DE102013008812A1 - System and method for determining electrical characteristics - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen von Verbrauchern (1) in einem verzweigten Stromnetz (2), umfassend eine zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3), eine zentrale Spannungsmesseinheit (4), sowie eine Mehrzahl dezentraler Einheiten (5), jeweils aufweisend eine dezentrale Strommesseinheit (6) mit mindestens einem Stromsensor (7), ein dezentrales Spannungserfassungsmittel (8) sowie eine dezentrale Auswertungseinheit (9), wobei die dezentralen Einheiten (5) jeweils den Verbrauchern (1) zugeordnet sind, wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) über Verbindungen (10) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und mit den dezentralen Einheiten (5) verbunden ist, wobei durch die zentrale Spannungsmesseinheit (4) ein Spannungswert messbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) über Verbindungen (11) mit der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) verbunden ist, wobei durch die dezentrale Strommesseinheit (6) Augenblickswerte eines Stroms messbar sind und übertragbar zur Verfügung gestellt werden und wobei durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel (8) ein Spannungsverlauf erfassbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei die Übertragung der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs durch die Verbindungen (11) von der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) zu der dezentralen Auswertungseinheit (9) erfolgt, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) aus dem Spannungsverlauf eine Nulldurchgangsermittlung der Spannung durchführt, wobei auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge eine gerechnete Sinuskurve der Spannung bereitgestellt wird, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) eine Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung vornimmt, wobei aus den Augenblickswerten des Stroms und den jeweils zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung normative Augenblickswerte der Leistung gebildet werden und wobei aus den normativen Augenblickswerten der Leistung ein normativer Leistungszwischenwert gebildet und als Leistungszwischenwert übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei der Leistungszwischenwert über die Verbindung (10) von der dezentralen Auswertungseinheit (9) an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) übertragen wird, und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) eine Abfrage des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes durchführt, und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert die elektrische Wirkleistung des jeweiligen Verbrauchers (1) berechnet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen von Verbrauchern in einem verzweigten Stromnetz.The invention relates to a system for determining electrical parameters of consumers (1) in a branched power network (2), comprising a central control and evaluation unit (3), a central voltage measuring unit (4) and a plurality of decentralized units (5), each comprising a decentralized current measuring unit (6) with at least one current sensor (7), a decentralized voltage detection means (8) and a decentralized evaluation unit (9), the decentralized units (5) being assigned to the consumers (1), the central control unit and evaluation unit (3) is connected via connections (10) to the central voltage measuring unit (4) and to the decentralized units (5), whereby a voltage value can be measured and made available by the central voltage measuring unit (4), and wherein the decentralized evaluation unit (9) via connections (11) with the decentralized current measuring unit (6) and the decentralized voltage detection means (8) is connected, instantaneous values of a current being measurable and made available for transmission by the decentralized current measuring unit (6) and wherein a voltage profile can be detected and made available for transmission by the decentralized voltage detection means (8), and wherein the transmission the instantaneous values of the current and the detected voltage curve are carried out by the connections (11) from the decentralized current measuring unit (6) and the decentralized voltage detection means (8) to the decentralized evaluation unit (9), and the decentralized evaluation unit (9) determines the zero crossing from the voltage curve of the voltage, a calculated sine curve of the voltage being provided on the basis of the determined zero crossings, and the decentralized evaluation unit (9) assigning the instantaneous values of the current to the values of the calculated sine curve of the voltage, the instantaneous values being used n of the current and the respectively assigned values of the calculated sine curve of the voltage, normative instantaneous values of the power are formed and a normative intermediate power value is formed from the normative instantaneous values of the power and is made available as an intermediate power value, and wherein the intermediate power value is provided via the connection (10) is transmitted from the decentralized evaluation unit (9) to the central control and evaluation unit (3), and wherein the central control and evaluation unit (3) interrogates the voltage value and the intermediate power value, and wherein the central control and evaluation unit (3 ) the active electrical power of the respective consumer (1) is calculated from the voltage value and the intermediate power value. The invention further relates to a method for determining electrical parameters of consumers in a branched power network.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und das dazugehörige Verfahren zur Bestimmung elektrischer Kenngrößen, insbesondere der Wirkleistung, dezentraler Verbraucher an beliebigen Positionen innerhalb eines Stromnetzes.The invention relates to a system and the associated method for determining electrical parameters, in particular the active power, decentralized consumers at arbitrary positions within a power grid.

Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung sind generell aus dem Stand der Technik bekannt.Systems, devices and methods for determining active power are generally known in the art.

Dabei kommen in der Regel sogenannte Strom- oder Energiezähler zum Einsatz, welche, vorrangig auf elektronischem Wege über Sensoren und Schaltungen, den Strom und die Spannung, sowie die zwischen diesen auftretende Phasenverschiebung, in dem jeweiligen Stromnetz ermitteln.As a rule, so-called electricity or energy meters are used, which, primarily via electronic means via sensors and circuits, the current and the voltage, as well as the occurring between these phase shift, determine in the respective power grid.

Aus den ermittelten Daten für Strom, Spannung und Phasenverschiebung ist es dann möglich, die in dem jeweiligen Stromnetz anliegende Wirkleistung zu ermitteln.From the determined data for current, voltage and phase shift, it is then possible to determine the active power applied in the respective power network.

In Zeiten steigender Energiekosten wird es speziell für produzierende Unternehmen zunehmend wichtiger, innerhalb eines Stromnetzes die Wirkleistung einzelner Verbraucher zu bestimmen um diese gezielt ansteuern und deren Effektivität verbessern zu können.In times of rising energy costs, it is becoming increasingly important, especially for manufacturing companies, to determine the effective power of individual consumers within a power grid in order to be able to target them and improve their effectiveness.

Würde man ein solches Vorhaben mit den, aus dem Stand der Technik bekannten, Energiezählern umsetzen wollen, so würde es notwendig werden, für jeden einzelnen Verbraucher einen derartigen Energiezähler separat bereitzustellen und die messtechnischen Signale oder Werte aufwändig aufzubereiten.If one wanted to implement such a project with the energy meters known from the prior art, it would become necessary to provide such an energy meter separately for each individual consumer and to process the metrological signals or values in a complex manner.

Dies wäre mit einem immensen Installations- und Messaufwand verbunden und somit für Stromnetze mit vielen Verbrauchern unwirtschaftlich und teuer. Hinzu kommt, dass die bekannten Energiezähler einen entsprechend großen Bauraum benötigen und somit eine nachträgliche Installation dieser in bestehende Stromnetze oftmals nicht durchführbar ist.This would be associated with an immense installation and measuring effort and thus uneconomical and expensive for power grids with many consumers. In addition, the known energy meters require a correspondingly large space and thus a subsequent installation of these in existing power grids is often not feasible.

Um diese Nachteile zu beseitigen sind aus dem Stand der Technik ebenfalls Vorrichtungen und Verfahren bekannt, welche an jedem Verbraucher nur den jeweils anliegenden Wert des Stroms ermitteln, diesen dann mit einem hinterlegten Spannungswert verrechnen und unter Berücksichtigung eines zuvor ermittelten und für den jeweiligen Verbraucher hinterlegten Wirkfaktors, die Wirkleistung bestimmt.In order to eliminate these disadvantages, devices and methods are also known from the state of the art, which only determine the respective current value of each consumer, then calculate it with a stored voltage value and taking into account a previously determined effective factor stored for the respective consumer that determines active power.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in Druckschrift DE 198 27 345 B4 offenbart und weist mehrere Messstellen, sowie eine zentrale Recheneinheit auf.Such a device is for example in publication DE 198 27 345 B4 discloses and has a plurality of measuring points, and a central processing unit.

Die Messstellen sind dabei jeweils einem Verbraucher zugeordnet und erfassen die jeweils an dem Verbraucher anliegenden Stromwerte.The measuring points are each assigned to a consumer and detect the respective current values applied to the consumer.

Anschließend werden die erfassten Stromwerte an die Recheneinheit übertragen und dort mit einem Spannungssignal zusammengeführt.Subsequently, the detected current values are transmitted to the arithmetic unit and combined there with a voltage signal.

Das Spannungssignal wird hierzu an ausgewählten Punkten des Stromnetzes ermittelt.The voltage signal is determined for this purpose at selected points of the power grid.

Die offenbarte Erfindung sieht nachteilig vor, dass zur Konditionierung der Vorrichtung und somit zur Bestimmung der Wirkleistung, an jedem einzelnen Verbraucher für charakteristische Betriebszustände gültige Kennwerte für die Höhe des Wirkleistungsbezugs und des Leistungsfaktors bestimmt werden müssen. Die ermittelten Kennwerte werden anschließend zur weiteren Verwendung in einer Datenbank hinterlegt und abhängig von der Schwankung der Netzspannung zur Berechnung der Wirkleistung der einzelnen Verbraucher herangezogen.The disclosed invention disadvantageously provides that for the conditioning of the device and thus for the determination of the active power, valid characteristic values for the magnitude of the active power reference and of the power factor must be determined for each individual load for characteristic operating states. The determined characteristic values are then stored in a database for further use and, depending on the fluctuation of the mains voltage, used to calculate the active power of the individual consumers.

Diese Vorabermittlung der charakteristischen Kennwerte jedes Verbrauchers in unterschiedlichen Betriebszuständen führt zu einem großen Vorbereitungsaufwand und somit zu hohen Vorbereitungs- und Versuchsaufwendungen.This preliminary determination of the characteristic characteristics of each consumer in different operating states leads to a large preparation effort and thus to high preparation and test costs.

Eine weitere technologisch fortschrittliche Lösung zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen ist aus Druckschrift DE 10 2011 107 932 B3 bekannt.Another technologically advanced solution for determining electrical characteristics is from publication DE 10 2011 107 932 B3 known.

Hierbei erfolgt die Ermittlung der elektrischen Kenngrößen, insbesondere die Ermittlung der Wirkenergie eines Verbrauchers in einem verzweigten Stromnetz mittels einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit, einer zentralen Spannungsmesseinheit und einer Mehrzahl dezentraler Strommesseinheiten.In this case, the determination of the electrical characteristics, in particular the determination of the active energy of a consumer in a branched power grid by means of a central control and evaluation, a central voltage measuring unit and a plurality of decentralized current measuring units.

Auf eine Berücksichtigung der, üblicherweise bei induktiven oder kapazitiven Verbrauchern auftretenden, Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung während der Ermittlung der Wirkleistung kann bei der aufgeführten Lösung dadurch verzichtet werden, dass durch die zentrale Steuer- und Auswerteeinheit ein Zeitstempel ausgegeben wird und dass durch die Spannungsmesseinheit und die Strommesseinheiten Augenblickswerte der Spannung beziehungsweise des Stroms gemessen werden, welchen der Zeitstempel zugeordnet wird und welche anhand des Zeitstempels in der zentralen Steuer- und Auswerteeinheit einander zugeordnet und aus diesen anschließend die elektrischen Kenngrößen ermittelt werden.In consideration of the, usually occurring in inductive or capacitive loads, phase shift between current and voltage during the determination of the active power can be dispensed with in the solution listed that a time stamp is issued by the central control and evaluation and that by the voltage measuring unit and the current measuring units instantaneous values of the voltage or of the current are measured, to which the time stamp is assigned and which are assigned to one another on the basis of the time stamp in the central control and evaluation unit and from these subsequently the electrical parameters are determined.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen alternativen Lösungsweg zur Bereitstellung eines Systems und Verfahrens zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen aufzuzeigen, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und durch welcher eine einfache und kostengünstige Bestimmung der elektrischen Kenngrößen, insbesondere der Wirkleistung und der Wirkarbeit einer Vielzahl elektrischer Verbraucher innerhalb eines Wechselspannungsnetzes mit einem zentralen Einspeisepunkt ermöglicht.Object of the present invention is to provide an alternative approach to provide a system and method for determining electrical characteristics, which the Disadvantages of the prior art avoids and by which a simple and cost-effective determination of the electrical parameters, in particular the active power and the active work of a large number of electrical loads within an alternating voltage network with a central feed point allows.

Die Aufgabe wird in Bezug auf das System durch die in den Patentansprüchen 1 und 12 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.The object is achieved with respect to the system by the features listed in the claims 1 and 12. Preferred developments emerge from the respective subclaims.

In Bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 13 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Ansprüchen 14 bis 18.With regard to the method, the object is achieved by the features listed in claim 13. Preferred developments of the method emerge from the claims 14 to 18.

Ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung elektrischer Kenngrößen von Verbrauchern in einem verzweigten Stromnetz weist eine zentrale Steuer- und Auswertungseinheit, nachfolgend auch als Controller bezeichnet, eine zentrale Spannungsmesseinheit, sowie eine Mehrzahl dezentraler Einheiten auf.An inventive system for determining electrical characteristics of consumers in a branched power network has a central control and evaluation unit, hereinafter also referred to as a controller, a central voltage measuring unit, and a plurality of decentralized units.

Erfindungsgemäß sind dabei zum einen die dezentralen Einheiten den jeweiligen Verbrauchern zugeordnet.According to the invention, the decentralized units are assigned to the respective consumers.

Zum anderen ist die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit über Verbindungen sowohl mit der zentralen Spannungsmesseinheit, als auch mit den dezentralen Einheiten, verbunden.On the other hand, the central control and evaluation unit is connected via connections both to the central voltage measuring unit and to the decentralized units.

Durch die zentrale Spannungsmesseinheit erfolgt erfindungsgemäß eine Messung eines Spannungswertes der, in dem Stromnetz anliegenden, Spannung U an einer zentralen Spannungsmessstelle innerhalb des Stromnetzes.According to the invention, the central voltage measuring unit is used to measure a voltage value of the voltage U present in the power grid at a central voltage measuring point within the power grid.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wird bei einem erfindungsgemäßen System nur eine einzige Spannungsmessstelle innerhalb des Stromnetzes benötigt, wodurch zum einen der gerätetechnische und Installationsaufwand und zum anderen der notwendige Messaufwand verringert wird.In contrast to conventional systems, in a system according to the invention only a single voltage measuring point within the power network is required, which on the one hand reduces the technical equipment and installation costs and on the other hand the necessary measurement effort.

