DE102017121457A9 - System and method for detecting amounts of energy - Google Patents
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Abstract
System zum Erfassen von Energiemengen mit einem zwischen einem netzseitigen Versorgungsnetzanschluss und einem hausseitigen Hausverteilnetzanschluss geschalteten ersten elektrischen Verbrauchsmengenzähler, wobei der erste Verbrauchsmengenzähler zumindest zwei Zählwerke aufweist, und einem zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und einem Energiespeicheranschluss geschalteten Energieflusssensor. Der erste Verbrauchsmengenzähler aktiviert abhängig von einem eine Richtung eines Energieflusses zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und dem Energiespeicheranschluss anzeigenden Schaltsignal des Energieflusssensors eines der zumindest zwei Zählwerke. A system for detecting amounts of energy with a first electrical consumption amount counter connected between a network-side supply network connection and a house-side domestic distribution network connection, the first consumption quantity counter having at least two counters, and an energy flow sensor connected between the house distribution network connection and an energy storage connection. The first consumption quantity counter activates one of the at least two counters depending on a switching signal of the energy flow sensor indicating a direction of an energy flow between the house distribution network connection and the energy storage connection.
Description
Der Gegenstand betrifft ein System und ein Verfahren zum Erfassen von Energiemengen.The subject matter relates to a system and method for detecting amounts of energy.
Private als auch gewerbliche Betreiber von Photovoltaikanlagen speisen derzeit große Teile des eigen produzierten Stroms in das Energieversorgungsnetz ein. Hierfür erhalten die Betreiber (Teilnehmer) sogenannte Einspeiseentgelte. Die Höhe der Einspeiseentgelte ist in den letzten Jahren rapide gesunken, so dass für die Betreiber der Photovoltaikanlagen der Eigenverbrauch wirtschaftlich immer interessanter wird. Heutzutage ist die Vergütung für die Einspeisung geringer, als die Kosten für eine Entnahme elektrischer Energie aus dem Energieversorgungsnetz. Bei Einspeiseentgelten von 12 ct/kWh und Kosten von ca. 30 ct/kWh ergibt sich eine Marge von 18 ct/kWh bei einem Eigenverbrauch des eigen produzierten Stroms aus der Photovoltaikanlage.Private as well as commercial operators of photovoltaic systems currently feed large parts of the self-produced electricity into the energy supply network. For this purpose, the operators (participants) receive so-called feed-in tariffs. The level of feed-in tariffs has fallen rapidly in recent years, so that self-consumption becomes more and more interesting for operators of photovoltaic systems. Today, the feed-in tariff is lower than the cost of extracting electrical energy from the utility grid. With feed-in tariffs of 12 ct / kWh and costs of approx. 30 ct / kWh, this results in a margin of 18 ct / kWh with self-consumption of the self-produced electricity from the photovoltaic system.
Das beschriebene gilt jedoch nicht nur für Photovoltaikanlagen, sondern auch für andere Erzeugungsanlagen zur Erzeugung elektrischer Energie, beispielsweise Windkraftanlagen, Biomasseanlagen, KWK-Anlagen oder dergleichen. Bei allen Anlagen ist zu überlegen, ob der selbst produzierte Strom eigenverbraucht wird oder ins Energieversorgungsnetz eingespeist wird.However, the described not only applies to photovoltaic systems, but also to other generation systems for generating electrical energy, such as wind turbines, biomass plants, CHP plants or the like. In all systems, it must be considered whether the self-produced electricity is consumed internally or fed into the energy supply grid.
Wenn nachfolgend von produziertem Strom die Rede ist, so ist hiermit der aufgrund der Erzeugung/Wandlung elektrischer Energie aus anderen Energieträgern, wie Sonnenlicht, Kraft-Wärme-Kopplung, Windkraft, Biomasse oder dergleichen fließende Strom gemeint. Wenn nachfolgend von Energieerzeugung die Rede ist, so ist hiermit die Erzeugung/Wandlung elektrischer Energie aus anderen Energieträgern, wie Sonnenlicht, Kraft-Wärme-Kopplung, Windkraft, Biomasse oder dergleichen gemeint. Wenn nachfolgend von Grünstrom die Rede ist, so ist hiermit der eigen produzierte Strom durch die Erzeugungsanlage gemeint. Wenn nachfolgend von Graustrom die Rede ist, so ist hiermit der aus dem Energieversorgungsnetz bezogene Strom oder mit diesem Strom vermischter Strom gemeint. Der Strom aus dem Verteilnetz stammt teilweise aus regenerativen Quellen. Da er jedoch gemäß des Erzeugungsmixes auch Graustromanteile aus z. B. fossilen Kraftwerken enthält, wird er als Graustrom bezeichnet.If the following is the production of electricity, this means the current flowing due to the generation / conversion of electrical energy from other energy sources, such as sunlight, combined heat and power, wind power, biomass or the like. Whenever energy generation is mentioned below, it means the generation / conversion of electrical energy from other energy sources, such as sunlight, combined heat and power, wind power, biomass or the like. In the following, green electricity refers to self-produced electricity through the generating plant. Whenever gray matter is mentioned below, it is meant here the power drawn from the power grid or current mixed with this power. The electricity from the distribution network comes partly from renewable sources. However, since he according to the generation mix and Graussomanteile from z. B. contains fossil power plants, it is referred to as gray electricity.
