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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Techniken zur Erfassung und Verarbeitung von Energiemengen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem, eine Energiemengenberechnungsvorrichtung, ein Energiemengenverarbeitungssystem, ein Energiemengenerfassungsverfahren und ein Energiemengenberechnungsverfahren.
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HINTERGRUND
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Immer mehr private und öffentliche Gebäude werden mit einer Photovoltaikanlage und einem Energiespeicher zum Speichern der von der Photovoltaikanlage erzeugten elektrischen Energie ausgestattet. Die von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie kann unmittelbar verbraucht, in dem Energiespeicher zum späteren Verbrauch gespeichert oder in das angeschlossene Energieversorgungsnetz eingespeist werden. Insbesondere kann nicht unmittelbar verbrauchbare, von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie in dem Energiespeicher zwischengespeichert und später verbraucht werden.
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Für die Einspeisung in das Energieversorgungsnetz erhält der Betreiber der Photovoltaikanlage (nachfolgend auch Teilnehmer genannt) von dem Netzbetreiber eine Einspeisevergütung. Dazu erfolgt zwischen Netzbetreiber und Teilnehmer eine Abrechnung der Einspeisung. Die Höhe der gesetzlich garantierten Einspeisevergütung nimmt jedoch ständig ab bzw. fällt demnächst gegebenenfalls ganz weg. Aus diesem Grund wird für Betreiber von Photovoltaikanlage der Eigenverbrauch immer interessanter. Die gleiche Situation ergibt sich für Betreiber anderer Energieerzeugungsvorrichtungen, wie z.B. Windkraftanlagen, Biomasseanlagen, oder Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen.
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Für die Stromzählung bzw. Stromabrechnung wird zwischen Grünstrom und Graustrom unterschieden. Wenn nachfolgend von Grünstrom die Rede ist, so ist der von der lokalen Energieerzeugungsvorrichtung erzeugte Strom gemeint. Wenn nachfolgend von Graustrom die Rede ist, so ist der aus dem Energieversorgungsnetz bezogene Strom oder mit diesem Strom vermischter Strom gemeint. Der Strom aus dem Energieversorgungsnetz stammt teilweise aus regenerativen Energiequellen. Da er jedoch auch Graustromanteile, z.B. aus Verbrennungskraftwerken enthält, wird er als Graustrom bezeichnet.
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Um zu vermeiden, dass aus dem Energieversorgungsnetz stammende in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie anschließend aus dem Energiespeicher zurück in das Energieversorgungsnetz gespeist wird, was eine Einspeisevergütung zur Folge hätte, ist eine kombinierte Speicherung von auf Grünstrom und Graustrom basierender Energie in ein und demselben Energiespeicher nicht vorgesehen.
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Eine kombinierte Speicherung von Grünstrom und Graustrom in ein und demselben Energiespeicher ist auch zur Zeit nicht zulässig, da bisher keine anerkannten und einfachen Messtechniken existieren, mit denen eindeutig messbar ist, ob Grünstrom oder Graustrom in das Energieversorgungsnetz von dem Energiespeicher eingespeist bzw. vom Teilnehmer verbraucht wird.
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Zur Verbesserung der Netzstabilität haben Netzbetreiber, Stromhändler und Stromvertriebe jedoch ein Interesse, Energiespeicher (beispielsweise für Photovoltaikanlagen) auch zur Speicherung von Graustrom zu nutzen. So sollten die Energiespeicher zu Spitzenerzeugungszeiten Graustrom von dem Energieversorgungsnetz beziehen und zu Spitzenlastenzeiten Strom an das Energieversorgungsnetz liefern können. Derzeit ist es jedoch nur möglich, entweder ausschließlich den eigenerzeugten Strom, das heißt den Grünstrom, in dem Energiespeicher zu speichern und dann entweder in dem Gebäude zu verbrauchen oder an das Energieversorgungsnetz abzugeben (Grünstromspeicherung).