Durch eine einspeisungspunktnahe Messung der Spannung wird als besonderer Vorteil zudem erreicht, dass die im Stromnetz bis zum Verbraucher auftretenden Verlustleistungsanteile und Verzerrungen, insbesondere durch Spannungsabfall unter Last, in der Bestimmung der letztlich resultierenden Wirkleistung und Wirkarbeit mit erfasst werden.A feed point near measurement of the voltage is also achieved as a particular advantage that the power loss components and distortions occurring in the power grid to the consumer, in particular by voltage drop under load, are included in the determination of the ultimately resulting active power and active work.

Die Messung des Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise entweder digital oder analog.The measurement of the voltage value by the central voltage measuring unit takes place in a manner known per se either digitally or analogously.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass lediglich ein Effektivwert der Spannung durch die zentrale Spannungsmesseinheit gemessen und übertragbar bereitgestellt werden muss. Auf eine technisch aufwändige Bereitstellung und Übertragung relevanter Augenblickswerte der Spannung kann somit vorteilhafterweise verzichtet werden.Another advantage of the solution according to the invention is that only an effective value of the voltage has to be measured by the central voltage measuring unit and made available in a transferable manner. On a technically complex provision and transmission of relevant instantaneous values of the voltage can thus be advantageously dispensed with.

Die dezentralen Einheiten weisen erfindungsgemäß jeweils eine dezentrale Strommesseinheit, ein dezentrales Spannungserfassungsmittel und eine dezentrale Auswertungseinheit auf, wobei die dezentrale Auswertungseinheit über Verbindungen mit der dezentralen Strommesseinheit und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel verbunden ist.According to the invention, the decentralized units each have a decentralized current measuring unit, a decentralized voltage detection means and a decentralized evaluation unit, wherein the decentralized evaluation unit is connected via connections to the decentralized current measuring unit and the decentralized voltage detection means.

Die dezentrale Strommesseinheit ist erfindungsgemäß dazu in der Lage, den Wert des, die jeweiligen Leiter zum Anschluss des Verbrauchers durchfließenden, Stromes I zu messen.The decentralized current measuring unit according to the invention is capable of measuring the value of the current I flowing through the respective conductors for connection of the consumer.

Erfindungsgemäß erfolgt hierbei eine Messung der Augenblickswerte des Stroms.According to the invention, a measurement of the instantaneous values of the current takes place here.

Handelt es sich um Verbraucher eines Mehrphasenstromkreises, wie dies zum Beispiel bei einem Dreiphasen-Wechselstromkreis der Fall ist, so wird jedem Leiter eine separate dezentrale Strommesseinheit zugeordnet. In einem solchen Fall sind die dezentralen Strommesseinheiten entweder jeweils einzeln mit der dezentralen Auswertungseinheit verbunden, oder aber, beispielsweise über einen seriellen BUS, so zusammengefasst, dass eine BUS-Leitung von dezentraler Strommesseinheit zu dezentraler Strommesseinheit durchgeschleift wird.If it is a consumer of a multi-phase circuit, as is the case for example with a three-phase AC circuit, each conductor is assigned a separate decentralized current measuring unit. In such a case, the decentralized current measuring units are either individually connected to the decentralized evaluation unit, or summarized, for example via a serial BUS, so that a BUS line is looped through from decentralized current measuring unit to decentralized current measuring unit.

Die Messung des Stromes I an dem jeweiligen Verbraucher durch die dezentrale Strommesseinheit erfolgt vorzugsweise auf an sich bekannte Weise unter Nutzung des Hall-Effekts; darüber hinaus kann jedoch erfindungsgemäß auch jede andere geeignete Form der Strommessung, beispielsweise induktiv, angewendet werden. Es ist zweckmäßig, die Strommessung berührungslos auszuführen um eine galvanische Trennung von Stromleitung und Stromsensor zu gewährleisten.The measurement of the current I at the respective consumer by the decentralized current measuring unit is preferably carried out in a manner known per se using the Hall effect; In addition, however, any other suitable form of current measurement, for example inductive, can also be used according to the invention. It is expedient to carry out the current measurement without contact in order to ensure a galvanic separation of the power line and the current sensor.

Die gemessenen Augenblickswerte des Stroms werden durch die dezentrale Strommesseinheit erfindungsgemäß übertragbar bereitgestellt und über die jeweilige Verbindung an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen.The measured instantaneous values of the current are provided in a transferable manner according to the invention by the decentralized current measuring unit and transmitted to the decentralized evaluation unit via the respective connection.

Parallel zur Messung der Augenblickswerte des Stroms erfolgt erfindungsgemäß durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel eine Erfassung des, an dem jeweiligen Leiter zum Anschluss des Verbrauchers anliegenden, Spannungsverlaufs.Parallel to the measurement of the instantaneous values of the current, a detection takes place according to the invention by the decentralized voltage detection means of, at the respective conductor for connection of the consumer voltage applied.

Der erfasste Spannungsverlauf wird durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel übertragbar bereitgestellt und ebenfalls, über die jeweilige Verbindung, an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen.The detected voltage profile is provided by the decentralized voltage detection means transferable and also transmitted via the respective connection to the decentralized evaluation unit.

Die dezentrale Auswertungseinheit ist erfindungsgemäß dazu in der Lage, aus dem übertragenen Spannungsverlauf eine Nulldurchgangsermittlung der Spannung durchzuführen und auf Basis der dabei ermittelten Nulldurchgänge eine gerechnete Sinuskurve der Spannung bereitzustellen.According to the invention, the decentralized evaluation unit is able to carry out a zero-crossing determination of the voltage from the transmitted voltage curve and to provide a calculated sinusoid of the voltage on the basis of the zero crossings determined thereby.

Bei der gerechneten Sinuskurve handelt es sich um eine idealisierte Spannungskurve, für deren Berechnung ein zu definierender beliebiger Spannungswert, beispielsweise 100 V, angenommen wird, wobei der zu definierende Spannungswert lediglich ein Berechnungshilfsmittel darstellt und unabhängig von der tatsächlichen Spannung gewählt werden kann.The calculated sinusoid is an idealized voltage curve, for the calculation of which an arbitrary voltage value to be defined, for example 100 V, is assumed, whereby the voltage value to be defined represents only a calculation aid and can be selected independently of the actual voltage.

Darüber hinaus ist die dezentrale Auswertungseinheit besonders vorteilhaft dazu in der Lage, eine Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung vorzunehmen.In addition, the decentralized evaluation unit is particularly advantageous in being able to make an assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage.

Die Zuordnung erfolgt hierbei beispielsweise in der Form, dass zuerst die gerechnete Sinuskurve bereitgestellt und dann zu einem definierten Zeitpunkt, zum Beispiel bei einem anliegenden Nulldurchgang der Spannung, die Messung der Augenblickswerte des Stroms durch die dezentrale Strommesseinheit und deren Übertragung an die dezentrale Auswertungseinheit gestartet werden. Die Augenblickswerte des Stroms werden nun für die Dauer eines festgelegten Zeitintervalls, welcher vorzugsweise durch die gerechnete Sinuskurve festlegbar ist, gemessen und an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen, sodass diese jedem Wert der gerechneten Sinuskurve der Spannung einen Augenblickswert des Stroms zuordnen kann.In this case, the assignment takes place, for example, in the form that the calculated sinusoidal curve is first provided and then the measurement of the instantaneous values of the current by the decentralized current measuring unit and its transmission to the decentralized evaluation unit are started at a defined time, for example at an applied zero crossing of the voltage , The instantaneous values of the current are then measured for the duration of a fixed time interval, which can preferably be determined by the calculated sinusoid, and transmitted to the decentralized evaluation unit so that it can assign an instantaneous value of the current to each value of the calculated sinusoid.

Des Weiteren bildet die dezentrale Auswertungseinheit erfindungsgemäß aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve normative Augenblickswerte einer Leistung des jeweils anliegenden Verbrauchers.Furthermore, according to the invention, the decentralized evaluation unit uses the instantaneous values of the current and the assigned values of the calculated sine curve to form normative instantaneous values of a power of the respectively applied consumer.

Der Begriff normativ bedeutet vorliegend, dass die an dieser Stelle gebildeten Leistungswerte, aufgrund der lediglich auf der Basis einer definierten Spannung idealisiert gerechneten Werte der Sinuskurve der Spannung, lediglich normativen Charakter und keine abschließende Exaktheit aufweisen.The term normative here means that the power values formed at this point have only a normative character and no concluding exactness due to the values of the sinusoid of the voltage which are calculated on the basis of a defined voltage in an idealized manner.

Zudem ist die dezentrale Auswertungseinheit erfindungsgemäß dazu in der Lage, aus den normativen Augenblickswerten der Leistung einen normativen Leistungszwischenwert zu bilden und diesen als Leistungszwischenwert übertragbar zur Verfügung zu stellen.In addition, according to the invention, the decentralized evaluation unit is able to form a normative intermediate power value from the normative instantaneous values of the power and to make it available as an intermediate power value in a transferable manner.

Der normative Leistungszwischenwert wird dabei durch das Integral der normativen Augenblickswerte der Leistung gebildet.The normative power intermediate value is formed by the integral of the normative instantaneous values of the power.

Der gebildete Leistungszwischenwert wird erfindungsgemäß über die jeweilige Verbindung von der dezentralen Auswertungseinheit an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen, nachdem diese eine Abfrage des Leistungszwischenwertes und des Spannungswertes durchgeführt hat.According to the invention, the intermediate power value formed is transmitted via the respective connection from the decentralized evaluation unit to the central control and evaluation unit, after it has performed a query of the intermediate power value and the voltage value.

Vorzugsweise ist dem Leistungszwischenwert eine Kennung zugeordnet, welche eine Identifizierung des jeweiligen, zu dem Leistungszwischenwert gehörigen Verbrauchers ermöglicht.Preferably, an identifier is associated with the intermediate power value, which allows identification of the respective consumer belonging to the intermediate power value.

Die Kennung wird hierbei durch gebräuchliche Mittel, beispielsweise eine entsprechende Codierung, bereitgestellt.The identifier is provided here by conventional means, for example a corresponding coding.

Nach Übertragung des Leistungszwischenwertes und des Spannungswertes ist die zentrale Steuerungs- und Auswertungseinheit erfindungsgemäß dazu in der Lage, aus diesen Werten die exakte elektrische Wirkleistung des jeweiligen Verbrauchers zu berechnen, wobei vorliegend der Leistungszwischenwert vorzugsweise mit einem entsprechenden Korrekturwert multipliziert wird.After transmission of the power intermediate value and the voltage value, the central control and evaluation unit according to the invention is able to calculate from these values the exact electrical active power of the respective load, wherein in the present case the power intermediate value is preferably multiplied by a corresponding correction value.

Der Korrekturwert stellt hierbei einen Wert für die Abweichung des, durch die zentrale Spannungsmesseinheit ermittelten, Spannungswertes von einem normativen Spannungswert der gerechneten Sinuskurve der Spannung dar.In this case, the correction value represents a value for the deviation of the voltage value, determined by the central voltage measuring unit, from a normative voltage value of the calculated sinusoid of the voltage.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den besonderen Vorteil, dass, für die Bestimmung der Wirkleistung eines Verbrauchers in einem verzweigten Stromnetz, eine Erfassung der real anliegenden Spannungswerte nur an einer einzigen zentralen und vorzugsweise einspeisungspunktnahen Stelle erfolgen muss und somit nicht für jeden Verbraucher eine Strom- und eine Spannungsmesseinheit vorgesehen werden muss.The solution according to the invention offers the particular advantage that, for the determination of the active power of a load in a branched power network, the actual voltage values must be recorded only at a single central point and preferably near the point of supply, and thus not one power and one for each consumer Voltage measuring unit must be provided.

Zudem ist vorliegend nur ein verhältnismäßig geringer Aufwand für die Datenerhebung und -übertragung notwendig, da insbesondere im Zuge der Spannungswertermittlung an der zentralen Spannungsmesseinheit lediglich der Effektivwert der Spannung und an dem dezentralen Spannungserfassungsmittel lediglich die Nulldurchgänge der Spannung ermittelt und übertragen werden müssen. Eine Messung und Übertragung einer Vielzahl konkreter Augenblickswerte ist somit erfindungsgemäß nicht notwendig.In addition, in the present case only a relatively small effort for the data collection and transmission is necessary because only in the course of the voltage value determination at the central voltage measuring unit only the rms value of the voltage and the decentralized voltage detection means only the zero crossings of the voltage must be determined and transmitted. A Measurement and transmission of a multiplicity of concrete instantaneous values is therefore not necessary according to the invention.

Der Datenübertragungsaufwand kann bei der erfindungsgemäßen Lösung auch insbesondere dadurch gering gehalten werden, dass in der dezentralen Einheit bereits die Bildung des Leistungszwischenwertes erfolgt und somit lediglich dieser Leistungszwischenwert über die entsprechende Verbindung zu der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit übertragen werden muss.In the solution according to the invention, the data transmission effort can also be kept low in particular by virtue of the fact that the intermediate power unit already has the intermediate power value formed, and thus only this intermediate power value has to be transmitted via the corresponding connection to the central control and evaluation unit.

Darüber hinaus liegt ein weiterer technologischer Vorteil der Erfindung darin, dass eine Ermittlung des Phasenwinkels φ (phi) eines Verbrauchers – weder im Voraus noch während der Ermittlung der Kenngrößen – nicht notwendig ist, da sich die Wirkleistung aus der anhand der ermittelten Nulldurchgänge der Spannung errechneten Sinuskurve im Verhältnis zu den Augenblickswerten des Stroms ergibt. Hieraus kann aber optional auch der Phasenwinkel φ (phi) als Zusatzinformation ermittelt werden.In addition, another technological advantage of the invention is that a determination of the phase angle φ (phi) of a consumer - either in advance or during the determination of the parameters - is not necessary, since the active power calculated from the calculated zero crossings of the voltage Sine wave in relation to the instantaneous values of the current results. From this, however, the phase angle φ (phi) can optionally also be determined as additional information.

Weiterführend ist es erfindungsgemäß möglich, dass durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit der ermittelte Wert der elektrischen Wirkleistung des jeweiligen Verbrauchers ausgebbar ist.In addition, it is possible according to the invention that the determined value of the active electrical power of the respective load can be output by the central control and evaluation unit.

