die eigenen Stromquellen beim Kunden dagegen keinen oder zu wenig Strom für seine elektrischen Geräte, so können diese Geräte über die dafür vorgesehenen Schalter mit dem Versorgungsnetz verbunden werden und daraus ihren Strom teilweise oder auch vollständig beziehen. Dieser Strombezug aus dem Versorgungsnetz wird wieder über Stromzähler erfasst, sodass seitens der Versorgungsunternehmen eine korrekte Abrechnung mit dem Kunden durchgeführt werden kann.Deliver the own power sources at the customer, however, little or no Electricity for his electrical appliances, so can these devices over the designated Switch can be connected to the utility network and from it their Electricity partially or completely Respectively. This electricity supply from the supply network is again recorded by electricity meters, so that a proper billing by the utilities carried out with the customer can be.
Da die neuen gesetzlichen Regelungen in Deutschland sogar eine Vergütung des selbst produzierten und selbst verbrauchten Stroms für den Endkunden vorsehen, ist es außerdem zweckmäßig, wenn zwischen der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle und den Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern ein Drehstromzähler oder ein Wechselstromzähler für jede Phase angeordnet ist. Es lässt sich damit auch der selbst verbrauchte Anteil des selbst produzierten Stroms exakt erfassen und mit dem Versorgungsunternehmen abrechnen.There the new legal regulations in Germany even a remuneration of the self-produced and self-consumed electricity for the end customer It is also intended appropriate if between the at least one three-phase and / or alternating current source and the three-phase and / or AC loads a three-phase meter or an AC meter for every Phase is arranged. It leaves thus also the self-consumed portion of self-produced Capture electricity exactly and settle it with utility.
Um den selbst erzeugten Strom sämtlichen Phasen des Hausanschlusses und damit sämtlichen elektrischen Verbrauchern zur Verfügung stellen zu können, kann jede Phase der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle über einen ansteuerbaren Schalter mit jeder Phase der Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher verbunden sein.Around the self-generated electricity of all phases the house connection and thus all electrical Available to consumers to be able to Each phase of the at least one three-phase and / or alternating current source can be controlled via a controllable Switch with each phase of the three-phase and / or AC consumers be connected.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Schaltungsanordnung eine Steuereinrichtung aufweist, die mit für jede Phase der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle und jede Phase der Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher vorgesehenen Strommesseinrichtungen und sämtlichen ansteuerbaren Schaltern verbunden ist. Diese Steuereinrichtung kann vollautomatisch oder aber auch frei programmierbar die gewünschten Stromlenkungen vornehmen. Über die Strommesseinrichtungen kann zu jedem Zeitpunkt der von der oder den Stromquellen erzeugte Strom und der von den Verbrauchern verbrauchte Strom exakt gemessen werden und dementsprechend die Schalter betätigt werden.Further it is advantageous if the circuit arrangement is a control device that with with for each phase of the at least one three-phase and / or alternating current source and each phase of the three-phase and / or AC consumers provided current measuring devices and all controllable Switches is connected. This control device can be fully automatic or also freely programmable make the desired current steering. About the Current measuring equipment can be used at any time by or Electricity generated by power sources and consumed by consumers Current can be measured accurately and accordingly the switches are operated.
So können mit der Steuereinrichtung die zwischen der mindestens einem Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle und den Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern angeordneten Schalter teilweise oder alle gemeinsam schließbar sein, wenn die Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher Strom verbrauchen und die mindestens eine Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle Strom liefert. Dazu wird die von den Stromquellen gelieferte Stromstärke mit der Stromstärke der Verbraucher in der Steuereinrichtung verglichen. Entsprechend dem Vergleichsergebnis werden eine oder mehrere Phasen der Stromverbraucher durch Schließen der entsprechenden Schalter mit einer oder mehreren Phasen der mindestens einen Stromquelle verbunden. Gleichzeitig kann zweckmäßigerweise durch Öffnen der zugehörigen Schalter eine Phase des Verbrauchsstromkreises, die mit den kundenseitigen Stromquellen verbunden ist, vom öffentlichen Netz getrennt werden.Thus, with the control device between the at least one three-phase and / or AC power source and the three-phase and / or Switches may be partially or all jointly closable when AC and / or AC loads consume power and the at least one three-phase and / or AC power source provides power. For this purpose, the current intensity supplied by the current sources is compared with the current intensity of the consumers in the control device. According to the comparison result, one or more phases of the power consumers are connected by closing the corresponding switches with one or more phases of the at least one power source. At the same time can be conveniently separated by opening the associated switch a phase of the power circuit, which is connected to the customer's power sources from the public network.