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Somit ist es entweder möglich, dass der Energiespeicher Grünstrom speichert, wenn der Haushalt den Energiespeicher zur Erhöhung des selbstverbrauchten Anteils des durch die Energieerzeugungsvorrichtung produzierten Stroms nutzt, oder dass der Energiespeicher als Graustromspeicher netz-, markt oder systemdienlich eingesetzt wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2017 121 457 A9 betrifft einen Energiespeicher, der sowohl mit Grünstrom also auch mit Graustrom geladen werden kann und eine Messtechnik, mit der Grün- und Graustrommengen getrennt erfasst werden können. Insbesondere sind als Grünstrom oder Graustrom in das Energieversorgungsnetz eingespeiste bzw. vom Teilnehmer verbrauchte Mengen getrennt messbar. Nachteilig bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Anordnung und Messtechnik ist jedoch, dass mindestens fünf Stromzähler notwendig sind um alle abrechnungstechnisch relevanten Daten zu erfassen, was zu einer relativ hohen Komplexität mit hohen Kosten und einem gesteigerten Messdatenverarbeitungsaufwand führt.
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KURZER ABRISS
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Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energiemengenerfassungssystem, eine Energiemengenberechnungsvorrichtung, ein Energiemengenverarbeitungssystem, ein Energiemengenerfassungsverfahren und eine Energiemengenberechnungsverfahren bereitzustellen, welche vereinfachte Messtechniken für Energiespeicher, die mit Grünstrom und Graustrom geladen werden können, verwenden.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Energiemengenerfassungssystem bereitgestellt, welches Folgendes umfasst: Einen ersten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Versorgungsnetz verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem Energiespeicher verbunden zu werden; einen dritten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Verbraucher verbunden zu werden; einen vierten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einer Energieerzeugungsvorrichtung verbunden zu werden; einen erster Netzknoten, über den der erste elektrische Anschluss elektrisch mit dem zweiten elektrischen Anschluss, dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss verbunden ist; einen ersten Energiezähler, der zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem ersten Netzknoten angeordnet ist; einen zweiten Energiezähler, der zwischen dem ersten Netzknoten und dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist; einen zweiten Netzknoten, der zwischen dem zweiten Energiezähler und dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist; und einen Energieflusssensor, der den Energiefluss zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und dem erster Netzknoten erfasst und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem gemessenen Energiefluss Steuersignale für den ersten Energiezähler auszugeben, wobei der erste Energiezähler dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen eine erste Energiemenge, eine zweite Energiemenge, eine dritte Energiemenge und eine vierte Energiemenge zu zählen.
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Bei dem elektrischen Versorgungsnetz kann es sich um ein elektrisches Netzwerk zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie handeln, welches elektrische Leitungen wie Freileitungen und Erdkabeln, und dazugehörige Einrichtungen wie Schalt- und Umspannwerke umfasst. Bei dem Energiespeicher kann es sich um eine Vorrichtung zur Speicherung von momentan verfügbarer, aber nicht benötigter Energie zur späteren Nutzung handeln, wie beispielsweise ein Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie. Bei dem elektrischen Verbraucher kann es sich um mindestens ein an ein Hausnetz angeschlossenes elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Waschmaschine, ein Kühlschrank, etc. handeln. Bei der Energieerzeugungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Photovoltaikanlage oder eine Windkraftanlage handeln. Entsprechend kann es sich bei den elektrischen Anschlüssen um elektrische Verbindungspunkte handeln, über die das Energiemengenerfassungssystem an die jeweiligen externen elektrischen Netze und Vorrichtungen angeschlossen werden können.
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Bei den Energiezählern kann es sich um Stromzähler, beispielsweise Ferraris-Zähler, Doppel- und Mehrtarifstromzähler mit einer Vielzahl von Zählwerken, elektronische Haushaltszähler (EHZ), elektronische Energiezähler oder moderne Messeinrichtungen bzw. intelligente Messsysteme (sogenannte intelligente Energiezähler), die eine oder eine Vielzahl gezählter Energiemengen unterschiedlichen Registern zuordnen, jeweils mit und ohne Fernauslesung, handeln. Vorzugsweise sind die Energiezähler mit einer Rücklaufsperre versehen.
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Bei dem Energieflusssensor kann es sich um ein Energieflussrichtungssensor bzw. ein Energieflussrelais handeln, welches die Richtung des Energie- bzw. Stromflusses durch den Energieflusssensor bestimmt und entsprechende Steuersignale ausgibt. Bei dem Energieflusssensor kann es sich um eine separate Vorrichtung handeln. Der Energieflusssensor kann aber auch in einem der Energiezähler oder Umrichter integriert sein.