Die Ausgabe der elektrischen Wirkleistung erfolgt dabei beispielsweise visualisierbar oder archivierbar. Der ausgegebene Wert der elektrischen Wirkleistung kann ferner für Steuerungszwecke, beispielsweise zur Durchführung von Vorrangschaltungen zur Vermeidung der Überschreitung von Lastgangprofilen oder für Notabschaltungen bei detektierten Störungen eines Verbrauchers, verwandt werden.The output of the active electrical power takes place, for example, visualized or archived. The output value of the active electrical power can also be used for control purposes, for example, to perform priority circuits to avoid the exceeding of load profile or for emergency shutdown in case of detected disturbances of a consumer.

Ein erfindungsgemäßes System erlaubt somit neben der Ermittlung der elektrischen Wirkleistung auch eine Beurteilung und Bewertung der Verbraucher in einem Stromnetz hinsichtlich deren Effizienz, Wirtschaftlichkeit und technischen Betriebsverhaltens.An inventive system thus allows not only the determination of the active electrical power but also an assessment and evaluation of the consumers in a power grid in terms of their efficiency, efficiency and technical performance.

Dabei zielt die Erfindung zwar in erster Linie auf die Verwendung an Stromnetzen mit Verbrauchern wie elektrischen Motoren oder Produktionsmaschinen ab; diese kann jedoch auch bei allen anderen denkbaren elektrischen Verbrauchern in einem Stromnetz eingesetzt werden.Although the invention primarily aims at the use of power grids with consumers such as electric motors or production machines; However, this can also be used in all other conceivable electrical consumers in a power grid.

Gerade in Stromnetzen mit einer Vielzahl elektrischer Verbraucher, wie es beispielsweise bei Produktionsanlagen von Betrieben der Fall ist, wird durch das erfindungsgemäße System eine unkomplizierte und vor allem kostengünstige Lösung zur Erfassung der elektrischen Wirkleistung eines angeschlossenen Verbrauchers und zur Bewertung dessen Effizienz, beziehungsweise zur korrekten energetischen Bewertung eines Gesamtsystems aus mehreren Verbrauchern in dem jeweiligen Stromnetz bereitgestellt.Especially in power grids with a variety of electrical consumers, as is the case for example in production plants of companies, the system of the invention is an uncomplicated and above all cost solution for detecting the effective electrical power of a connected consumer and to assess its efficiency, or the correct energetic Evaluation of an overall system of several consumers provided in the respective power grid.

Darüber hinaus wird es den Betrieben durch die aufgezeigte technische Lösung ermöglicht, die bei der Herstellung ihrer Produkte anfallenden Energiekosten konkret auf die einzelnen Verbraucher und die durch diese bewirkten Prozessschritte umzulegen. Dadurch können die jeweiligen Prozessschritte optimiert und somit die Herstellungskosten für das jeweils produzierte Produkt insgesamt gesenkt werden.In addition, the technical solution outlined makes it possible for the companies to allocate the energy costs incurred in the manufacture of their products to the individual consumers and the process steps they carry out. As a result, the respective process steps can be optimized and thus the production costs for the product produced in each case can be reduced overall.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind der zentralen Spannungsmesseinheit und/oder der jeweiligen dezentralen Einheit Speicherelemente zugeordnet, durch welche gemessene Spannungswerte, beziehungsweise ermittelte Leistungszwischenwerte zwischenspeicherbar sind.In a preferred embodiment of the invention, the central voltage measuring unit and / or the respective decentralized unit are assigned memory elements, by means of which measured voltage values or determined intermediate power values can be temporarily stored.

Eine derartige Zwischenspeicherung der gemessenen Werte ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Übertragung der Werte an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit nicht in Echt-Zeit, sondern zeitversetzt zu dem eigentlichen Mess- oder Ermittlungsvorgang der Werte durchführbar sein soll.Such an intermediate storage of the measured values is particularly advantageous if the transmission of the values to the central control and evaluation unit should not be real-time but time-delayed to the actual measurement or determination process of the values.

In diesem Fall erfolgt die Übertragung eines Spannungswertes, beziehungsweise eines Leistungszwischenwertes an den Controller erst dann, wenn dieser den jeweiligen Wert aus dem jeweiligen Zwischenspeicher abfragt.In this case, the transfer of a voltage value, or an intermediate power value to the controller takes place only when it polls the respective value from the respective buffer.

Die Übertragung des Spannungs- beziehungsweise Leistungszwischenwertes an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit erfolgt in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung durch Modulation der jeweiligen Werte, als digitalisierte Werte, auf das Stromnetz.The transfer of the voltage or power intermediate value to the central control and evaluation unit takes place in an advantageous embodiment of the invention by modulation of the respective values, as digitized values, on the power grid.

Das Verfahren der Aufmodulation auf das Stromnetz wird in diesem Zusammenhang als aus dem Stand der Technik bekannt angesehen, weshalb auf dieses hier nicht näher eingegangen werden soll.The method of modulating on the power grid is considered in this context as known from the prior art, which is why this will not be discussed here.

Die Aufmodulation der Spannungs- und Leistungszwischenwerte auf das vorhandene Stromnetz hat den besonderen Vorteil, dass keine zusätzlichen Verbindungen zwischen dem Controller und der zentralen Spannungsmesseinheit, beziehungsweise zwischen dem Controller und der jeweiligen dezentralen Einheit vorgesehen werden müssen.The modulating of the intermediate voltage and power values on the existing power network has the particular advantage that no additional connections between the controller and the central voltage measuring unit, or between the controller and the respective decentralized unit must be provided.

Der notwendige Installationsaufwand für ein erfindungsgemäßes System kann somit effizient verringert werden.The necessary installation effort for a system according to the invention can thus be reduced efficiently.

In einer ebenso bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Verbindung der Steuer- und Auswertungseinheit mit der zentralen Spannungsmesseinheit und der jeweiligen dezentralen Einheit drahtlos ausgebildet. In an equally preferred embodiment of the invention, the connection of the control and evaluation unit with the central voltage measuring unit and the respective decentralized unit is wirelessly formed.

In diesem Fall weisen die zentrale Spannungsmesseinheit und die jeweilige dezentrale Einheit jeweils separate Sender zum Senden der gemessenen Werte und die Steuer- und Auswertungseinheit einen entsprechenden Empfänger zum Empfang der gesendeten Werte auf. Eine derart drahtlose Verbindung kann beispielsweise per Funk oder per W-LAN Netzwerk realisiert sein. Darüber hinaus sind auch alle anderen Arten drahtloser Verbindungen denkbar.In this case, the central voltage measuring unit and the respective decentralized unit each have separate transmitters for transmitting the measured values and the control and evaluation unit has a corresponding receiver for receiving the transmitted values. Such a wireless connection can be realized for example by radio or via W-LAN network. In addition, all other types of wireless connections are conceivable.

In jedem Fall entfallen durch die Verwendung einer Drahtlos-Verbindung besonders vorteilhaft zusätzliche Verbindungsleitungen zwischen der Steuer- und Auswertungseinheit und der Spannungsmesseinheit, beziehungsweise der jeweiligen dezentralen Einheit.In any case, the use of a wireless connection particularly advantageously eliminates additional connecting lines between the control and evaluation unit and the voltage measuring unit, or the respective decentralized unit.

Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Systems sieht vor, dass die zentrale Spannungsmesseinheit in die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit integriert ist.A further preferred variant of the system according to the invention provides that the central voltage measuring unit is integrated in the central control and evaluation unit.

Hierdurch kann einerseits der Installationsaufwand für ein erfindungsgemäßes System nochmals vorteilhaft verringert werden, andererseits wird durch die Integration der zentralen Spannungsmesseinheit in die Steuer- und Auswertungseinheit der benötigte Bauraum zur Installation des Systems verkleinert.As a result, on the one hand, the installation effort for a system according to the invention can be further advantageously reduced, and on the other hand, the integration of the central voltage measuring unit into the control and evaluation unit reduces the required installation space for installing the system.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein erfindungsgemäßes System nachträglich in einem bestehenden Stromnetz mit wenigen baulichen Freiräumen installiert werden soll.This is particularly advantageous if a system according to the invention is to be subsequently installed in an existing power grid with few structural clearances.

Bei einer Integration der zentralen Spannungsmesseinheit in die Steuer- und Auswertungseinheit sieht eine ebenso vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Verbindung zwischen Steuer- und Auswertungseinheit und zentraler Spannungsmesseinheit über einen internen Prozessorbus innerhalb des Controllers erfolgt. Da ein Prozessorbus in der Regel zu Datenübertragungs- und/oder Steuerungszwecken ohnehin in der Steuer- und Auswertungseinheit vorhanden ist, wird dieser in der hier beschriebenen Weiterbildung besonders vorteilhaft gleichzeitig zur Übertragung der Daten zwischen zentraler Spannungsmesseinheit und Controller verwendet. Die Notwendigkeit, die Spannungswerte extern, beispielsweise über den externen BUS zu übertragen, entfällt.When integrating the central voltage measuring unit into the control and evaluation unit, an equally advantageous further development of the invention provides that the connection between the control and evaluation unit and the central voltage measuring unit takes place via an internal processor bus within the controller. Since a processor bus is generally already present in the control and evaluation unit for data transmission and / or control purposes, in the embodiment described here, it is used particularly advantageously simultaneously for transmitting the data between the central voltage measurement unit and the controller. The need to transmit the voltage values externally, for example via the external BUS, is eliminated.

Des Weiteren ist eine dezentrale Einheit in einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung als dezentrale Mastereinheit ausgebildet, welche mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit und mindestens einer weiteren dezentralen Einheit über jeweils eine entsprechende Verbindung verbunden ist.Furthermore, a decentralized unit is formed in a further advantageous variant of the invention as a decentralized master unit, which is connected to the central control and evaluation unit and at least one further decentralized unit via in each case a corresponding connection.

Nachfolgend wird mindestens eine weitere dezentrale Einheit, welche nicht dezentrale Mastereinheit ist, verkürzt als dezentrale Einheit bezeichnet.Subsequently, at least one further decentralized unit, which is not decentralized master unit, shortened referred to as a decentralized unit.

In der hier aufgezeigten Variante besteht die Verbindung der dezentralen Einheit mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit somit mittelbar über die dezentrale Mastereinheit, sodass ein Leistungszwischenwert von der dezentralen Einheit an die dezentrale Mastereinheit und von dieser an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen werden.In the variant shown here, the connection of the decentralized unit to the central control and evaluation unit thus indirectly via the decentralized master unit, so that an intermediate power value of the decentralized unit to the decentralized master unit and are transmitted from this to the central control and evaluation unit.

Die Übertragung des Leistungszwischenwertes von der dezentralen Mastereinheit an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit kann erfindungsgemäß entweder direkt im Anschluss an die Übertragung des Leistungszwischenwertes von der dezentralen Einheit an die dezentrale Mastereinheit oder erst nach Zwischenspeicherung des Leistungszwischenwertes in der dezentralen Mastereinheit erfolgen.According to the invention, the transmission of the intermediate power value from the decentralized master unit to the central control and evaluation unit can take place either directly following the transmission of the intermediate power value from the decentralized unit to the decentralized master unit or only after the intermediate power value has been buffered in the decentralized master unit.

Der besondere Vorteil der hier aufgezeigten Variante besteht insbesondere darin, dass nicht zwischen jeder dezentralen Einheit und der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit eine direkte Verbindung vorgesehen werden muss. Insbesondere bei großen räumlichen Entfernungen zwischen der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit und mehreren dezentralen Einheiten kann auf diese Weise der notwendige Installationsaufwand deutlich verringert werden.The particular advantage of the variant shown here is in particular that a direct connection does not have to be provided between each decentralized unit and the central control and evaluation unit. In particular, with large spatial distances between the central control and evaluation unit and several decentralized units can be significantly reduced in this way the necessary installation costs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die dezentrale Einheit des Systems dazu in der Lage, anhand der Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung, einen Phasenwinkel φ (phi) für den betreffenden Verbraucher zu ermitteln und übertragbar oder optional ausgebbar bereitzustellen.In a further advantageous embodiment of the invention, the decentralized unit of the system is able, based on the assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage to determine a phase angle φ (phi) for the relevant consumer and transferable or optional to provide distributable.

Eine Ausgabe des Phasenwinkels erfolgt hierbei vorzugsweise direkt an der dezentralen Einheit, beispielsweise über ein entsprechendes Display. Aus der Kenntnis des Phasenwinkels können Rückschlüsse zu dem Betriebsverhalten gezogen werden. Als besonderer Vorteil müssen keine separaten Ermittlungen des Phasenwinkels durchgeführt werden, vielmehr steht dieser als Zusatznutzen des erfindungsgemäßen Systems zur Verfügung und kann zudem in einer einheitlichen Datenverarbeitung und -haltung ausgewertet und archiviert werden.In this case, an output of the phase angle preferably takes place directly at the decentralized unit, for example via a corresponding display. From the knowledge of the phase angle can be drawn conclusions about the operating behavior. As a particular advantage, no separate determination of the phase angle must be performed, but this is available as an added benefit of the system according to the invention and can also be evaluated and archived in a uniform data processing and management.

Ferner wird in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung durch die dezentrale Einheit ein Nennspannungswert für die gerechnete Sinuskurve zugrunde gelegt. Furthermore, in a particularly advantageous development, the decentralized unit is based on a rated voltage value for the calculated sinusoid.

Als Nennspannungswert wird in diesem Zusammenhang vorzugsweise ein Wert angenommen, welcher sich ausreichend genau an die, an dem Verbraucher anliegende, dem örtlichen Stromnetz zugeordnete Sollspannung annähert. Beispielsweise wird hierbei ein Nennspannungswert von 230 V zugrunde gelegt.In this context, the nominal voltage value is preferably assumed to be a value which approximates with sufficient accuracy to the nominal voltage applied to the load and associated with the local power supply. For example, this is based on a nominal voltage value of 230 V.

Der sich hieraus ergebende Vorteil besteht insbesondere darin, dass durch das Zugrundelegen des näherungsweise korrekten Spannungswerts bereits in der dezentralen Einheit ein näherungsweise korrekter Wert für die Wirkleistung des Verbrauchers ermittelbar und übertragbar, beziehungsweise ausgebbar bereitstellbar ist.The resulting advantage consists, in particular, in the fact that, as a result of the assumption of the approximately correct voltage value, an approximately correct value for the active power of the load can already be ascertained and transferred, or can be output, in the decentralized unit.