Nachfolgend können die Begriffe Stromfluss und Energiefluss synonym verwendet werden. Insbesondere wird unter der Stromflussrichtung die Energieflussrichtung verstanden, auch wenn physikalisch bei einer zeitlich aufgelösten Betrachtung von Wechselströmen diese Begriffe unterschieden werden. In Berechnungsformeln wird eine frei definierbare Strom- bzw. Energieflussrichtung mit positiven und die entgegengesetzte Flussrichtung mit negativen Werten gekennzeichnet. Wenn vorliegend von Energieflussrichtung oder Stromrichtung bzw. Energie oder Strom die Rede ist, so sind diese Begriffe in der Regel austauschbar verwendbar.Subsequently, the terms current flow and energy flow can be used synonymously. In particular, the direction of current flow is understood to mean the direction of energy flow, even if these terms are distinguished physically in the case of a temporally resolved consideration of alternating currents. In calculation formulas, a freely definable current or energy flow direction is marked with positive values and the opposite flow direction with negative values. If in the present case energy flow direction or current direction or energy or electricity is mentioned, these terms are usually used interchangeably.
Zur Erhöhung des Eigenverbrauchs eignet sich in der Regel ein elektrischer Energiespeicher, beispielsweise eine Batterie. Dieser wird zu Zeiten geladen, in denen die Erzeugungsanlage mehr elektrische Leistung bereitstellt, als vom Haushalt verbraucht wird. Während Zeiten, in denen der Leistungsbedarf des Haushaltes größer ist als die Leistung der Erzeugungsanlage, kann die Batterie entladen werden.To increase the self-consumption is usually an electrical energy storage, such as a battery. This is charged at times when the generating plant provides more electrical power than is consumed by the household. During periods when the power requirement of the household is greater than the power of the generating plant, the battery can be discharged.
Um jedoch zu vermeiden, dass zuvor aus dem Energieversorgungsnetz in den Speicher eingespeicherte elektrische Energie anschließend aus dem Speicher zurück in das Energieversorgungsnetz gespeist wird und dann eine Einspeisevergütung anfiele, ist eine kombinierte Speicherung in ein und demselben Speicher nicht möglich.However, in order to avoid that previously stored from the power grid in the memory electrical energy is then fed from the memory back into the power grid and then accrue a feed-in, a combined storage in one and the same memory is not possible.
Eine kombinierte Speicherung von Grün- und Graustrom in ein und demselben Speicher ist nicht zulässig, da bisher keinerlei Messkonzepte bestehen, mit denen eindeutig messbar ist, ob Grün- oder Graustrom in das Energieversorgungsnetz von dem Speicher eingespeist bzw. vom Teilnehmer verbraucht wird.A combined storage of green and gray electricity in one and the same memory is not permitted, since there are no measurement concepts with which it is clearly measurable whether green or gray current is fed into the power grid from the memory or consumed by the subscriber.
Der Netzbetreiber sowie Stromhändler und -vertriebe haben jedoch ein großes Interesse daran, dass die privat verbauten Energiespeicher auch netz-, markt- oder systemdienlich eingesetzt werden. Insbesondere zu Zeiten von Spitzenerzeugung sollen die Speicher Graustrom aus dem Versorgungsnetz beziehen können und zu Zeiten von Spitzenlasten sollen die Speicher Strom an das Versorgungsnetz liefern können. Aufgrund der bisherigen Anforderungen ist es jedoch nur möglich, entweder ausschließlich den eigen erzeugten Strom, das heißt den Grünstrom, in dem Speicher zu speichern und dann entweder an den Haushalt oder das Energieversorgungsnetz abzugeben (Grünstromspeicherung). Oder der Speicher darf keinen Grünstrom beziehen (Graustromspeicherung), wenn die Erzeugungsanlage Strom liefert.However, the grid operator as well as the electricity traders and distributors have a great interest in ensuring that the privately installed energy storage devices are also used on the grid, on the market or on the system. Especially at times of peak generation, the stores should be able to receive gray power from the utility grid and at times of peak loads the stores should be able to provide power to the utility grid. Due to the previous requirements, however, it is only possible either exclusively to store the self-generated electricity, that is to say the green electricity, in the storage and then to deliver it either to the household or to the energy supply network (green electricity storage). Or the storage tank may not receive green electricity (gray electricity storage) when the generating plant supplies electricity.
Somit ist es entweder möglich, dass der Speicher Grünstrom speichern kann, wenn der Haushalt vollständig durch die Erzeugungsanlage versorgt ist oder dass der Speicher als Graustromspeicher netz-, markt- oder systemdienlich eingesetzt wird. Die Grünstromspeicherung ist von Interesse für die Nutzer, die Graustromspeicherung ist von Interesse für die Netzbetreiber und/oder Stromhändler und -vertriebe. Durch den nur alternativen Einsatz des Speichers entgehen dem Betreiber der Erzeugungsanlage Erlösmöglichkeiten, dem Netzbetreiber Möglichkeiten der Netzstabilisierung und den Stromhändlern und -vertrieben Möglichkeiten für Handelsgeschäfte.Thus, it is either possible for the memory to store green power when the household is completely supplied by the generating plant, or that the memory can be used as gray power storage in network, market or or used systematically. Green electricity storage is of interest to users, gray electricity storage is of interest to network operators and / or electricity traders and distributors. The only alternative use of the memory escapes the operator of the generation plant revenue opportunities, the network operators opportunities for grid stabilization and the electricity traders and distributors opportunities for trading.
Aufgrund dieser Problematik lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, die Einsatzmöglichkeit eines elektrischen Energiespeichers zu erhöhen. Insbesondere soll eine messtechnische Lösung zur Verfügung gestellt werden, die den Speicher sowohl zur Optimierung des Eigenverbrauchs als auch zum netz-, markt- und systemdienlichen Betrieb bewegt.Because of this problem, the object of the object was to increase the possibility of using an electrical energy storage. In particular, a metrological solution is to be made available, which moves the memory both for the optimization of self-consumption and for network, market and system-appropriate operation.
Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.This object is achieved by a system according to claim 1 and a method according to claim 7.
Mit der gegenständlichen Lösung soll ein elektrischer Energiespeicher sowohl zur Erhöhung des eigenverbrauchten Grünstroms als auch markt-, netz- und/oder systemdienlich be- und entladen werden können. Hierzu soll der Speicher zum Laden und Entladen von Energie aus dem vorgelagerten Energieversorgungsnetz (Graustrom) als auch zum Laden von Energie aus der Energieerzeugungsanlage (Grünstrom) und entladen an die angeschlossene Last, beispielsweise den Haushalt, dienen.With the objective solution, an electrical energy storage to both the increase of self-consumed green electricity and market, network and / or system-appropriate loading and unloading can be. For this purpose, the memory for charging and discharging energy from the upstream power grid (gray electricity) as well as for charging energy from the power generation plant (green power) and discharged to the connected load, such as the budget serve.
Bei dem genannten System ist ein Teilnehmer über einen Versorgungsnetzanschluss mit einem Energieversorgungsnetz verbunden. Ausgehend von dem Versorgungsnetzanschluss ist zunächst ein erster Verbrauchsmengenzähler vorgesehen, der zumindest zwei Zählwerke aufweist. Mit diesem ersten Verbrauchsmengenzähler können Ströme gemessen werden, die zwischen einem Hausverteilnetzanschluss und dem Versorgungsnetzanschluss fließen. Für den Fall eines Energieflusses von dem Versorgungsnetzanschluss in Richtung des Hausverteilnetzanschluss liegt ein Bezug von Graustrom vor. Für den Fall eines Energieflusses von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses liegt eine Einspeisung von Strom in das Versorgungsnetz vor. Bei dieser Einspeisung muss sichergestellt sein, dass messtechnisch getrennt werden kann zwischen dem Strom, der lokal direkt durch die Erzeugungsanlage erzeugt wird und dem Strom, der gegebenenfalls auch zuvor von dem Netz bezogen wurde und netz-, markt- und/oder systemdienlich in dem Speicher gespeichert wurde. Für diese Unterscheidung wird gegenständlich vorgeschlagen, dass zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und einem Energiespeicheranschluss ein Energieflusssensor angeordnet ist. Von der Erzeugungsanlage erzeugter und im Speicher zwischengelagerter Strom wird bei der Einspeisung in das Netz vom Gesetzgeber wie Graustrom behandelt. Gegenständlich ist es möglich, dass gleichzeitig grüner PV-Strom und grauer Speicherstrom in Richtung Netz fließen können und ebenfalls sowohl Grün- wie Graustrom im Speicher gespeichert werden kann. Über den Hausverteilnetzanschluss, beispielsweise eine Verteilschiene, können mittelbar der Energiespeicher, die Erzeugungsanlage und die Hausverteilung, insbesondere die häusliche elektrische Last, angeschlossen werden. Unter einer Hausverteilung kann jedwede Art der Unterverteilung an einer Last, z.B. in einem Ein-/Mehrfamilienhaus, einem Bürohaus, einer Lagerhalle, einer Produktionsstätte oder dergleichen verstanden werden. Umfasst sind sowohl private als auch betriebliche Teilnehmer.In the case of the named system, a subscriber is connected to a power supply network via a supply network connection. Starting from the supply network connection, a first consumption quantity meter is initially provided which has at least two counters. With this first consumption meter, currents can be measured that flow between a house distribution network connection and the supply network connection. In the case of an energy flow from the supply network connection in the direction of the domestic distribution network connection, there is a reference to gray electricity. In the case of an energy flow from the domestic distribution network connection in the direction of the supply network connection, there is a feed of electricity into the supply network. In this feed must be ensured that can be separated metrologically between the electricity that is generated locally directly by the generating plant and the power that was possibly also previously obtained from the network and network, market and / or system-appropriate in the memory was saved. For this distinction, it is objectively proposed that an energy flow sensor is arranged between the domestic distribution network connection and an energy storage connection. Electricity produced by the generating plant and temporarily stored in the storage tank is treated by the legislature as gray electricity when it is fed into the grid. In concrete terms, it is possible that at the same time green PV power and gray memory current can flow in the direction of the grid and also both green and gray current can be stored in the memory. About the Hausverteilnetzanschluss, such as a distribution rail, the energy storage, the generation system and the house distribution, in particular the domestic electrical load can be indirectly connected. Under a house distribution, any kind of subdistribution on a load, e.g. be understood in a single / multiple dwelling, an office building, a warehouse, a production facility or the like. This includes both private and company participants.
An einem Energiespeicheranschluss lässt sich ein elektrischer Energiespeicher, beispielsweise über einen Umrichter, anschließen.An electrical energy store, for example via an inverter, can be connected to an energy storage connection.
Mit Hilfe eines Energieflusssensors ist es möglich, festzustellen, ob elektrische Energie aus Richtung des Hausverteilnetzanschlusses in Richtung des Energiespeicheranschlusses fließt oder umgekehrt. Der Energieflusssensor kann sowohl ein eigenständiges Gerät sein, wie auch in ein anderes Gerät, beispielsweise einen Verbrauchsmengenzähler, integriert sein. Insbesondere kann der Energieflusssensor in einem an dem Energiespeicher angeordneten Zähler an dem Energiespeicheranschluss angeordnet werden oder der Zähler kann die Energieflussrichtung als Energieflusssensor messen. Anschließend kann z.B. per Zweidrahtleitung die Information zu der Energieflussrichtung oder eine Schaltinformation für die Schaltwerke an Zähler weitergegeben. Der Energieflusssensor kann Teil eines Zählers sein.With the aid of an energy flow sensor, it is possible to determine whether electrical energy from the direction of the domestic distribution network connection flows in the direction of the energy storage connection or vice versa. The energy flow sensor can either be an independent device or integrated into another device, for example a consumption meter. In particular, the energy flow sensor can be arranged in a counter arranged on the energy store at the energy store connection or the counter can measure the energy flow direction as an energy flow sensor. Subsequently, e.g. via two-wire line the information about the direction of energy flow or a switching information for the switching devices passed to counter. The energy flow sensor may be part of a counter.