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Vorzugsweise gibt der Energieflusssensor zwei Steuersignale an den ersten Energiezähler aus. Die Steuersignale können dabei entweder Anzeigen, dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird, oder dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
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Insbesondere ist es möglich, dass der erste Energiezähler individuell in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen jeweilige einzelne und/oder mehrere der ersten Energiemenge, der zweiten Energiemenge, der dritten Energiemenge und der vierten Energiemenge zählt. Bei den gezählten Energiemengen kann es sich insbesondere um Messwerte in der Einheit Kilowattstunde (kWh) handeln. Bei einem Stromzähler mit mehreren Zählwerken kann dabei für jede gezählte Energiemenge ein Zählwerk vorgesehen sein. Bei einem intelligenten Stromzähler (sogenanntes Smart Meter oder intelligentes Messsystem - iMsys) wird jeder gezählter Energiemenge ein Register zugeordnet. Vorzugsweise werden dabei Object Identification System (OBIS) Kennzahlen verwendet um die Messwerte (Energiemengen, Zählerstände) eindeutig zu identifizieren. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Messwerte über Kommunikationsnetze (drahtlos oder drahtgebunden) übertragen werden.
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Zwischen den elektrischen Anschlüssen befindet sich ein elektrisches Netz mit Netzknoten und Netzzweigen, über welche die Energiezähler und der Energieflusssensor elektrisch miteinander verbunden sind. Bei den Netzknoten kann es sich beispielsweise um Verteilerschienen handeln.
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Wenn in dieser Offenbarung der Begriff Energieerzeugung verwendet wird, so ist eine Erzeugung/Wandlung elektrischer Energie aus anderen Energieträgern, wie Sonnenlicht, Kraft-Wärme-Kopplung, Windkraft, Biomasse oder dergleichen gemeint. Wenn in dieser Offenbarung von erzeugtem Strom gesprochen wird, ist entsprechend Strom gemeint, der aufgrund der Energieerzeugung fließt. Insbesondere können die Begriffe Stromfluss und Energiefluss synonym verwendet werden. So 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 nachfolgend von Energieflussrichtung oder Stromrichtung bzw. Energie oder Strom die Rede ist, so sind diese Begriffe austauschbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform entsprechen die erste Energiemenge und die dritte Energiemenge Energieflüssen vom ersten elektrischen Anschluss zum ersten Netzknoten, und die zweite Energiemenge und die vierte Energiemenge entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten zum ersten elektrischen Anschluss.
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Zur Reduzierung der Anzahl von Energiezählern kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, Energiemengenpaare zu messen. Die Auswahl des jeweiligen Energiemengenpaars kann durch das von dem Energieflusssensor empfangene Steuersignal erfolgen. Insbesondere kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen entweder die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge oder die dritte Energiemenge und die vierte Energiemenge zu zählen.
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So kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird.
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Ferner kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, die dritte Energiemenge und die vierte Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
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Zur Verringerung der Anzahl von Energiezählern kann der Energieflusssensor dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von einem gemessenen Energiefluss Steuersignale für den zweiten Energiezähler auszugeben und der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen eine fünfte Energiemenge, eine sechste Energiemenge, eine siebte Energiemenge und eine achte Energiemenge zu zählen.
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Vorzugsweise gibt der Energieflusssensor zwei Steuersignale an den zweiten Energiezähler aus. Die Steuersignale können dabei entweder Anzeigen, dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird, oder dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform gibt der Energieflusssensor die zwei Steuersignale sowohl an den ersten Energiezähler als auch an den zweiten Energiezähler aus.
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Vorzugsweise entsprechen die fünfte Energiemenge und die siebte Energiemenge Energieflüssen vom ersten Netzknoten zum zweiten Netzknoten, und die sechste Energiemenge und die achte Energiemenge Energieflüssen vom zweiten Netzknoten zum ersten Netzknoten.
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Zur weiteren Verringerung der Anzahl von Energiezählern kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen entweder die fünfte Energiemenge und die sechste Energiemenge oder die siebte und die achte Energiemenge zu zählen.
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So kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, die fünfte Energiemenge und die sechste Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird.
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Ferner kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet ist, die siebte Energiemenge und die achte Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
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So wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem mit zwei Energiezählern, insbesondere maximal zwei Energiezählern, bereitgestellt.
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Mit Hilfe einiger bzw. sämtlicher der vorstehend beschriebenen Merkmale ist es möglich, auf einfache Weise die abrechnungsrelevanten Daten Verbraucher-Versorgungsnetz-Strombezug (insbesondere den Haushalts-Netz-Strombezug) und/oder den Energiespeicher-Versorgungsnetz-Strombezug (insbesondere den Speicher-Netz-Strombezug) zu ermitteln.