Eine Ausgabe des näherungsweise korrekten Wertes der Wirkleistung kann in diesem Fall beispielsweise direkt über ein Display der dezentralen Einheit erfolgen.An output of the approximately correct value of the active power can be done in this case, for example, directly via a display of the decentralized unit.

Dabei ist in der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit auf Basis des von der zentralen Spannungsmesseinheit übertragenen tatsächlichen Spannungswertes eine Korrektur des auf Basis eines Nennungsspannungswerts ermittelten Wirkleistungswertes durchführbar.In this case, a correction of the active power value determined on the basis of a nominal voltage value can be carried out in the central control and evaluation unit on the basis of the actual voltage value transmitted by the central voltage measuring unit.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass das dezentrale Spannungserfassungsmittel durch den Stromsensor der dezentralen Strommesseinheit gebildet wird.A further advantageous variant of the invention provides that the decentralized voltage detection means is formed by the current sensor of the decentralized current measuring unit.

In diesem Fall ist als besonderer Vorteil ein, kapazitiv auf den Stromsensor eingekoppeltes, Spannungssignal von der dezentralen Auswertungseinheit für die Erfassung des Spannungsverlaufs auswertbar.In this case, a voltage signal, capacitively coupled to the current sensor, can be evaluated by the decentralized evaluation unit for detecting the voltage profile as a particular advantage.

Die hier aufgeführte Variante schließt erfindungsgemäß ein, dass das kapazitiv eingekoppelte Spannungssignal aufgrund seiner kapazitiven Phasenverschiebung seinerseits zunächst phasenkorrigiert wird.According to the invention, the variant listed here includes the fact that the capacitively coupled voltage signal is first phase-corrected due to its capacitive phase shift.

Der besondere Vorteil liegt in diesem Fall darin, dass eine solche Spannungserfassung die ohnehin erforderlichen technischen Mittel zur dezentralen Strommessung mit nutzt und somit besonders kostengünstig realisiert werden kann.The particular advantage lies in this case is that such a voltage detection uses the already required technical resources for decentralized current measurement and thus can be realized particularly cost-effective.

Darüber hinaus ist in einer vorteilhaften Weiterbildung von der zentralen Spannungsmesseinheit dem Spannungswert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster des Spannungswertes zuordenbar.In addition, in an advantageous development of the central voltage measuring unit, the voltage value additional information about a detection time window of the voltage value can be assigned.

Die Zusatzinformation ist ferner gemeinsam mit dem Spannungswert übertragbar bereitstellbar und wird über die entsprechende Verbindung an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen.The additional information can also be transmitted in a transferable manner together with the voltage value and is transmitted via the corresponding connection to the central control and evaluation unit.

Zusätzlich ist durch die dezentrale Einheit dem Leistungszwischenwert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster der zugrunde liegenden Augenblickswerte des Stroms zuordenbar.In addition, the decentralized unit can be used to assign additional information about an acquisition time window of the underlying instantaneous values of the current to the intermediate power value.

Auch diese Zusatzinformation ist gemeinsam mit dem Leistungszwischenwert übertragbar bereitstellbar und wird erfindungsgemäß über die entsprechende Verbindung an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen.This additional information can also be transmitted in a transferable manner together with the intermediate power value and according to the invention is transmitted to the central control and evaluation unit via the corresponding connection.

Die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit ist in der vorliegenden Weiterbildung dazu in der Lage, aus einem Spannungswert und einem Leistungszwischenwert mit jeweils übereinstimmenden Erfassungszeitfenstern die exakte elektrische Wirkleistung zu ermitteln.In the present development, the central control and evaluation unit is able to determine the exact effective electrical power from a voltage value and an intermediate power value, each with matching acquisition time windows.

Der besondere Vorteil der hier aufgezeigten Weiterbildung liegt insbesondere darin, dass dem jeweiligen Spannungs- und Leistungszwischenwert eine Zeitinformation über den Zeitpunkt oder Zeitraum der Messung beigefügt wird, welche der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit eine exakte zeitliche Zuordnung der Werte zueinander und somit eine exakte zeitliche Ermittlung der elektrischen Wirkleistung ermöglicht. Diese exakte Ermittlung ist insbesondere zeitversetzt und echtzeitunabhängig ausführbar und erlaubt genaue Analysen des Betriebsverhaltens.The particular advantage of the development shown here is in particular that the respective voltage and power intermediate value is accompanied by time information about the time or period of the measurement, which of the central control and evaluation unit an exact temporal assignment of the values to each other and thus an exact time determination the electrical active power allows. This exact determination is particularly time-offset and real-time independent executable and allows accurate analysis of the performance.

Alternativ wird ein System zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen eines Verbrauchers in einem verzweigten Stromnetz durch eine dezentrale Einheit gebildet, welche dem Verbraucher zugeordnet ist.Alternatively, a system for determining electrical characteristics of a consumer in a branched power network is formed by a decentralized unit which is assigned to the consumer.

Die dezentrale Einheit weist erfindungsgemäß eine dezentrale Strommesseinheit mit mindestens einem Stromsensor, ein dezentrales Spannungserfassungsmittel sowie eine dezentrale Auswertungseinheit auf, wobei die dezentrale Auswertungseinheit über Verbindungen mit der dezentralen Strommesseinheit und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel verbunden ist, wobei durch die dezentrale Strommesseinheit Augenblickswerte eines Stroms messbar sind und übertragbar zur Verfügung gestellt werden und wobei durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel ein Spannungsverlauf erfassbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird.According to the invention, the decentralized unit has a decentralized current measuring unit with at least one current sensor, a decentralized voltage detection means and a decentralized evaluation unit, wherein the decentralized evaluation unit is connected via connections to the decentralized current measuring unit and the decentralized voltage detection means, instantaneous values of a current being measurable by the decentralized current measuring unit, and be made available transferable and wherein by the decentralized voltage detection means, a voltage curve can be detected and provided transferable available.

Die Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs werden erfindungsgemäß über die Verbindungen von der dezentralen Strommesseinheit und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel zu der dezentralen Auswertungseinheit übertragen. According to the invention, the instantaneous values of the current and of the detected voltage profile are transmitted via the connections from the decentralized current measuring unit and the decentralized voltage detection means to the decentralized evaluation unit.

Darüber hinaus ist die dezentrale Auswertungseinheit erfindungsgemäß dazu in der Lage, aus dem Spannungsverlauf eine Nulldurchgangsermittlung der Spannung durchzuführen, wobei auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge eine gerechnete Sinuskurve der Spannung bereitgestellt wird.Moreover, the decentralized evaluation unit according to the invention is able to perform a zero-crossing determination of the voltage from the voltage curve, wherein a calculated sinusoid of the voltage is provided on the basis of the determined zero crossings.

Ferner nimmt die dezentrale Auswertungseinheit erfindungsgemäß eine Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung vor, wobei aus den Augenblickswerten des Stroms und den jeweils zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung normative Augenblickswerte der Leistung gebildet werden und wobei aus den normativen Augenblickswerten der Leistung ein normativer Leistungszwischenwert des Verbrauchers gebildet und ausgebbar zur Verfügung gestellt wird.Furthermore, according to the invention, the decentralized evaluation unit assigns the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage, whereby normative instantaneous values of the power are formed from the instantaneous values of the current and the respectively assigned values of the calculated sinusoid of the voltage and from the normative instantaneous values the power is made a normative intermediate power value of the consumer and made available to be distributed.

Die Ausgabe des Leistungszwischenwertes erfolgt beispielsweise über ein Display, welches der dezentralen Auswertungseinheit zugeordnet ist und welches den Leistungszwischenwert als Zahl oder alternativ zum Beispiel innerhalb eines Diagramms darstellt.The output of the intermediate power value takes place, for example, via a display which is assigned to the decentralized evaluation unit and which represents the intermediate power value as a number or, alternatively, within a diagram, for example.

Alternativ oder kumulativ kann die Ausgabe auch in Form einer Weiterleitung des Leistungszwischenwertes, beispielsweise an eine entsprechende Datenaufbereitungs- und Ausgabeeinheit, erfolgen.Alternatively or cumulatively, the output can also take the form of a forwarding of the intermediate power value, for example to a corresponding data processing and output unit.

Die hier aufgezeigte Lösung kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn eine näherungsweise exakte Aussage über die Wirkleistung des Verbrauchers auf Basis des Leistungszwischenwertes ausreichend ist.The solution shown here is used in particular when an approximately exact statement about the active power of the consumer based on the intermediate power value is sufficient.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung elektrischer Kenngrößen, insbesondere zur Bestimmung der Wirkleistung, von Verbrauchern in einem verzweigten Stromnetz wird mittels einer zentralen Steuer- und Auswertungseinheit, mittels einer zentralen Spannungsmesseinheit und mittels einer Mehrzahl dezentraler Einheiten durchgeführt, wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit über Verbindungen mit der zentralen Spannungsmesseinheit und den dezentralen Einheiten verbunden ist und wobei die dezentralen Einheiten den Verbrauchern zugeordnet sind und jeweils eine dezentrale Strommesseinheit, ein dezentrales Spannungserfassungsmittel und eine dezentrale Auswertungseinheit aufweisen, wobei die jeweilige dezentrale Auswertungseinheit über Verbindungen mit der jeweiligen dezentralen Strommesseinheit und dem jeweiligen dezentralen Spannungserfassungsmittel verbunden ist.An inventive method for determining electrical characteristics, in particular for determining the active power of consumers in a branched power network is performed by means of a central control and evaluation unit, by means of a central voltage measuring unit and by means of a plurality of decentralized units, wherein the central control and evaluation unit via connections is connected to the central voltage measuring unit and the decentralized units and wherein the decentralized units are associated with the consumers and each having a decentralized current measuring unit, a decentralized voltage detecting means and a decentralized evaluation unit, wherein the respective decentralized evaluation unit via connections to the respective decentralized current measuring unit and the respective decentralized Voltage detecting means is connected.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • a) Messen eines Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit,
  • b) Messen von Augenblickswerten des Stroms durch die dezentrale Strommesseinheit,
  • c) Erfassen eines Spannungsverlaufs durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel,
  • d) Übertragen der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs über die Verbindungen von der dezentralen Strommesseinheit und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel an die dezentrale Auswertungseinheit,
  • e) Ermitteln von Nulldurchgängen der Spannung aus dem Spannungsverlauf in der dezentralen Auswertungseinheit,
  • f) Bereitstellen einer gerechneten Sinuskurve auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge durch die dezentrale Auswertungseinheit,
  • g) Zuordnen der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung durch die dezentrale Auswertungseinheit,
  • h) Bilden normativer Augenblickswerte der Leistung aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve durch die dezentrale Auswertungseinheit,
  • i) Bilden eines normativen Leistungszwischenwertes aus den normativen Augenblickswerten der Leistung und Bereitstellen des Leistungszwischenwertes als Leistungszwischenwert durch die dezentrale Auswertungseinheit,
  • j) Abfragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes des Stroms durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit über die Verbindungen und Übertragen des Spannungswertes von der zentralen Spannungsmesseinheit und des Leistungszwischenwertes von der dezentralen Auswertungseinheit über die Verbindungen an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit,
  • k) Berechnen der elektrischen Wirkleistung aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit.
The method according to the invention comprises the following method steps:
  • a) measuring a voltage value by the central voltage measuring unit,
  • b) measuring instantaneous values of the current through the distributed current measuring unit,
  • c) detecting a voltage profile by the decentralized voltage detection means,
  • d) transmitting the instantaneous values of the current and of the detected voltage profile via the connections from the decentralized current measuring unit and the decentralized voltage detection means to the decentralized evaluation unit,
  • e) determining zero crossings of the voltage from the voltage profile in the decentralized evaluation unit,
  • f) providing a calculated sinusoid on the basis of the determined zero crossings by the decentralized evaluation unit,
  • g) assigning the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage by the decentralized evaluation unit,
  • h) forming normative momentary values of the power from the instantaneous values of the current and the assigned values of the calculated sine curve by the decentralized evaluation unit,
  • i) forming a normative power intermediate value from the normative instantaneous values of the power and providing the intermediate power value as an intermediate power value by the decentralized evaluation unit,
  • j) querying the voltage value and the intermediate power value of the current by the central control and evaluation unit via the connections and transmitting the voltage value from the central voltage measurement unit and the intermediate power value from the decentralized evaluation unit via the connections to the central control and evaluation unit;
  • k) calculating the effective electrical power from the voltage value and the intermediate power value by the central control and evaluation unit.

In dem ersten Verfahrensschritt a) erfolgt ein Messen eines Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit.In the first method step a), a voltage value is measured by the central voltage measuring unit.

Das Messen des Spannungswertes erfolgt dabei entweder analog oder digital, wobei es erfindungsgemäß lediglich notwendig ist, einen Effektivwert der Spannung zu messen.The measurement of the voltage value is carried out either analog or digital, wherein it is according to the invention only necessary to measure an effective value of the voltage.

In dem weiteren Verfahrensschritt b) erfolgt ein Messen von Augenblickswerten des Stroms durch die dezentrale Strommesseinheit, wobei das Messen vorzugsweise zeitlich parallel zu dem Messen des Spannungswertes in Verfahrensschritt a) durchgeführt wird.In the further method step b), an instantaneous value of the current is measured by the decentralized current measuring unit, wherein the measuring is preferably carried out in time parallel to the measurement of the voltage value in method step a).

Darüber hinaus erfolgt in Verfahrensschritt c) ein Erfassen eines Spannungsverlaufs an dem jeweiligen Verbraucher durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel.In addition, in method step c), a voltage curve is detected at the respective consumer by the decentralized voltage detection means.

Die gemessenen Augenblickswerte des Stroms und der erfasste Spannungsverlauf werden in Verfahrensschritt d) von der dezentralen Strommesseinheit und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen.The measured instantaneous values of the current and the detected voltage profile are transmitted in step d) from the decentralized current measuring unit and the decentralized voltage detection means to the decentralized evaluation unit.

Dabei ist es erfindungsgemäß nicht zwingend notwendig, dass die Augenblickswerte des Stroms und der Spannungsverlauf gleichzeitig an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen werden.According to the invention, it is not absolutely necessary for the instantaneous values of the current and the voltage profile to be simultaneously transmitted to the decentralized evaluation unit.