Der Energieflusssensor ist gegenständlich so befähigt, dass er eine Aktivierung der zumindest zwei Zählwerke des ersten Verbrauchsmengenzählers abhängig von der Energieflussrichtung beeinflussen kann. Der Energieflusssensor ist in Wirkverbindung mit den Zählwerken und/oder dem Verbrauchsmengenzähler. Eine Aktivierung kann eine Umschaltung der zumindest zwei Zählwerke des ersten Verbrauchsmengenzählers abhängig von der Energieflussrichtung sein. Aktivierung kann bedeuten, dass das Zählwerk tatsächlich zählt. Aktivierung wird hier nicht in dem Sinne verstanden, dass die Zählwerke beim Einbau des Zählers durch den Monteur oder bei der Zählerauslieferung aktiviert werden, die dann für die Messung zur Verfügung stehen.The energy flow sensor is objectively capable of influencing an activation of the at least two counters of the first consumption amount counter depending on the direction of energy flow. The energy flow sensor is in operative connection with the counters and / or the consumption quantity counter. An activation may be a switching of the at least two counters of the first consumption amount counter depending on the direction of energy flow. Activation can mean that the counter actually counts. Activation is not understood here in the sense that the counters are activated during installation of the meter by the installer or counter delivery, which are then available for the measurement.
Es wird vorgeschlagen, dass der erste Verbrauchsmengenzähler abhängig von einem eine Richtung eines Energieflusses zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und dem Energiespeicheranschluss anzeigenden Schaltsignal des Energieflusssensors eines der zumindest zwei Zählwerke aktiviert oder zwischen den zumindest zwei Zählwerken umschaltet. Der Energieflusssensor kann ein Schaltsignal ausgeben, welches eine Richtung des gemessenen Energieflusses anzeigt. Ist der Energiefluss beispielsweise aus Richtung des Hausverteilnetzanschlusses in Richtung des Energiespeicheranschlusses, so kann diese elektrische Energie entweder aus der Erzeugungsanlage stammen oder aus dem vorgelagerten Versorgungsnetz. Das Schaltsignal aktiviert dann beispielsweise ein erstes Zählwerk des ersten Verbrauchsmengenzählers. Das erste Zählwerk kann zur Messung einer von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses fließenden Energie eingerichtet sein. Insbesondere kann das erste Zählwerk zur Messung eines Grünstroms genutzt werden. Fließt nämlich elektrische Energie von dem Hausverteilnetzanschluss zusätzlich in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses, so speichert nicht nur gegebenenfalls der Speicher elektrische Energie der Erzeugungsanlage, sondern es wird auch noch überschüssige Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist. It is proposed that the first consumption quantity counter be activated or switched between the at least two counters depending on a switching signal of the energy flow sensor indicating a direction of an energy flow between the house distribution network connection and the energy storage connection. The energy flow sensor may output a switching signal indicative of a direction of the measured energy flow. If the energy flow is, for example, from the direction of the domestic distribution network connection in the direction of the energy storage connection, then this electrical energy can come either from the generation plant or from the upstream supply network. The switching signal then activates, for example, a first counter of the first consumption amount counter. The first counter can be set up to measure energy flowing from the domestic distribution network connection in the direction of the supply network connection. In particular, the first counter can be used to measure a green current. In fact, if electrical energy from the domestic distribution network connection additionally flows in the direction of the supply network connection, not only does the storage store electrical energy of the generation plant, but excess energy is also fed into the energy supply network.
Auf der anderen Seite, wenn der Energieflusssensor einen Energiefluss aus Richtung des Energiespeicheranschlusses in Richtung des Hausverteilnetzanschlusses misst, so wird der Speicher entladen. In diesem Fall kann das Schaltsignal das zweite Zählwerk aktivieren oder auf das zweite Zählwerk umschalten. Das zweite Zählwerk kann zur Messung einer von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses fließenden Energie eingerichtet sein. Insbesondere kann das zweite Zählwerk zur Messung eines Graustroms genutzt werden. Fließt nämlich elektrische Energie von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses, und wird gleichzeitig der Speicher entladen, so wird diese elektrische Energie an dem ersten Verbrauchsmengenzähler als Graustrom gemessen.On the other hand, if the energy flow sensor measures an energy flow from the direction of the energy storage connection in the direction of the domestic distribution network connection, the memory is discharged. In this case, the switching signal can activate the second counter or switch over to the second counter. The second counter can be set up to measure an energy flowing from the domestic distribution network connection in the direction of the supply network connection. In particular, the second counter can be used to measure a gray current. That is, if electric energy flows from the domestic distribution network connection in the direction of the supply network connection, and at the same time the storage unit is discharged, this electrical energy is measured at the first consumption quantity counter as gray current.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der erste Verbrauchsmengenzähler abhängig von dem Schaltsignal entweder ein erstes oder ein zweites der Zählwerke aktiviert oder entweder auf ein erstes oder ein zweites der Zählwerke umschaltet. Das heißt, dass jeweils nur eines der beiden Zählwerke in der gleichen Energieflussrichtung aktiviert ist.According to one embodiment, it is proposed that the first consumption quantity counter, depending on the switching signal, activate either a first or a second one of the counters or switch over to either a first or a second one of the counters. This means that only one of the two counters is activated in the same energy flow direction.