Weiter können mit der Steuereinrichtung die zwischen der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle und dem Versorgungsnetz angeordneten Schalter geschlossen werden, wenn die mindestens eine Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle mehr Strom liefert, als die Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher benötigen. Auch dieses Schließen der Schalter zum Versorgungsnetz kann nur für einzelne Schalter oder für alle gemeinsam erfolgen.Further can with the control device which between the at least one three-phase and / or alternating current source and the supply network arranged Switches are closed when the at least one three-phase and / or AC power source provides more power than the AC and / or AC consumers need. Also this closing the switch to the utility grid can only be common for individual switches or for all respectively.
Außerdem ist es möglich, mit der Steuereinrichtung die zwischen dem Versorgungsnetz und den Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern angeordneten Schalter für eine oder mehrere Phasen zu schließen, wenn die Drehstrom- und/oder Wechselstromverbraucher mehr Strom benötigen, als die mindestens eine Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle liefert.Besides that is it is possible with the control device which between the supply network and the three-phase and / or AC consumers arranged switches for one or to close several phases, when the three-phase and / or AC consumers more power need, as the at least one three-phase and / or alternating current source supplies.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann außerdem vorgesehen sein, dass die zwischen der mindestens einen Drehstrom- und/oder Wechselstromquelle und den Drehstrom- und/oder Wechselstromverbrauchern angeordneten Schalter manuell betätigbar sind. Dies ermöglicht es dem Kunden, den Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms abzuschalten und diesen komplett ins Netz einzuspeisen, sofern er dies wünscht.at a preferred embodiment Furthermore be provided that between the at least one three-phase and / or AC power source and AC and / or AC loads arranged switches are manually operated. This allows it the customer to switch off the self-consumption of self-generated electricity and to feed this completely into the net, if he so wishes.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung anhand der Zeichnung näher erläutert.following becomes a preferred embodiment a circuit arrangement according to the invention closer to the drawing explained.
Die einzige Figur zeigt ein schematisches Schaltbild einer möglichen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.The single figure shows a schematic diagram of a possible Embodiment of a circuit arrangement according to the invention.
Es
sind durch strichpunktierte Linien abgegrenzt ein hausinternes elektrisches
Netz
Die
Schaltungsanordnung
Weiter
stellt die Schaltungsanordnung
Um auch einen Eigenverbrauch des durch die Stromquellen G1 bis Gn erzeugten Stroms durch die Verbraucher V1 bis V4 zu ermöglichen, sind außerdem die Phasen L1, L2, L3 der Stromquellen G1 bis Gn über Schalter S7 bis S15 mit jeder der Phasen L1, L2, L3 der Verbraucher V1 bis V4 verbunden. Außerdem ist ein Zähler Z3 vorgesehen, der die Menge des auf die Phasen L1, L2, L3 der Verbraucher V1 bis V4 abgegebenen, selbst erzeugten Stroms misst. Damit ist auch eine Vergütung des selbst erzeugten und selbst verbrauchten Stroms möglich.Around also a self-consumption of the generated by the current sources G1 to Gn Streams to allow through the consumers V1 to V4, are also the Phases L1, L2, L3 of the current sources G1 to Gn via switches S7 to S15 with each of the phases L1, L2, L3 of the consumers V1 to V4 connected. Furthermore is a counter Z3 provided the quantity of the on the phases L1, L2, L3 of the consumer V1 to V4 emitted self-generated current. This is also a remuneration self-generated and self-consumed electricity possible.
Weiter
zeigt die Schaltungsanordnung
Zeigen
die Strommesseinrichtungen I4 bis I6 an, dass die Verbraucher V1
bis V4 über
zumindest eine der Phasen L1, L2, L3 Strom benötigen und liefern gleichzeitig
die Stromquellen G1 bis Gn zumindest teilweise und über zumindest
eine der Phasen L1, L2, L3 einen Strom, so kann die Steuereinrichtung
Was
von den Stromquellen G1 bis Gn an überschüssigem Strom produziert wird,
wird weiterhin in das öffentliche
Netz
Die
Stromlenkung kann dabei vollautomatisch erfolgen in Abhängigkeit
vom benötigten
Strom und von der Menge des selbst erzeugten Stroms. Außerdem kann
vorgesehen sein, dass die Schalter S7 bis S15 zumindest manuell
geöffnet
werden können, sofern
der selbst erzeugte Strom der Stromquellen G1 bis Gn vollständig in
das Netz eingespeist werden soll. In dieser Betriebsart sind natürlich dann
auch sämtliche
Schalter S4 bis S6 geschlossen, sodass der von den Verbrauchern
V1 bis V4 benötigte
Strom aus dem öffentlichen
Netz
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