Vielmehr ist vorliegend auch ein zeitversetztes Übertragen der Augenblickswerte des Stroms und des Spannungsverlaufs möglich.Rather, in the present case, a time-shifted transmission of the instantaneous values of the current and of the voltage curve is also possible.

Nachdem der erfasste Spannungsverlauf an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen wurde, erfolgen durch diese anschließend in Verfahrensschritt e) eine Ermittlung von Nulldurchgängen der, an dem jeweiligen Verbraucher anliegenden, Spannung aus dem Spannungsverlauf und in Verfahrensschritt f) ein Bereitstellen einer gerechneten Sinuskurve auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge.After the detected voltage curve has been transmitted to the decentralized evaluation unit, it then performs in process step e) a determination of zero crossings of the voltage applied to the respective load from the voltage curve and in step f) providing a calculated sinusoid on the basis of the determined zero crossings ,

Die Verfahrensschritte b) bis f) sind erfindungsgemäß insofern nicht in einer zeitlichen Reihenfolge festgelegt, als dass auch zuerst ein Erfassen und Übertragen des Spannungsverlaufs gemäß den Verfahrenschritten c) und d) und eine Nulldurchgangsermittlung gemäß Verfahrensschritt e) sowie die Bereitstellung der gerechneten Sinuskurve gemäß Verfahrensschritt f) erfolgen können und im Anschluss daran erst die Messung und die Übertragung der Augenblickswerte des Stroms gemäß den Verfahrensschritten b) und d) durchgeführt werden.The method steps b) to f) are according to the invention not determined in a chronological order, as that also first detecting and transmitting the voltage waveform according to the method steps c) and d) and a zero crossing detection according to method step e) and the provision of the calculated sinusoid according to method step f) can be carried out and subsequently only the measurement and the transmission of the instantaneous values of the current according to the method steps b) and d) are performed.

Nachdem sowohl die Augenblickswerte des Stroms als auch der Spannungsverlauf an die dezentrale Auswertungseinheit übertragen wurden, erfolgt durch diese in Verfahrensschritt g) ein Zuordnen der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung.After both the instantaneous values of the current and the voltage profile have been transmitted to the decentralized evaluation unit, this is used in method step g) to assign the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage.

Aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der Sinuskurve der Spannung werden in Verfahrensschritt h) durch die dezentrale Auswertungseinheit normative Augenblickswerte der Leistung des Verbrauchers gebildet, wobei die normativen Augenblickswerte der Leistung aufgrund der gerechneten Sinuswerte, welche erfindungsgemäß auf einer beliebig zu definierenden Spannung beruht, noch keine abschließende Exaktheit aufweisen und daher lediglich normativen Charakter besitzen.From the instantaneous values of the current and the associated values of the sine curve of the voltage, normative instantaneous values of the load of the load are formed in method step h) by the decentralized evaluation unit, wherein the normative instantaneous values of the power are based on the calculated sine values, which according to the invention is based on a voltage to be arbitrarily defined , yet have no conclusive exactness and therefore have only normative character.

Anschließend erfolgen in Verfahrensschritt i) in der dezentralen Auswertungseinheit ein Bilden eines normativen Leistungszwischenwertes aus den normativen Augenblickswerten der Leistung und ein Bereitstellen des Leistungszwischenwertes als Leistungszwischenwert zur Übertragung an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit.Subsequently, in method step i), a normative intermediate power value is formed in the decentralized evaluation unit from the normative instantaneous values of the power and the intermediate power value is provided as a power intermediate value for transmission to the central control and evaluation unit.

Der Leistungszwischenwert wird vorliegend durch das Integral der normativen Augenblickswerte der Leistung gebildet.The intermediate power value is in this case formed by the integral of the normative instantaneous values of the power.

Der durch die zentrale Spannungsmesseinheit gemessene Spannungswert und der durch die dezentrale Auswertungseinheit ermittelte Leistungszwischenwert werden in Verfahrensschritt j) an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen. Dabei ist es erfindungsgemäß nicht notwendig, dass der Spannungswert und der Leistungszwischenwert gleichzeitig in die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen werden.The voltage value measured by the central voltage measuring unit and the intermediate power value determined by the decentralized evaluation unit are transmitted to the central control and evaluation unit in method step j). It is according to the invention not necessary that the voltage value and the intermediate power value are simultaneously transferred to the central control and evaluation unit.

Vielmehr ist es in diesem Zusammenhang möglich, eine zeitversetzte Übertragung dieser beiden Werte vorzunehmen.Rather, it is possible in this context to carry out a time-shifted transmission of these two values.

Ferner ist dem Leistungszwischenwert vorzugsweise eine Kennung zugeordnet, welche eine Identifizierung des jeweiligen, zu dem Leistungszwischenwert gehörigen, Verbrauchers ermöglicht.Further, the intermediate power value is preferably associated with an identifier which allows identification of the respective consumer belonging to the intermediate power value.

In dem abschließenden Verfahrensschritt k) erfolgt durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit eine Berechnung der exakten elektrischen Wirkleistung des Verbrauchers aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert. Vorliegend erfolgt die Berechnung der exakten elektrischen Wirkleistung vorzugsweise durch Multiplikation des Leistungszwischenwertes mit einem entsprechenden Korrekturwert, wobei der Korrekturwert hierbei einen Wert für die Abweichung des, durch die zentrale Spannungsmesseinheit ermittelten, Spannungswertes von einem normativen Spannungswert der gerechneten Sinuskurve der Spannung darstellt.In the concluding method step k), the central control and evaluation unit calculates the exact electrical active power of the load from the voltage value and the intermediate power value. In the present case, the exact active electrical power is preferably calculated by multiplying the intermediate power value by a corresponding correction value, the correction value representing a value for the deviation of the voltage value, determined by the central voltage measuring unit, from a normative voltage value of the calculated sinusoid of the voltage.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens sind der zentralen Spannungsmesseinheit und/oder den dezentralen Einheiten Speicherelemente zugeordnet, wobei nach Verfahrensschritt a) ein zusätzlicher Verfahrensschritt a1) und nach Verfahrensschritt i) ein zusätzlicher Verfahrensschritt i1) durchführbar ist und wobei in Verfahrensschritt a1) eine Zwischenspeicherung des gemessenen Spannungswertes und in Verfahrensschritt i1) ein Zwischenspeicherung des ermittelten Leistungszwischenwertes in dem jeweiligen Speicherelement erfolgen.In a particularly advantageous further development of the method, memory elements are assigned to the central voltage measuring unit and / or the decentralized units, wherein after method step a) an additional method step a1) and after method step i) an additional method step i1) can be carried out and wherein in method step a1) an intermediate storage the measured voltage value and in Process step i1) an intermediate storage of the determined intermediate power value in the respective memory element.

Ferner sieht eine vorteilhafte Variante des Verfahrens vor, dass eine dezentrale Einheit als dezentrale Mastereinheit ausgebildet ist, wobei die Verbindung zwischen mindestens einer dezentralen Einheit mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit mittelbar über die dezentrale Mastereinheit besteht und wobei die dezentrale Mastereinheit mit der mindestens einen dezentralen Einheit über eine Verbindung verbunden ist und dass die Verfahrensschritte a) bis i) jeweils sowohl durch die dezentrale Mastereinheit als auch durch die dezentrale Einheit ausgeführt werden und dass vor dem Verfahrensschritt j) ein zusätzlicher Verfahrensschritt i1) durchführbar ist, in welchem eine Übertragung des gebildeten Leistungszwischenwertes von der dezentralen Einheit an die dezentrale Mastereinheit erfolgt. Darüber hinaus werden die Verfahrensschritte j) und k) durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit für die Leistungswerte der dezentralen Einheit und der dezentralen Mastereinheit durchgeführt.Furthermore, an advantageous variant of the method provides that a decentralized unit is designed as a decentralized master unit, wherein the connection between at least one decentralized unit with the central control and evaluation unit indirectly via the decentralized master unit and wherein the decentralized master unit with the at least one decentralized Unit is connected via a connection and that the method steps a) to i) are carried out both by the decentralized master unit and by the decentralized unit and that before the method step j) an additional method step i1) can be carried out in which a transmission of the formed Intermediate power value from the decentralized unit to the decentralized master unit. In addition, the method steps j) and k) are performed by the central control and evaluation unit for the power values of the decentralized unit and the decentralized master unit.

Weiterhin wird in einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens nach dem Verfahrensschritt g) ein zusätzlicher Verfahrensschritt g1) durchgeführt, wobei in Verfahrensschritt g1), anhand der Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung, ein Ermitteln eines Phasenwinkels φ (phi) durch die dezentrale Einheit erfolgt und wobei der Phasenwinkel φ (phi) übertragbar oder optional ausgebbar bereitgestellt wird.Furthermore, in a preferred embodiment of the method according to method step g), an additional method step g1) is carried out, wherein in method step g1), determining the phase values φ (phi) based on the assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage. is performed by the decentralized unit and wherein the phase angle φ (phi) is provided transferable or optionally outputable.

Darüber hinaus sieht eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens vor, dass die dezentrale Einheit in Verfahrensschritt f) für die gerechnete Sinuskurve einen Nennspannungswert zugrunde legt und dass die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit in Verfahrensschritt k) eine Korrektur des Leistungszwischenwertes auf Basis des von der zentralen Spannungsmesseinheit übertragenen Spannungswertes durchführt.In addition, a particularly advantageous embodiment of the method provides that the decentralized unit in method step f) uses a rated voltage value for the calculated sinusoidal curve and that the central control and evaluation unit in method step k) corrects the intermediate power value on the basis of the central voltage measuring unit carried out voltage value.

Als zugrundeliegender Nennspannungswert wird vorzugsweise ein Wert gewählt, welcher sich ausreichend genau an die, an dem Verbraucher anliegende, Sollspannung annähert und so bereits in der dezentralen Einheit ein Leistungszwischenwert ermittelt werden kann, welcher sich vergleichsweise genau an den tatsächlichen Wert der Wirkleistung des Verbrauchers annähert.As the underlying nominal voltage value, a value is preferably selected which approaches the nominal voltage applied to the consumer with sufficient accuracy, and thus an intermediate power value can be determined already in the decentralized unit, which approximates comparatively precisely to the actual value of the active power of the consumer.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden dem gemessenen Spannungswert in Verfahrensschritt a) und dem Leistungszwischenwert in Verfahrensschritt i) jeweils eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster zugeordnet, wobei sich im Falle des Leistungszwischenwerts die Zusatzinformation über das Erfassungszeitfenster auf die zugrunde liegenden Augenblickswerte des Stroms bezieht.In an advantageous development of the method, the measured voltage value in method step a) and the intermediate power value in method step i) are each assigned additional information about a detection time window, wherein in the case of the intermediate power value, the additional information about the detection time window relates to the instantaneous current values of the current.

Des Weiteren ist in der hier aufgezeigten Weiterbildung die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit dazu in der Lage, in Verfahrensschritt k) aus einem Spannungswert und einem Leistungszwischenwert aus übereinstimmenden Erfassungszeitfenstern die elektrische Wirkleistung zu ermitteln.Furthermore, in the development shown here, the central control and evaluation unit is able to determine the active electrical power in method step k) from a voltage value and an intermediate power value from matching acquisition time windows.

Der besondere Vorteil dieser Weiterbildung liegt darin, dass, insbesondere bei einem Vorsehen von Zwischenspeichern an der zentralen Spannungsmesseinheit und der jeweiligen dezentralen Einheit, der jeweilige Spannungswert und der jeweilige Leistungszwischenwert nicht zwingend unmittelbar nach deren Messen, beziehungsweise Ermitteln, an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit übertragen werden müssen.The particular advantage of this development is that, in particular with a provision of latches on the central voltage measuring unit and the respective decentralized unit, the respective voltage value and the respective intermediate power value not necessarily immediately after their measurement, or determination, to the central control and evaluation unit must be transferred.

Vielmehr ist es in diesem Zusammenhang möglich, den jeweiligen Wert mit der Zusatzinformation des Erfassungszeitfensters zu versehen und diese in dem Zwischenspeicher zu speichern.Rather, it is possible in this context to provide the respective value with the additional information of the acquisition time window and to save this in the buffer.

Anschließend kann durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit eine Abfrage mehrerer, gespeicherter Spannungs-, beziehungsweise Leistungszwischenwerte durchgeführt und anschließend aus den Werten mit gleichen Erfassungszeitfenstern die relevante Wirkleistung des Verbrauchers ermittelt werden. Die Weiterbildung ermöglicht damit eine besonders exakte Bestimmung der Wirkleistung, insbesondere zu Zwecken der Analyse des Betriebsverhaltens von Verbrauchern.Subsequently, a query of a plurality of stored voltage or power intermediate values can be carried out by the central control and evaluation unit, and then the relevant active power of the consumer can be determined from the values with the same acquisition time windows. The development thus enables a particularly exact determination of the active power, in particular for purposes of analyzing the operating behavior of consumers.

Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen an Hand vonThe invention will be described in embodiments by hand

1 Prinzipdarstellung mit separater zentraler Spannungsmesseinheit 1 Schematic representation with separate central voltage measuring unit

2 Prinzipdarstellung mit integrierter zentraler Spannungsmesseinheit 2 Schematic representation with integrated central voltage measuring unit

3 Prinzipdarstellung mit dezentraler Mastereinheit näher erläutert. 3 Schematic diagram with decentralized master unit explained in more detail.

1 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung einen Verbraucher 1 in einem bestehenden Stromnetz 2, wobei es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei dem Stromnetz 2 um einen handelsüblichen Dreiphasen-Wechselstromkreis mit drei Außenleitern L1 bis L3, einem Neutralleiter N und einem zentralen Einspeisepunkt 13 handelt. 1 shows in a schematic representation of a consumer 1 in an existing power grid 2 , In the present embodiment, it is in the power grid 2 a commercial three-phase AC circuit with three outer conductors L 1 to L 3 , a neutral conductor N and a central feed point 13 is.

Ein erfindungsgemäßes System zur Bestimmung der elektrischen Wirkleistung sieht vor, dass an das bestehende Stromnetz 2 eine zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3, eine zentrale Spannungsmesseinheit 4, eine dezentrale Einheit 5, aufweisend eine dezentrale Strommesseinheit 6 mit drei Stromsensoren 7 und ein dezentrales Spannungserfassungsmittel 8 sowie eine dezentrale Auswertungseinheit 9, angeschlossen werden.An inventive system for determining the effective electrical power provides that to the existing power grid 2 a central control and evaluation unit 3 , a central voltage measuring unit 4 , a decentralized unit 5 comprising a distributed current measuring unit 6 with three current sensors 7 and a decentralized voltage detection means 8th as well as a decentralized evaluation unit 9 to be connected.