Es versteht sich, dass der erste Verbrauchsmengenzähler neben den ersten beiden Zählwerken auch zumindest ein drittes Zählwerk aufweisen kann. Die ersten beiden Zählwerke können zur Erfassung eines Energieflusses aus Richtung des Hausverteilnetzanschlusses in Richtung des Versorgungsnetzanschlusses eingerichtet sein, wohingegen ein drittes Zählwerk zur Erfassung eines Energieflusses aus Richtung des Versorgungsnetzanschluss in Richtung des Hausverteilnetzanschluss misst. Diese Gesamtbezugsmenge kann jedoch einerseits eine netz-, markt- und/oder systemdienlich genutzte Bezugsmenge sein und andererseits eine durch die Last bezogene Energiemenge sein.It goes without saying that the first consumption quantity meter can also have at least a third counter in addition to the first two totalizers. The first two counters may be configured to detect an energy flow from the home distribution network connection towards the utility grid, whereas a third counter measures energy flow from the direction of the utility grid in the direction of the home distribution network connection. However, this total reference quantity can on the one hand be a network, market and / or system-used reference quantity and, on the other hand, be an amount of energy related to the load.
Wie bereits erläutert, können an dem Hausverteilnetzanschluss mittelbar ein elektrischer Energiespeicher, eine Erzeugungsanlage und eine elektrische Last, beispielsweise ein Hausnetz, anschließbar sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ausgehend von dem Hausverteilnetzanschluss zumindest ein Energiespeicheranschluss, ein Erzeugungseinrichtungsanschluss und ein Hausnetzanschluss abzweigen. Es wird nun vorgeschlagen, dass ein zweiter Verbrauchsmengenzähler an den Hausverteilnetzanschluss angeschlossen wird. Von dem zweiten Verbrauchsmengenzähler können mittelbar oder unmittelbar der Erzeugungseinrichtungsanschluss und der Hausnetzanschluss abzweigen.As already explained, an electrical energy store, a generating installation and an electrical load, for example a domestic network, can be indirectly connectable to the domestic distribution grid connection. According to one exemplary embodiment, it is proposed that, starting from the home distribution network connection, at least one energy storage connection, a generation device connection and a home network connection branch off. It is now proposed that a second consumption meter be connected to the house distribution network connection. From the second consumption quantity counter, the generation device connection and the home network connection can indirectly or directly branch off.
Für eine korrekte Erfassung des Eigenverbrauchs von zeitgleich produziertem Grünstrom, der Speicherung und späteren Nutzung von eigen produzierten Grünstrom und der Einspeisung von eigen produzierten Grünstrom in das Energieversorgungsnetz unabhängig von dem netzdienlichen Einsatz des Speichers weist der zweite Verbrauchsmengenzähler zumindest ein abhängig von dem Schaltsignal aktivierbar oder deaktivierbares bzw. umschaltbares Zählwerk auf. Auf ein erstes Zählwerk kann beispielsweise geschaltet werden, wenn der Energieflusssensor einen Energiefluss von dem Energiespeicheranschluss in Richtung des Hausverteilnetzanschlusses misst. Ist ein entgegengesetzter Energiefluss gemessen, wenn der Speicher elektrische Energie bezieht, so kann beispielsweise auf ein zweites Zählwerk des zweiten Verbrauchsmengenzählers geschaltet werden.For a correct detection of self-consumption of simultaneously produced green power, the storage and subsequent use of self-produced green power and the feeding of self-produced green power in the power grid independently of the network use of the memory, the second consumption meter has at least one depending on the switching signal activatable or deactivatable or switchable counter on. For example, it is possible to switch to a first counter when the energy flow sensor measures an energy flow from the energy storage connection in the direction of the domestic distribution network connection. If an opposing energy flow is measured, if the storage device receives electrical energy, it is possible, for example, to switch to a second meter of the second consumption meter.
Die hier erwähnten Zählwerke können mit einer Rücklaufsperre versehen sein. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das jeweilige Zählwerke jeweils nur elektrische Energie messen, die von einer ersten Richtung in eine zweite Richtung fließt und nicht umgekehrt Bei einem umgekehrten Energiefluss zählen die Zählwerke nicht rückwärts sondern verbleiben bei dem bis dahin gezählten Wert.The counters mentioned here can be provided with a backstop. This makes it possible to ensure that the respective counters measure only electrical energy which flows from a first direction to a second direction and not vice versa. In the case of a reverse energy flow, the counters do not count backwards but remain at the value counted up to that point.
Für den Kunden ist es notwendig, zwischen direkt eigenverbrauchtem Grünstrom, das heißt zeitgleich verbrauchten Grünstrom, der von der Erzeugungsanlage stammt und indirekt eigenverbrauchtem Grünstrom aus der Erzeugungsanlage, das heißt den aus dem Speicher entnommenen, zuvor gespeicherten Grünstrom der Erzeugungsanlage zu unterscheiden. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass zwischen dem zweiten Verbrauchsmengenzähler und dem Hausnetzanschluss ein dritter Verbrauchsmengenzähler angeordnet ist. Der dritte Verbrauchsmengenzähler kann zumindest ein Zählwerk aufweisen. Das Zählwerk des dritten Verbrauchsmengenzählers dient zur Erfassung der elektrischen Energie, die die Hausverteilung bezieht. For the customer, it is necessary to distinguish between directly self-consumed green power, that is, at the same time consumed green power, which originates from the generating plant and indirectly self-consumed green power from the generating plant, that is, the previously stored green power of the generating plant. For this reason, it is proposed that a third consumption quantity counter is arranged between the second consumption quantity meter and the domestic network connection. The third consumption quantity counter may have at least one counter. The counter of the third consumption quantity counter is used to record the electrical energy that relates to the distribution of the house.