Der Anschluss des erfindungsgemäßen Systems erfolgt dabei derart, dass die zentrale Spannungsmesseinheit 4 an einem einzigen definierten einspeisenahen Punkt innerhalb des Stromnetzes 2 angeschlossen wird und dass die dezentralen Einheiten 5 dem jeweiligen Verbraucher 1 zugeordnet ist, wobei je ein Stromsensor 7 der dezentralen Strommesseinheit 5 jeweils einem der Außenleiter L1 bis L3 zugeordnet ist.The connection of the system according to the invention takes place in such a way that the central voltage measuring unit 4 at a single defined feed-in point within the power grid 2 is connected and that the decentralized units 5 the respective consumer 1 is assigned, wherein each a current sensor 7 the decentralized current measuring unit 5 each one of the outer conductor L 1 to L 3 is assigned.

Die zentrale Spannungsmesseinheit 4 und die dezentrale Einheit 5 sind über Verbindungen 10 mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit 3 verbunden, wobei sowohl der Spannungsmesseinheit 4 als auch der dezentralen Einheit 5 jeweils Speicherelemente 12 zugeordnet sind.The central voltage measuring unit 4 and the decentralized unit 5 are about connections 10 with the central control and evaluation unit 3 connected, wherein both the voltage measuring unit 4 as well as the decentralized unit 5 each memory elements 12 assigned.

Die Verbindungen 10 zwischen der zentralen Spannungsmesseinheit 4, der dezentralen Einheit 5 und der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit 3 werden vorliegend durch Modulation auf das Stromnetz 2 oder durch Drahtlos-Verbindungen realisiert.The connections 10 between the central voltage measuring unit 4 , the decentralized unit 5 and the central control and evaluation unit 3 in the present case are modulated on the power grid 2 or realized by wireless connections.

Alternativ werden die Verbindungen 10 mittels eines Netzwerkes, insbesondere LAN, realisiert.Alternatively, the compounds 10 realized by means of a network, in particular LAN.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Spannungsmesseinheit 4 und das zugeordnete Speicherelement 12.1 als baulich von der Steuer- und Auswertungseinheit 3 getrennt und somit als separate Bauteile vor.In the embodiment shown here are the voltage measuring unit 4 and the associated memory element 12.1 as structural of the control and evaluation unit 3 separated and thus as separate components.

2 zeigt ein identisches Stromnetz 2 mit einem Verbraucher 1 und einem erfindungsgemäßen System zur Bestimmung der elektrischen Wirkleistung. 2 shows an identical power grid 2 with a consumer 1 and a system according to the invention for determining the active electrical power.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel in 1 liegen die zentrale Spannungsmesseinheit 4 und das zugeordnete Speicherelement 12.1 hierbei jedoch nicht als separate Bauteile vor, sondern in die zentrale Steuer- und Auswerteinheit 3 integriert.In contrast to the embodiment in 1 lie the central voltage measuring unit 4 and the associated memory element 12.1 but not as separate components, but in the central control and evaluation unit 3 integrated.

Durch diese Integration lässt sich zum einen der Installationsaufwand für ein erfindungsgemäßes System reduzieren, zum anderen ist in diesem Fall die Verbindung zwischen zentraler Spannungsmesseinheit 4 und der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit 3 über einen internen Prozessorbus (nicht dargestellt) der Steuer- und Auswertungseinheit 3 ausgebildet.By means of this integration, on the one hand the installation effort for a system according to the invention can be reduced, on the other hand, in this case, the connection between the central voltage measuring unit 4 and the central control and evaluation unit 3 via an internal processor bus (not shown) of the control and evaluation unit 3 educated.

Darüber hinaus zeigt 3 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, bei welcher eine dezentrale Einheit als dezentrale Mastereinheit 5.1 ausgebildet ist.In addition, shows 3 a preferred embodiment of the system according to the invention, in which a decentralized unit as a decentralized master unit 5.1 is trained.

Die dezentrale Mastereinheit 5.1 ist vorliegend mit weiteren dezentralen Einheiten 5 sowie mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit 3 verbunden, sodass die Verbindung der weiteren dezentralen Einheiten 5 mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit 3 mittelbar über die dezentrale Mastereinheit 5.1 besteht. Die in den dezentralen Einheiten 5 ermittelten Leistungszwischenwerte werden somit in der vorliegenden Ausführungsform zuerst an die dezentrale Mastereinheit 5.1 und anschließend von dieser an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 übertragen.The decentralized master unit 5.1 is present with other decentralized units 5 as well as with the central control and evaluation unit 3 connected, so that the connection of other decentralized units 5 with the central control and evaluation unit 3 indirectly via the decentralized master unit 5.1 consists. The in the decentralized units 5 In this embodiment, the intermediate power values determined are first sent to the decentralized master unit 5.1 and then from this to the central control and evaluation unit 3 transfer.

Gleichzeitig ist die dezentrale Mastereinheit 5.1 ebenfalls in der Lage, ihrerseits Leistungszwischenwerte zu ermitteln und diese an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit zu übertragen.At the same time, the decentralized master unit 5.1 also able to determine performance intermediate values for their part and to transfer these to the central control and evaluation unit.

Die Verbindung zwischen der dezentralen Mastereinheit 5.1 und den weiteren dezentralen Einheiten 5 ist vorliegend so ausgeführt, dass jede weitere dezentrale Einheit 5 mit der dezentralen Mastereinheit 5.1 verbunden ist.The connection between the decentralized master unit 5.1 and the other decentralized units 5 In this case, it is designed so that every further decentralized unit 5 with the decentralized master unit 5.1 connected is.

Alternativ besteht hierbei die Möglichkeit, dass die weiteren dezentralen Einheiten 5, beispielsweise innerhalb eines BUS-Systems, miteinander verbunden sind und somit die jeweiligen Leistungszwischenwerte einer dezentralen Einheit 5 über eine weitere dezentrale Einheit 5 durchgeschleift und auf diesem Weg an die dezentrale Mastereinheit 5.1 übertragen werden.Alternatively, there is the possibility that the other decentralized units 5 , for example, within a BUS system, and thus the respective intermediate power values of a decentralized unit 5 via another decentralized unit 5 looped through and on this way to the decentralized master unit 5.1 be transmitted.

Mit den vorgestellten Ausführungsbeispielen wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Wirkleistung als elektrische Kenngröße in der nachfolgend beschriebenen Abfolge ausgeführt, wobei vorliegend folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

  • a) Messen eines Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit 4, a1) Zwischenspeichern des Spannungswertes in dem Speicherelement 12.1,
  • b) Messen von Augenblickswerten des Stroms durch die dezentrale Strommesseinheit 6, wobei die Stromwerte für jeden Leiter L1 bis L3 durch den jeweiligen Stromsensor 7 erfasst werden,
  • c) Erfassen eines verbrauchernahen Spannungsverlaufs durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel 8,
  • d) Übertragen der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs über die Verbindungen 11 von der dezentralen Strommesseinheit 6 und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel 8 an die dezentrale Auswertungseinheit 9,
  • e) Ermitteln von Nulldurchgängen der Spannung aus dem Spannungsverlauf in der dezentralen Auswertungseinheit 9,
  • f) Bereitstellen einer gerechneten Sinuskurve auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge durch die dezentrale Auswertungseinheit 9,
  • g) Zuordnen der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung durch die dezentrale Auswertungseinheit 9, g1) Ermitteln eines Phasenwinkels φ (phi) anhand der Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung, durch die dezentrale Einheit 5 und Ausgeben des Phasenwinkels als Wert cos φ über die Ausgabevorrichtung 14,
  • h) Bilden normativer Augenblickswerte der Leistung aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve durch die dezentrale Auswertungseinheit 9,
  • i) Bilden eines normativen Leistungszwischenwertes aus den normativen Augenblickswerten der Leistung und Bereitstellen des Leistungszwischenwertes als Leistungszwischenwert durch die dezentrale Auswertungseinheit 9, i1) Zwischenspeichern des Leistungszwischenwertes in dem Speicherelement 12.2,
  • j) Abfragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes des Stroms durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 über die Verbindungen 10 und Übertragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes von den Speicherelementen 12 der zentralen Spannungsmesseinheit 4 und der dezentralen Einheit 5 über die Verbindungen 10 an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3,
  • k) Berechnen der elektrischen Wirkleistung aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3.
With the presented exemplary embodiments, a method according to the invention for determining the active electrical power is carried out as an electrical parameter in the sequence described below, the following method steps being carried out in the present case:
  • a) measuring a voltage value by the central voltage measuring unit 4 , a1) buffering the voltage value in the memory element 12.1 .
  • b) measuring instantaneous values of the current through the distributed current measuring unit 6 , wherein the current values for each conductor L 1 to L 3 by the respective current sensor 7 be detected
  • c) detecting a near-consumer voltage waveform by the decentralized voltage detection means 8th .
  • d) transmitting the instantaneous values of the current and the detected voltage profile across the connections 11 from the decentralized current measuring unit 6 and the decentralized Voltage detection means 8th to the decentralized evaluation unit 9 .
  • e) determining zero crossings of the voltage from the voltage curve in the decentralized evaluation unit 9 .
  • f) providing a calculated sinusoid on the basis of the determined zero crossings by the decentralized evaluation unit 9 .
  • g) assigning the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage by the decentralized evaluation unit 9 , g1) determining a phase angle φ (phi) based on the assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage, by the decentralized unit 5 and outputting the phase angle as the value cos φ via the output device 14 .
  • h) forming normative instantaneous values of the power from the instantaneous values of the current and the assigned values of the calculated sinusoidal curve by the decentralized evaluation unit 9 .
  • i) forming a normative power intermediate value from the normative instantaneous values of the power and providing the intermediate power value as an intermediate power value by the decentralized evaluation unit 9 , i1) latching the intermediate power value in the memory element 12.2 .
  • j) querying the voltage value and the intermediate power value of the current through the central control and evaluation unit 3 about the connections 10 and transmitting the voltage value and the intermediate power value from the memory elements 12 the central voltage measuring unit 4 and the decentralized unit 5 about the connections 10 to the central control and evaluation unit 3 .
  • k) calculating the effective electrical power from the voltage value and the intermediate power value by the central control and evaluation unit 3 ,

In dem ersten Verfahrensschritt a) erfolgt erfindungsgemäß durch die zentrale Spannungsmesseinheit 4 ein Messen eines, in dem Stromnetz 2 vorliegenden Spannungswertes, welcher anschließend in Verfahrensschritt a1) in dem, der zentralen Spannungsmesseinheit 4 zugeordneten, Speicherelement 12.1 zwischengespeichert wird.In the first method step a) takes place according to the invention by the central voltage measuring unit 4 a measuring one, in the power grid 2 present voltage value, which subsequently in method step a1) in the, the central voltage measuring unit 4 associated, memory element 12.1 is cached.

Vorzugsweise erfolgt parallel zur Messung des Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit 4 in Verfahrensschritt b) ein Messen von Augenblickswerten des Stroms durch die Stromsensoren 7 der dezentralen Strommesseinheit 6.Preferably, parallel to the measurement of the voltage value by the central voltage measuring unit 4 in method step b) measuring instantaneous values of the current through the current sensors 7 the decentralized current measuring unit 6 ,

Ferner erfolgt in Verfahrensschritt c) ein Erfassen eines verbrauchernahen Spannungsverlaufs durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel 8. Der Verfahrensschritt c) wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorzugsweise gleichzeitig mit dem Verfahrensschritt b) ausgeführt.Furthermore, in process step c), a consumer-oriented voltage profile is detected by the decentralized voltage detection means 8th , The method step c) is preferably carried out simultaneously with the method step b) in the present embodiment.

Die erfassten Augenblickswerte des Stroms und der erfasste Spannungsverlauf werden in dem weiteren Verfahrensschritt d) über die Verbindungen 11 von der dezentralen Strommesseinheit 6, beziehungsweise dem dezentralen Spannungserfassungsmittel 8 an die dezentrale Auswertungseinheit 9 übertragen.The detected instantaneous values of the current and the detected voltage profile are in the further method step d) via the compounds 11 from the decentralized current measuring unit 6 , or the decentralized voltage detection means 8th to the decentralized evaluation unit 9 transfer.

Die dezentrale Auswertungseinheit 9 führt nun in Verfahrensschritt e) ein Ermitteln von Nulldurchgängen der Spannung aus dem übertragenen Spannungsverlauf durch und stellt in Verfahrensschritt f) eine gerechnete Sinuskurve der Spannung auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge bereit.The decentralized evaluation unit 9 Now performs in step e) determining zero crossings of the voltage from the transmitted voltage curve and provides in step f) a calculated sinusoid of the voltage on the basis of the determined zero crossings ready.

Den sich aus der gerechneten Sinuskurve ergebenden Werten werden anschließend in Verfahrensschritt g) die ermittelten Augenblickswerte des Stroms zugeordnet und anhand dieser Zuordnung in Verfahrensschritt g1) der Phasenwinkel φ ermittelt. Dieser Phasenwinkel φ wird weiterführend als Wert cos φ über die Ausgabevorrichtung 14 ausgegeben.The values resulting from the calculated sinusoid are then assigned the instantaneous values of the current determined in method step g), and the phase angle φ is determined on the basis of this assignment in method step g1). This phase angle φ is continued as the value cos φ via the output device 14 output.

Die Ausgabevorrichtung 14 ist vorliegend als Anzeigevorrichtung, insbesondere als Display, ausgebildet.The output device 14 is presently designed as a display device, in particular as a display.

Parallel zu Verfahrensschritt g1) werden durch die dezentrale Auswertungseinheit 9 in Verfahrensschritt h) normative Augenblickswerte der Leistung aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung gebildet.Parallel to step g1) are by the decentralized evaluation unit 9 in method step h), normative instantaneous values of the power are formed from the instantaneous values of the current and the assigned values of the calculated sinusoid of the voltage.

Anschließend bildet die dezentrale Auswertungseinheit 9 in Verfahrensschritt i) aus den normativen Augenblickswerten der Leistung einen normativen Leistungszwischenwert, welcher im sich anschließenden Verfahrensschritt i1) in dem, der dezentralen Einheit 5 zugeordneten, Speicherelement 12.2 zwischengespeichert wird.Subsequently, the decentralized evaluation unit forms 9 in method step i) from the normative instantaneous values of the power, a normative intermediate power value, which in the subsequent method step i1) in the, the decentralized unit 5 associated, memory element 12.2 is cached.

Weiterführend erfolgen dann in Verfahrensschritt j) ein Abfragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes des Stroms durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 über die Verbindungen 10 und ein Übertragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes von den Speicherelementen 12 der zentralen Spannungsmesseinheit 4 und der dezentralen Einheit 5 über die Verbindungen 10 an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3. Insofern eine dezentrale Einheit, wie in 3 dargestellt, als dezentrale Mastereinheit 5.1 ausgebildet ist, wird der Leistungszwischenwert zuerst von den weiteren dezentralen Einheiten 5 an die dezentrale Mastereinheit 5.1 und anschließend von dieser an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 übertragen.Further, then, in method step j), the voltage value and the intermediate power value of the current are queried by the central control and evaluation unit 3 about the connections 10 and transmitting the voltage value and the intermediate power value from the memory elements 12 the central voltage measuring unit 4 and the decentralized unit 5 about the connections 10 to the central control and evaluation unit 3 , Insofar as a decentralized unit, as in 3 shown as a decentralized master unit 5.1 is formed, the power intermediate value first from the other decentralized units 5 at the decentralized master unit 5.1 and then from this to the central control and evaluation unit 3 transfer.

Die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 ist nun dazu in der Lage, in dem abschließenden Verfahrensschritt k) aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert durch Multiplikation des Leistungszwischenwertes mit einem entsprechenden Korrekturwert, wobei der Korrekturwert hierbei einen Wert für die Abweichung des, durch die zentrale Spannungsmesseinheit ermittelten, Spannungswertes von einem normativen Spannungswert der gerechneten Sinuskurve der Spannung darstellt, die elektrische Wirkleistung des Verbrauchers 1 zu berechnen und diese, beispielsweise über ein Display (nicht dargestellt) auszugeben. Alternativ dazu kann der berechnete Wirkleistungswert auch durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit 3 zur weiteren Verarbeitung übertragbar bereitgestellt werden.The central control and evaluation unit 3 is now able, in the final method step k), to calculate the voltage value and the intermediate power value by multiplying the intermediate power value by a corresponding correction value, the correction value in this case being a value for the deviation of the voltage value, determined by the central voltage measuring unit, from a normative voltage value represents the calculated sinusoid of the voltage, the electrical active power of the consumer 1 to calculate and output this, for example via a display (not shown). Alternatively, the calculated active power value can also be determined by the central control and evaluation unit 3 be provided transferable for further processing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbraucherconsumer
22
Stromnetzpower grid
33
zentrale Steuer- und AuswertungseinheitCentral control and evaluation unit
44
zentrale Spannungsmesseinheitcentral voltage measuring unit
55
dezentrale Einheitdecentralized unit
5.15.1
dezentrale Mastereinheitdecentralized master unit
66
dezentrale Strommesseinheitdecentralized current measuring unit
77
Stromsensorcurrent sensor
88th
dezentrales Spannungserfassungsmitteldecentralized voltage sensing means
99
dezentrale Auswertungseinheitdecentralized evaluation unit
1010
Verbindungen zu zentraler Steuer- und AuswertungseinheitConnections to central control and evaluation unit
1111
Verbindungen zu dezentraler AuswertungseinheitConnections to decentralized evaluation unit
1212
Speicherelementstorage element
1313
zentraler Einspeisepunktcentral entry point
1414
Ausgabevorrichtungoutput device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19827345 B4 [0009] DE 19827345 B4 [0009]
  • DE 102011107932 B3 [0015] DE 102011107932 B3 [0015]

Claims (18)

System zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen von Verbrauchern (1) in einem verzweigten Stromnetz (2), umfassend eine zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3), eine zentrale Spannungsmesseinheit (4), sowie eine Mehrzahl dezentraler Einheiten (5), jeweils aufweisend eine dezentrale Strommesseinheit (6) mit mindestens einem Stromsensor (7), ein dezentrales Spannungserfassungsmittel (8) sowie eine dezentrale Auswertungseinheit (9), wobei die dezentralen Einheiten (5) jeweils den Verbrauchern (1) zugeordnet sind, wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) über Verbindungen (10) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und mit den dezentralen Einheiten (5) verbunden ist, wobei durch die zentrale Spannungsmesseinheit (4) ein Spannungswert messbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) über Verbindungen (11) mit der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) verbunden ist, wobei durch die dezentrale Strommesseinheit (6) Augenblickswerte eines Stroms messbar sind und übertragbar zur Verfügung gestellt werden und wobei durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel (8) ein Spannungsverlauf erfassbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei die Übertragung der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs durch die Verbindungen (11) von der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) zu der dezentralen Auswertungseinheit (9) erfolgt, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) aus dem Spannungsverlauf eine Nulldurchgangsermittlung der Spannung durchführt, wobei auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge eine gerechnete Sinuskurve der Spannung bereitgestellt wird, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) eine Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung vornimmt, wobei aus den Augenblickswerten des Stroms und den jeweils zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung normative Augenblickswerte der Leistung gebildet werden und wobei aus den normativen Augenblickswerten der Leistung ein normativer Leistungszwischenwert gebildet und als Leistungszwischenwert übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei der Leistungszwischenwert über die Verbindung (10) von der dezentralen Auswertungseinheit (9) an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) übertragen wird, und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) eine Abfrage des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes durchführt, und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert die elektrische Wirkleistung des jeweiligen Verbrauchers (1) berechnet.System for determining electrical characteristics of consumers ( 1 ) in a branched power grid ( 2 ), comprising a central control and evaluation unit ( 3 ), a central voltage measuring unit ( 4 ), as well as a plurality of decentralized units ( 5 ), each having a distributed current measuring unit ( 6 ) with at least one current sensor ( 7 ), a decentralized voltage sensing device ( 8th ) and a decentralized evaluation unit ( 9 ), whereby the decentralized units ( 5 ) to consumers ( 1 ), the central control and evaluation unit ( 3 ) via connections ( 10 ) with the central voltage measuring unit ( 4 ) and with the decentralized units ( 5 ), whereby the central voltage measuring unit ( 4 ) a voltage value is measurable and is provided transferable, and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) via connections ( 11 ) with the decentralized current measuring unit ( 6 ) and the decentralized voltage detection means ( 8th ) is connected, whereby by the decentralized current measuring unit ( 6 ) Instantaneous values of a current are measurable and can be transmitted in a transferable manner, and wherein the decentralized voltage detection means ( 8th ) a voltage profile can be detected and provided in a transferable manner, and wherein the transmission of the instantaneous values of the current and of the detected voltage profile through the connections ( 11 ) from the decentralized current measuring unit ( 6 ) and the decentralized voltage detection means ( 8th ) to the decentralized evaluation unit ( 9 ), and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) performs a zero-crossing determination of the voltage from the voltage curve, wherein based on the determined zero crossings, a calculated sinusoid of the voltage is provided, and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) makes an assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage, whereby normative instantaneous values of the power are formed from the instantaneous values of the current and the respectively assigned values of the calculated sinusoid of the voltage, and from the normative instantaneous values of the output a normative intermediate power value is provided and transferable as an intermediate power value, and wherein the intermediate power value over the connection ( 10 ) from the decentralized evaluation unit ( 9 ) to the central control and evaluation unit ( 3 ), and wherein the central control and evaluation unit ( 3 ) performs a query of the voltage value and the intermediate power value, and wherein the central control and evaluation unit ( 3 ) from the voltage value and the intermediate power value, the electrical active power of the respective consumer ( 1 ). System nach Anspruch 1, wobei der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und/oder den dezentralen Einheiten (5) Speicherelemente (12) zugeordnet sind, durch welche der gemessene Spannungswert und der ermittelte Leistungszwischenwert zwischenspeicherbar sind.System according to claim 1, wherein the central tension measuring unit ( 4 ) and / or the decentralized units ( 5 ) Memory elements ( 12 ), by which the measured voltage value and the determined power intermediate value can be buffered. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindung (10) der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und den dezentralen Einheiten (5) durch Modulation auf das Stromnetz (2) erfolgt.System according to claim 1 or 2, wherein the compound ( 10 ) of the central control and evaluation unit ( 3 ) with the central voltage measuring unit ( 4 ) and the decentralized units ( 5 ) by modulation on the power grid ( 2 ) he follows. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindung (10) der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und den dezentralen Einheiten (5) drahtlos ausgebildet ist.System according to claim 1 or 2, wherein the compound ( 10 ) of the central control and evaluation unit ( 3 ) with the central voltage measuring unit ( 4 ) and the decentralized units ( 5 ) is formed wirelessly. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zentrale Spannungsmesseinheit (4) in die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) integriert ist.System according to claim 1 or 2, wherein the central tension measuring unit ( 4 ) into the central control and evaluation unit ( 3 ) is integrated. System nach Anspruch 5, wobei die Verbindung (10) der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) über einen internen Prozessorbus erfolgt.System according to claim 5, wherein the compound ( 10 ) of the central control and evaluation unit ( 3 ) with the central voltage measuring unit ( 4 ) via an internal processor bus. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine dezentrale Einheit als dezentrale Mastereinheit (5.1) ausgebildet ist und wobei die Verbindung zwischen mindestens einer weiteren dezentralen Einheit (5) mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) mittelbar über die dezentrale Mastereinheit (5.1) besteht und wobei die dezentrale Mastereinheit (5.1) mit der mindestens einen weiteren dezentralen Einheit (5) über eine Verbindung verbunden ist und wobei die Zwischenwerte der mindestens einen weiteren dezentralen Einheit (5) an die dezentrale Mastereinheit (5.1) übertragen werden und wobei die Zwischenwerte der mindestens einen weiteren dezentralen Einheit (5) in der dezentralen Mastereinheit (5.1) übertragbar zur Verfügung gestellt werden.System according to one of the preceding claims, wherein a decentralized unit as a decentralized master unit ( 5.1 ) and wherein the connection between at least one further decentralized unit ( 5 ) with the central control and evaluation unit ( 3 ) indirectly via the decentralized master unit ( 5.1 ) and whereby the decentralized master unit ( 5.1 ) with the at least one further decentralized unit ( 5 ) is connected via a connection and wherein the intermediate values of the at least one further decentralized unit ( 5 ) to the decentralized master unit ( 5.1 ) and wherein the intermediate values of the at least one further decentralized unit ( 5 ) in the decentralized master unit ( 5.1 ) be made available transferable. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dezentrale Einheit (5) dazu in der Lage ist, anhand der Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung, einen Phasenwinkel φ (phi) zu ermitteln und übertragbar oder optional ausgebbar bereitzustellen.System according to one of the preceding claims, wherein the decentralized unit ( 5 ) is able, on the basis of the assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage, to determine a phase angle φ (phi) and to provide transferable or optionally outputable. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dezentrale Einheit (5) für die gerechnete Sinuskurve einen Nennspannungswert zugrunde legt und wobei in der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) eine Korrektur des Zwischenwertes des Stroms auf Basis des von der zentralen Spannungsmesseinheit übertragenen Spannungswertes durchführbar ist.System according to one of the preceding claims, wherein the decentralized unit ( 5 ) for the calculated sine curve is based on a nominal voltage value and wherein in the central control and evaluation unit ( 3 ) a correction of the intermediate value of the current can be carried out on the basis of the voltage value transmitted by the central voltage measuring unit. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dezentrale Spannungserfassungsmittel (8) durch den Stromsensor (7) der dezentralen Strommesseinheit (5) gebildet wird und wobei ein kapazitiv auf den Stromsensor (7) eingekoppeltes Spannungssignal von der dezentralen Auswertungseinheit (9) als Spannungsverlauf auswertbar ist.System according to one of the preceding claims, wherein the decentralized voltage detection means ( 8th ) through the current sensor ( 7 ) of the decentralized current measuring unit ( 5 ) is formed and wherein a capacitive on the current sensor ( 7 ) coupled voltage signal from the decentralized evaluation unit ( 9 ) can be evaluated as a voltage curve. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der zentralen Spannungsmesseinheit (4) dem Spannungswert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster des Spannungswertes zuordenbar ist und übertragbar bereitgestellt wird und wobei durch die dezentrale Einheit (5) dem Leistungszwischenwert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster der zugrunde liegenden Augenblickswerte des Stroms zuordenbar ist und übertragbar bereitgestellt wird und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) aus einem Spannungswert und einem Leistungszwischenwert aus übereinstimmenden Erfassungszeitfenstern die elektrische Wirkleistung ermittelt.System according to one of the preceding claims, wherein of the central tension measuring unit ( 4 ) the voltage value additional information about a detection time window of the voltage value can be assigned and is provided transferable and wherein by the decentralized unit ( 5 ) the intermediate power value additional information about a detection time window of the underlying instantaneous values of the stream is assigned and is provided transferable and wherein the central control and evaluation unit ( 3 ) determines the effective electrical power from a voltage value and an intermediate power value from matching acquisition time windows. System zur Ermittlung elektrischer Kenngrößen eines Verbrauchers (1) in einem verzweigten Stromnetz (2), gebildet durch eine dezentrale Einheit (5), aufweisend eine dezentrale Strommesseinheit (6) mit mindestens einem Stromsensor (7), ein dezentrales Spannungserfassungsmittel (8) sowie eine dezentrale Auswertungseinheit (9), wobei die dezentrale Einheit (5) jeweils dem Verbraucher (1) zugeordnet ist, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) über Verbindungen (11) mit der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) verbunden ist, wobei durch die dezentrale Strommesseinheit (6) Augenblickswerte eines Stroms messbar sind und übertragbar zur Verfügung gestellt werden und wobei durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel (8) ein Spannungsverlauf erfassbar ist und übertragbar zur Verfügung gestellt wird, und wobei die Übertragung der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs durch die Verbindungen (11) von der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) zu der dezentralen Auswertungseinheit (9) erfolgt, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) aus dem Spannungsverlauf eine Nulldurchgangsermittlung der Spannung durchführt, wobei auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge eine gerechnete Sinuskurve der Spannung bereitgestellt wird, und wobei die dezentrale Auswertungseinheit (9) eine Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung vornimmt, wobei aus den Augenblickswerten des Stroms und den jeweils zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung normative Augenblickswerte der Leistung gebildet werden und wobei aus den normativen Augenblickswerten der Leistung ein normativer Leistungszwischenwert des Verbrauchers gebildet und ausgebbar zur Verfügung gestellt wird.System for determining electrical characteristics of a consumer ( 1 ) in a branched power grid ( 2 ), formed by a decentralized unit ( 5 ), comprising a distributed current measuring unit ( 6 ) with at least one current sensor ( 7 ), a decentralized voltage sensing device ( 8th ) and a decentralized evaluation unit ( 9 ), whereby the decentralized unit ( 5 ) each to the consumer ( 1 ), and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) via connections ( 11 ) with the decentralized current measuring unit ( 6 ) and the decentralized voltage detection means ( 8th ) is connected, whereby by the decentralized current measuring unit ( 6 ) Instantaneous values of a current are measurable and can be transmitted in a transferable manner, and wherein the decentralized voltage detection means ( 8th ) a voltage profile can be detected and provided in a transferable manner, and wherein the transmission of the instantaneous values of the current and of the detected voltage profile through the connections ( 11 ) from the decentralized current measuring unit ( 6 ) and the decentralized voltage detection means ( 8th ) to the decentralized evaluation unit ( 9 ), and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) performs a zero-crossing determination of the voltage from the voltage curve, wherein based on the determined zero crossings, a calculated sinusoid of the voltage is provided, and wherein the decentralized evaluation unit ( 9 ) makes an assignment of the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage, whereby normative instantaneous values of the power are formed from the instantaneous values of the current and the respectively assigned values of the calculated sinusoid of the voltage, and from the normative instantaneous values of the output a normative intermediate power value of the consumer is made available and distributable. Verfahren zur Bestimmung elektrischer Kenngrößen von Verbrauchern (1) in einem verzweigten Stromnetz (2), mittels einer zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3), mittels einer zentralen Spannungsmesseinheit (4) und mittels einer Mehrzahl dezentraler Einheiten (5), wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) über Verbindungen (10) mit der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und den dezentralen Einheiten (5) verbunden ist und wobei die dezentralen Einheiten (5) den Verbrauchern (1) zugeordnet sind und jeweils eine dezentrale Strommesseinheit (6) mit mindestens einem Stromsensor (7), ein dezentrales Spannungserfassungsmittel (8) und eine dezentrale Auswertungseinheit (9) aufweisen, wobei die jeweilige dezentrale Auswertungseinheit (9) über Verbindungen (11) mit der jeweiligen dezentralen Strommesseinheit (6) und dem jeweiligen dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) verbunden ist, aufweisend folgende Verfahrensschritte: a) Messen eines Spannungswertes durch die zentrale Spannungsmesseinheit (4), b) Messen von Augenblickswerten des Stroms durch die dezentrale Strommesseinheit (6), c) Erfassen eines Spannungsverlaufs durch das dezentrale Spannungserfassungsmittel (8), d) Übertragen der Augenblickswerte des Stroms und des erfassten Spannungsverlaufs über die Verbindungen (11) von der dezentralen Strommesseinheit (6) und dem dezentralen Spannungserfassungsmittel (8) an die dezentrale Auswertungseinheit (9), e) Ermitteln von Nulldurchgängen der Spannung aus dem Spannungsverlauf in der dezentralen Auswertungseinheit (9), f) Bereitstellen einer gerechneten Sinuskurve auf Basis der ermittelten Nulldurchgänge durch die dezentrale Auswertungseinheit (9), g) Zuordnen der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung durch die dezentrale Auswertungseinheit (9), h) Bilden normativer Augenblickswerte der Leistung aus den Augenblickswerten des Stroms und den zugeordneten Werten der gerechneten Sinuskurve durch die dezentrale Auswertungseinheit (9), i) Bilden eines normativen Leistungszwischenwertes aus den normativen Augenblickswerten der Leistung und Bereitstellen des Leistungszwischenwertes durch die dezentrale Auswertungseinheit (9), j) Abfragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes des Stroms durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) über die Verbindungen (10) und Übertragen des Spannungswertes und des Leistungszwischenwertes von der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und der dezentralen Auswertungseinheit (9) über die Verbindungen (10) an die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3), k) Berechnen der elektrischen Wirkleistung aus dem Spannungswert und dem Leistungszwischenwert durch die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3).Method for determining electrical characteristics of consumers ( 1 ) in a branched power grid ( 2 ), by means of a central control and evaluation unit ( 3 ), by means of a central voltage measuring unit ( 4 ) and by means of a plurality of decentralized units ( 5 ), the central control and evaluation unit ( 3 ) via connections ( 10 ) with the central voltage measuring unit ( 4 ) and the decentralized units ( 5 ) and where the decentralized units ( 5 ) to consumers ( 1 ) are assigned and in each case a decentralized current measuring unit ( 6 ) with at least one current sensor ( 7 ), a decentralized voltage sensing device ( 8th ) and a decentralized evaluation unit ( 9 ), wherein the respective decentralized evaluation unit ( 9 ) via connections ( 11 ) with the respective decentralized current measuring unit ( 6 ) and the respective decentralized voltage detection means ( 8th ), comprising the following method steps: a) measuring a voltage value by the central voltage measuring unit ( 4 ), b) measuring instantaneous values of the current through the distributed current measuring unit ( 6 ), c) detecting a voltage profile by the decentralized voltage detection means ( 8th ), d) transmitting the instantaneous values of the current and of the detected voltage profile across the connections ( 11 ) from the decentralized current measuring unit ( 6 ) and the decentralized voltage detection means ( 8th ) to the decentralized evaluation unit ( 9 ), e) determining zero crossings of the voltage from the voltage curve in the decentralized evaluation unit ( 9 f) providing a calculated sine curve on the basis of the determined zero crossings by the decentralized evaluation unit ( 9 g) assigning the instantaneous values of the current to the values of the calculated sinusoid of the voltage by the decentralized evaluation unit ( 9 h) forming normative momentary values of the power from the instantaneous values of the current and the assigned values of the calculated sine curve by the decentralized evaluation unit ( 9 i) forming a normative power intermediate value from the normative instantaneous values of the power and providing the intermediate power value by the decentralized evaluation unit ( 9 ) j) querying the voltage value and the intermediate power value of the current by the central control and evaluation unit ( 3 ) over the connections ( 10 ) and transmitting the voltage value and the intermediate power value from the central voltage measurement unit ( 4 ) and the decentralized evaluation unit ( 9 ) over the connections ( 10 ) to the central control and evaluation unit ( 3 ), k) calculating the effective electrical power from the voltage value and the intermediate power value by the central control and evaluation unit ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 13, wobei der zentralen Spannungsmesseinheit (4) und/oder den dezentralen Einheiten (5) Speicherelemente (12) zugeordnet sind und wobei nach Verfahrensschritt a) ein zusätzlicher Verfahrensschritt a1) und nach Verfahrensschritt i) ein zusätzlicher Verfahrensschritt i1) durchführbar ist, wobei in Verfahrensschritt a1) eine Zwischenspeicherung des gemessenen Spannungswertes und in Verfahrensschritt i1) ein Zwischenspeicherung des ermittelten Leistungszwischenwertes in dem jeweiligen Speicherelement (12) erfolgen.The method of claim 13, wherein the central tension measuring unit ( 4 ) and / or the decentralized units ( 5 ) Memory elements ( 12 and after method step a) an additional process step a1) and after process step i) an additional process step i1) is feasible, wherein in process step a1) an intermediate storage of the measured voltage value and in process step i1) an intermediate storage of the determined intermediate power value in the respective Memory element ( 12 ) respectively. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei eine dezentrale Einheit (5) als dezentrale Mastereinheit ausgebildet ist und wobei die Verbindung zwischen mindestens einer dezentralen Einheit (5) mit der zentralen Steuer- und Auswertungseinheit (3) mittelbar über die dezentrale Mastereinheit besteht und wobei die dezentrale Mastereinheit mit der mindestens einen dezentralen Einheit (5) über eine Verbindung verbunden ist und wobei die Verfahrensschritte a) bis i) jeweils sowohl durch die dezentrale Mastereinheit als auch durch die dezentrale Einheit (5) ausgeführt werden und wobei vor dem Verfahrensschritt j) ein zusätzlicher Verfahrensschritt i1) durchführbar ist, in welchem eine Übertragung des gebildeten Leistungszwischenwertes von der dezentralen Einheit (5) an die dezentrale Mastereinheit erfolgt und wobei die Verfahrensschritte j) und k) für die Leistungswerte der dezentralen Einheit (5) und der dezentralen Mastereinheit durchgeführt werden.Method according to claim 13 or 14, wherein a decentralized unit ( 5 ) is designed as a decentralized master unit and wherein the connection between at least one decentralized unit ( 5 ) with the central control and evaluation unit ( 3 ) indirectly via the decentralized master unit and wherein the decentralized master unit with the at least one decentralized unit ( 5 ) is connected via a connection and wherein the method steps a) to i) in each case by both the decentralized master unit and by the decentralized unit ( 5 ) and wherein prior to method step j) an additional method step i1) can be carried out, in which a transmission of the intermediate power value formed by the decentralized unit ( 5 ) to the decentralized master unit and wherein the method steps j) and k) for the power values of the decentralized unit ( 5 ) and the decentralized master unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei nach dem Verfahrensschritt g) ein zusätzlicher Verfahrensschritt g1) durchführbar ist, wobei in Verfahrensschritt g1), anhand der Zuordnung der Augenblickswerte des Stroms zu den Werten der gerechneten Sinuskurve der Spannung, ein Ermitteln eines Phasenwinkels φ (phi) durch die dezentrale Einheit (5) erfolgt und wobei der Phasenwinkel φ übertragbar oder optional ausgebbar bereitgestellt wird.Method according to one of Claims 13 to 15, it being possible to carry out an additional method step g1) after method step g), wherein in method step g1) determining the instantaneous values of the current relative to the values of the calculated sinusoid of the voltage, determining a phase angle φ (phi) through the decentralized unit ( 5 ) and wherein the phase angle φ is provided transferable or optionally outputable. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die dezentrale Einheit (5) in Verfahrensschritt f) für die gerechnete Sinuskurve einen Nennspannungswert zugrunde legt und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) in Verfahrensschritt k) eine Korrektur des Leistungszwischenwertes auf Basis des von der zentralen Spannungsmesseinheit übertragenen Spannungswertes durchführt.Method according to one of claims 13 to 16, wherein the decentralized unit ( 5 ) in method step f) for the calculated sine curve is based on a nominal voltage value and wherein the central control and evaluation unit ( 3 ) in method step k) carries out a correction of the intermediate power value on the basis of the voltage value transmitted by the central voltage measuring unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei in Verfahrensschritt a) dem gemessenen Spannungswert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster zugeordnet wird und wobei in Verfahrensschritt i) dem Leistungszwischenwert eine Zusatzinformation über ein Erfassungszeitfenster der zugrunde liegenden Augenblickswerte des Stroms zuordenbar ist und wobei die zentrale Steuer- und Auswertungseinheit (3) in Verfahrensschritt k) aus einem Spannungswert und einem Leistungszwischenwert aus übereinstimmenden Erfassungszeiffenstern die elektrische Wirkleistung ermittelt.Method according to one of claims 13 to 17, wherein in method step a) the measured voltage value additional information on a detection time window is assigned and wherein in step i) the intermediate power value additional information on a detection time window of the underlying instantaneous values of the stream can be assigned and wherein the central control and evaluation unit ( 3 ) in method step k) from a voltage value and an intermediate power value from the matching detection scope star determines the effective electrical power.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016096044A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Abb Schweiz Ag Device and method for determining electric power
DE102019006785A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 EurA AG Arrangement and method for determining electrical parameters of a consumer in a branched power network
CN112789509A (en) * 2018-09-28 2021-05-11 艾思玛太阳能技术股份公司 Method and device for identifying the assignment of a phase line to the interface of an electrical device capable of carrying unbalanced loads

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19827345B4 (en) 1998-06-19 2005-04-14 Fünfgeld, Christian, Dipl.-Ing. Method for deriving the active power of electrical consumers
JP2005189012A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Toshiba Corp Power measuring device
WO2009140777A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Gloor Engineering Power measuring device
DE102009003654B3 (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Kumatec Sondermaschinenbau & Kunststoffverarbeitung Gmbh Method for determining energy consumption data and time-precise performance data of electrical consumer, involves obtaining information about maintenance condition, wastage, energy consumption and/or life-time of electrical consumers
US20130018609A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Filippenko Alexander S Power Determination from Separated Voltage and Current Sensors
DE102011107932B3 (en) 2011-07-19 2013-01-24 EurA-Consult GmbH System and method for determining electrical characteristics
US20130090869A1 (en) * 2009-03-04 2013-04-11 Server Technology, Inc. Monitoring power-related parameters in a power distribution unit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19827345B4 (en) 1998-06-19 2005-04-14 Fünfgeld, Christian, Dipl.-Ing. Method for deriving the active power of electrical consumers
JP2005189012A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Toshiba Corp Power measuring device
WO2009140777A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Gloor Engineering Power measuring device
US20130090869A1 (en) * 2009-03-04 2013-04-11 Server Technology, Inc. Monitoring power-related parameters in a power distribution unit
DE102009003654B3 (en) * 2009-03-23 2010-10-07 Kumatec Sondermaschinenbau & Kunststoffverarbeitung Gmbh Method for determining energy consumption data and time-precise performance data of electrical consumer, involves obtaining information about maintenance condition, wastage, energy consumption and/or life-time of electrical consumers
US20130018609A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Filippenko Alexander S Power Determination from Separated Voltage and Current Sensors
DE102011107932B3 (en) 2011-07-19 2013-01-24 EurA-Consult GmbH System and method for determining electrical characteristics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016096044A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Abb Schweiz Ag Device and method for determining electric power
CN112789509A (en) * 2018-09-28 2021-05-11 艾思玛太阳能技术股份公司 Method and device for identifying the assignment of a phase line to the interface of an electrical device capable of carrying unbalanced loads
DE102019006785A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 EurA AG Arrangement and method for determining electrical parameters of a consumer in a branched power network

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