Auch kann zwischen dem zweiten Verbrauchsmengenzähler und dem Erzeugungsrichtungsanschluss ein vierter Verbrauchsmengenzähler vorgesehen sein. Der vierte Verbrauchsmengenzähler kann zumindest zwei Zählwerke aufweisen. Eines dieser Zählwerke dient zur Erfassung der von der Erzeugungsanlage bezogenen elektrischen Energie. Ein anderes Zählwerk dient zur Erfassung der von der Erzeugungsanlage abgegebenen elektrischen Energie.Also, a fourth consumption amount counter may be provided between the second consumption amount counter and the generation direction terminal. The fourth consumption quantity counter can have at least two counters. One of these counters is used to record the electrical energy obtained from the generating plant. Another counter serves to detect the electrical energy emitted by the generating plant.
Schließlich kann zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und dem Energiespeicheranschluss ein fünfter Verbrauchsmengenzähler angeordnet sein. Dieser fünfte Verbrauchsmengenzähler kann zwei Zählwerke aufweisen. Ein Zählwerk kann die von dem Energiespeicher bezogene elektrische Energie messen. Ein anderes Zählwerk kann die von dem Energiespeicher abgegebene elektrische Energie messen.Finally, a fifth consumption quantity meter can be arranged between the domestic distribution network connection and the energy storage connection. This fifth consumption meter can have two counters. A counter can measure the electrical energy obtained from the energy store. Another counter can measure the electrical energy emitted by the energy store.
Die Zählwerke des dritten, vierten und fünften Verbrauchsmengenzählers sind bevorzugt dauerhaft aktiv und insbesondere nicht beeinflusst von dem Schaltsignal.The counters of the third, fourth and fifth consumption amount counter are preferably permanently active and in particular not influenced by the switching signal.
Auch wird vorgeschlagen, dass die Zählwerke des ersten und/oder zweiten Verbrauchsmengenzählers ausschließlich abhängig von dem Schaltsignal umschaltbar sind.It is also proposed that the counters of the first and / or second consumption quantity counter can be switched exclusively as a function of the switching signal.
Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren nach Anspruch 7.Another aspect is a method according to claim 7.
Bei diesem Verfahren wird eine Energieflussrichtung zwischen einem Energiespeicheranschluss und einem Hausverteilanschluss erfasst. Ferner dient dieses Verfahren dazu, einen ersten Verbrauchsmengenzähler zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und einem Versorgungsnetzanschluss, welcher zumindest zwei Zählwerke aufweist, anzusteuern. Hierzu wird abhängig von der erfassten Energieflussrichtung ein Schaltsignal ausgegeben und dieses Schaltsignal führt zu einem Umschalten zwischen zumindest zwei Zählwerken in dem ersten Verbrauchsmengenzähler bzw. Umschalten zwischen zumindest zwei Zählwerken in dem ersten Verbrauchsmengenzähler. Die gegenständlichen Zähler weisen Zählwerke auf, von denen jeweils zumindest zwei Messungen für eine Energieflussrichtung vom Hausverteilnetzanschluss zum Versorgungsnetzanschluss durchführen. Somit sind jeweils zumindest zwei Zählwerke für eine gleiche Energieflussrichtung, insbesondere vom Hausverteilnetzanschluss zum Versorgungsnetzanschluss eingerichtet und können abhängig von dem Schaltsignal aktiviert sein, insbesondere kann zwischen den Zählwerken abhängig von dem Schaltsignal umgeschaltet werden.In this method, an energy flow direction between an energy storage connection and a home distribution connection is detected. Furthermore, this method is used to control a first consumption quantity meter between the house distribution network connection and a supply network connection, which has at least two counters. For this purpose, a switching signal is output depending on the detected direction of energy flow and this switching signal leads to a switching between at least two counters in the first consumption amount counter or switching between at least two counters in the first consumption amount counter. The subject counters have counters, each of which perform at least two measurements for an energy flow direction from the house distribution network connection to the power grid connection. Thus, in each case at least two counters are set up for an identical energy flow direction, in particular from the house distribution network connection to the supply network connection and can be activated as a function of the switching signal; in particular, it is possible to switch between the counters depending on the switching signal.
Zur Messung der von dem Hausverteilnetzanschluss zu dem Versorgungsnetzanschluss übertragenen Energie sind zwei Zählwerke in dem ersten Verbrauchsmengenzähler vorgesehen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann abhängig von dem Schaltsignal entweder ein erstes oder ein zweites dieser Zählwerke in dem Verbrauchsmengenzähler aktiviert werden oder auf ein erstes oder ein zweites dieser Zählwerke in dem Verbrauchsmengenzähler umgeschaltet werden.For measuring the energy transmitted from the domestic distribution network connection to the supply network connection, two counters are provided in the first consumption quantity counter. According to one embodiment, depending on the switching signal, either a first or a second of these counters may be activated in the consumption amount counter or switched to a first or a second of these counters in the consumption amount counter.
Ein drittes Zählwerk kann vorgesehen sein, welches eine von dem Versorgungsnetzanschluss zu dem Hausverteilnetzanschluss übertragene Energie misst.A third counter may be provided which measures an energy transmitted from the utility grid to the home distribution network terminal.
Zwischen dem Versorgungsnetzanschluss und dem Hausverteilnetzanschluss wird Energie ausgetauscht. Bei einem Stromfluss von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung Versorgungsnetzanschluss wird eine Energie an das Versorgungsnetz geliefert und bei einem Stromfluss von dem Versorgungsnetzanschluss in Richtung Hausverteilnetzanschluss wird eine Energie von dem Versorgungsnetz bezogen.Energy is exchanged between the supply grid connection and the home distribution grid connection. In the case of a current flow from the domestic distribution network connection in the direction of the supply network connection, an energy is supplied to the supply network and, in the case of a current flow from the supply network connection in the direction of the domestic distribution network connection, energy is drawn from the supply network.
Energielieferung wird bevorzugt mit dem ersten und dem zweiten Zählwerk gemessen, wohingegen Energiebezug mit einem dritten Zählwerk gemessen wird.Energy delivery is preferably measured with the first and second counters, whereas energy reference is measured with a third counter.
Somit kann der erste Verbrauchsmengenzähler drei Zählwerke aufweisen, bei dem ein Zählwerk für den Bezug von Energie eingesetzt wird und die beiden ersten Zählwerke für die Lieferung von Energie genutzt werden.Thus, the first consumption amount counter may have three counters in which a meter is used for the purchase of energy and the first two registers are used for the supply of energy.
Wie bereits erläutert, können alle hier genannten Zählwerke mit einer Rücklaufsperre versehen sein, so dass sie lediglich dann Energie messen, wenn die vorgegebene Stromflussrichtung eingehalten ist. As already explained, all counters mentioned here can be provided with a backstop, so that they only measure energy when the predetermined current flow direction is maintained.
Neben dem ersten Verbrauchsmengenzähler kann ein zweiter Verbrauchsmengenzähler vorgesehen sein, in dem ebenfalls ein Zählwerk abhängig von dem Schaltsignal aktiviert wird oder Zählwerke abhängig von dem Schaltsignal umgeschaltet werden.In addition to the first consumption quantity meter, a second consumption quantity meter may be provided, in which likewise a counter is activated as a function of the switching signal or counters are switched as a function of the switching signal.
Der zweite Verbrauchsmengenzähler kann zwischen dem Hausverteilnetzanschluss einerseits und einem Erzeugungseinrichtungsanschluss sowie einem Hausnetzanschluss andererseits angeordnet sein und eine zwischen diesen Anschlüssen ausgetauschte Energiemenge messen. Hierbei kann insbesondere ein Energiefluss in Richtung des Hausverteilnetzanschlusses gemessen werden.The second consumption quantity counter may be arranged between the house distribution network connection on the one hand and a generator connection and a domestic network connection on the other hand and measure a quantity of energy exchanged between these connections. In this case, in particular, an energy flow in the direction of the domestic distribution network connection can be measured.
Mit Hilfe eines ersten Zählwerks des zweiten Verbrauchsmengenzählers kann beispielsweise eine Energiemenge bei einem Energiefluss in Richtung des Hausverteilnetzanschlusses gemessen werden, wenn der Energiespeicher entladen wird, das heißt ein Stromfluss von dem Energiespeicheranschluss in Richtung Hausverteilnetzanschluss messbar ist oder kein Stromfluss zwischen dem Energiespeicheranschluss und dem Hausverteilnetzanschluss messbar ist.With the help of a first counter of the second consumption amount counter, for example, an amount of energy at an energy flow in the direction of Hausverteilnetzanschlusses be measured when the energy storage is discharged, that is, a current flow from the energy storage port towards Hausverteilnetzanschluss can be measured or no current flow between the energy storage port and the Hausverteilnetzanschluss measurable is.
Mit Hilfe eines zweiten Zählwerks des zweiten Verbrauchsmengenzählers kann beispielsweise eine Energiemenge bei einem Energiefluss aus Richtung des Hausverteilnetzanschlusses gemessen werden, wenn der Energiespeicher geladen wird, das heißt ein Stromfluss von dem Hausverteilnetzanschluss in Richtung Energiespeicheranschluss messbar ist.With the help of a second counter of the second consumption meter, for example, an amount of energy can be measured at an energy flow from the direction of the domestic distribution network connection, when the energy storage is charged, that is, a current flow from the house distribution network connection in the direction of energy storage connection is measurable.
Ein Stromfluss bzw. eine Stromflussrichtung zwischen dem Hausverteilnetzanschluss und dem Energiespeicheranschluss kann mit dem Energieflussrichtungssensor gemessen werden. Ein Stromfluss kann mit einem Energiefluss gleichgesetzt werden und der Energieflussrichtungssensor in einem anderen Gerät integriert sein oder nicht.A current flow or a current flow direction between the house distribution network connection and the energy storage connection can be measured with the energy flow direction sensor. A current flow can be equated with an energy flow and the energy flow direction sensor may be integrated in another device or not.
Es ist bevorzugt, wenn das erste Zählwerk des ersten Verbrauchsmengenzählers eine erste Energiemenge misst, wenn der Energiespeicher elektrische Energie speichert, das heißt wenn Strom vom Hausverteilnetzanschluss in Richtung Energiespeicheranschluss fließt.It is preferred if the first counter of the first consumption amount counter measures a first amount of energy when the energy store stores electrical energy, that is to say when electricity flows from the house distribution network connection in the direction of the energy storage connection.
Es ist bevorzugt, wenn das zweite Zählwerk des ersten Verbrauchsmengenzählers eine zweite Energiemenge misst, wenn der Energiespeicher elektrische Energie liefert, das heißt wenn Strom vom Energiespeicheranschluss in Richtung Hausverteilnetzanschluss fließt oder wenn der Energiespeicher weder elektrische Energie speichert noch liefert, also kein Stromfluss messbar ist.It is preferred if the second counter of the first consumption amount meter measures a second amount of energy, if the energy store provides electrical energy, that is, if electricity flows from the energy storage connection in the direction Hausverteilnetzanschluss or if the energy storage neither electrical energy stores nor supplies, so no current flow is measurable.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass ein erstes Zählwerk des zweiten Verbrauchsmengenzählers eine vierte Energiemenge misst, wenn der Energiespeicher keine elektrische Energie speichert oder abgibt oder er elektrische Energie abgibt. Insbesondere ist dies der Fall, wenn ein Stromfluss von dem Energiespeicheranschluss in Richtung des Hausverteilnetzanschlusses messbar ist.According to one exemplary embodiment, it is proposed that a first counter of the second consumption quantity counter measures a fourth amount of energy if the energy store does not store or deliver electrical energy or it outputs electrical energy. In particular, this is the case when a current flow from the energy storage connection in the direction of the domestic distribution network connection can be measured.
Ein dritter Verbrauchsmengenzähler kann vorgesehen sein, mit dessen Hilfe eine an den Hausnetzanschluss gelieferte sechste Energiemenge gemessen wird.A third consumption quantity meter may be provided with the aid of which a sixth quantity of energy supplied to the household supply connection is measured.
An der Erzeugungseinrichtung kann ein vierter Verbrauchsmengenzähler vorgesehen sein. In diesem können zwei Zählwerke vorgesehen sein. Ein erstes Zählwerk kann eine von der Erzeugungseinrichtung abgegeben siebte Energiemenge messen, wohingegen ein zweites Zählwerk eine von der Erzeugungseinrichtung bezogene achte Energiemenge misst.At the generating means, a fourth consumption amount counter can be provided. In this two counters can be provided. A first counter may measure a seventh amount of energy delivered by the generating means, whereas a second counter measures an eighth amount of energy drawn by the generating means.
Die Energieflussrichtungen und die jeweiligen Anordnungen der Verbrauchsmengenzähler sowie die Berechnung relevanter Energiemengen werden nachfolgend anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
-
1 ein System zur Erfassung von Energiemengen mit einer Mehrzahl von Verbrauchsmengenzählern und einem Energieflussrichtungssensor.
-
1 a system for detecting amounts of energy with a plurality of consumption meters and a power flow direction sensor.
Der Hausverteilnetzanschluss
Zwischen dem zweiten Verbrauchsmengenzähler
Zwischen dem zweiten Verbrauchsmengenzähler
Zwischen dem Hausverteilnetzanschluss
Zwischen dem Energieflusssensor
Die Verbrauchsmengenzähler
An dem Hausnetzanschluss
Für die nachfolgende Diskussion sind die in
Der Energieflussrichtungssensor
In dem ersten Verbrauchsmengenzähler
Die OBIS-Kennzahl nach
Wenn ISP < 0 ist, das heißt der Energiespeicher
In dem ersten Verbrauchsmengenzähler
Eine weitere Umschaltung von Zählwerken abhängig von dem Schaltsignal kann für den zweiten Verbrauchsmengenzähler
In dem zweiten Verbrauchsmengenzähler
In dem zweiten Verbrauchsmengenzähler
Bei dem gegenständlichen Verfahren wird durch den Energieflussrichtungssensor
Neben dem ersten und dem zweiten Verbrauchsmengenzähler
Der vierte Verbrauchsmengenzähler
Ein zweites Zählwerk kann eine achte Energiemenge bei einem Energiefluss in Richtung der Erzeugungsanlage
Schließlich kann der fünfte Verbrauchsmengenzähler
Ein zweites Zählwerk kann eine zehnte Energiemenge bei einem Energiefluss in Richtung des Speichers
Mit Hilfe des gezeigten Messkonzeptes ist es nunmehr möglich, dezidiert direkt und indirekt verbrauchte, in der Erzeugungsanlage
Der an das Netz
Der an das Netz
Ferner lässt sich beispielsweise auch berechnen, welche Energiemenge des eigen erzeugten Stroms in dem Speicher gespeichert wird. Dies ist
Die von dem elektrischen Energiespeicher
Die Last
Die direkt eigenverbrauchte Energie, das heißt diejenige, die zeitsynchron zur Erzeugung in der Erzeugungsanlage
Die nicht zeitgleich verbrauchte Energie, das heißt diejenige die in dem Speicher
Mit Hilfe des gezeigten Messsystems ist es nunmehr erstmalig möglich, einen Energiespeicher zum Speichern von Grün- und Graustrom zu verwenden und gleichzeitig alle abrechnungsrelevanten Energiemengen eindeutig erfassen zu können.With the aid of the measuring system shown, it is now possible for the first time to use an energy store for storing green and gray power and at the same time be able to clearly record all energy quantities relevant to billing.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- VersorgungsnetzanschlussSupply mains
- 44
- Versorgungsnetzsupply network
- 66
- VerbrauchsmengenzählerConsumption meter
- 88th
- HausverteilnetzanschlussHouse distribution network connection
- 1010
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 1212
- EnergiespeicheranschlussEnergy storage connection
- 1414
- VerbrauchsmengenzählerConsumption meter
- 1616
- HausnetzanschlussHome Network Connection
- 1818
- ErzeugungseinrichtungsanschlussGenerator connection
- 2020
- VerbrauchsmengenzählerConsumption meter
- 22 22
- VerbrauchsmengenzählerConsumption meter
- 2424
- EnergieflussrichtungssensorEnergy flow sensor
- 2626
- VerbrauchsmengenzählerConsumption meter
- 2828
- Lastload
- 3030
- Erzeugungseinrichtunggenerator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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-
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