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Zur Bestimmung von Energieflussmengen der Energieerzeugungsvorrichtung kann ferner ein dritter Energiezähler vorgesehen sein, der zwischen dem zweiten Netzknoten und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist. Der dritte Energiezähler kann dabei dazu eingerichtet sein, eine neunte Energiemenge und/oder eine zehnte Energiemenge zu zählen. Verzugsweise ist der dritte Energiezähler ständig aktiv und arbeitet unabhängig von den Steuersignalen des Energiefl usssensors.
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Bevorzugt handelt es sich bei der neunten Energiemenge um Energieflüsse vom vierten elektrischen Anschluss zum zweiten Netzknoten und bei der zehnten Energiemenge um Energieflüsse vom zweiten Netzknoten zum vierten elektrischen Anschluss.
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Für eine präzise Energiemengenbestimmung können der erste Energiezähler, der zweite Energiezähler und/oder der dritte Energiezähler dazu eingerichtet sein, die vorstehend beschriebenen Energiemengen in Echtzeit zu zählen.
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So wird gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem mit lediglich drei Energiezählern, insbesondere maximal drei Energiezählern, bereitgestellt, mit welchem alle abrechnungsrelevanten Daten ermittelt werden können.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Energiemengenberechnungsvorrichtung. Vorzugsweise erhält die Energiemengenberechnungsvorrichtung von dem ersten Energiezähler und/oder dem zweiten Energiezähler die gezählten Energiemengen. Der Empfang kann dabei drahtgebunden oder drahtlos (beispielsweise über ein lokales Funknetz oder ein Mobilfunknetz) erfolgen.
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Zur Bestimmung des Verbraucher-Versorgungsnetz-Strombezugs (insbesondere Haushalts-Netz-Strombezug) kann die Energiemengenberechnungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, die erste Energiemenge mit der siebten Energiemenge zu addieren.
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Zur Bestimmung des Energiespeicher-Versorgungsnetz-Strombezugs (insbesondere Speicher-Netz-Strombezug), kann die Energiemengenberechnungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, die siebte Energiemenge von der dritten Energiemenge zu subtrahieren.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Energiemengenverarbeitungssystem, welches ein vorstehend beschriebenes Energiemengenerfassungssystem, einen Gateway und eine vorstehend beschriebene Energiemengenberechnungsvorrichtung umfasst, wobei das Energiemengenerfassungssystem dazu eingerichtet ist, die gezählten Energiemengen an den Gateway zu senden und der Gateway dazu eingerichtet ist, die empfangenen Energiemengen an die Energiemengenberechnungsvorrichtung zu senden.
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Dabei ist es möglich, dass die Energiemengenberechnungsvorrichtung (d.h. die Intelligenz) in dem Gateway oder in einem mit dem Gateway drahtlos oder drahtgebunden in Kommunikationsverbindung stehenden Backend (beispielsweise bei einem Netzbetreiber) angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Gateway um einen sogenannten Smart Meter Gateway handeln. Bei dem Gateway im Sinne dieser Offenbarung kann es sich auch um einen Multi Utility Communication Controller (MUC bzw. MUC-C) handeln.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Energiemengenerfassungsverfahren zur Verwendung in einem der vorstehend beschriebenen Energiemengenerfassungssysteme, wobei das Verfahren Zählen, durch den ersten Energiezähler in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen, einer ersten Energiemenge, einer zweiten Energiemenge, einer dritten Energiemenge und einer vierten Energiemenge umfasst.
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Schließlich betrifft die vorliegende Offenbarung ein Energiemengenberechnungsverfahren zur Verwendung in einer vorstehend beschriebenen Energiemengenberechnungsvorrichtung, wobei das Verfahren Addieren der ersten Energiemenge mit der siebten Energiemenge und/oder Subtrahieren der siebten Energiemenge von der dritten Energiemenge umfasst.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen, Systeme und Verfahren ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenerfassungssystems, welches mit einem elektrischen Versorgungsnetz, einem Energiespeicher, einem elektrischen Verbraucher und einer Energieerzeugungsvorrichtung verbunden ist; und
- 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenverarbeitungssystems mit einem Energiemengenerfassungssystem und einer Energiemengenberechnungsvorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenerfassungssystems 100, welches über einen ersten elektrischen Anschluss 21 mit einem elektrischen Versorgungsnetz 13 verbunden ist, über einen zweiten elektrischen Anschluss 22 mit einem Energiespeicher 10 verbunden ist, über einen dritten elektrischen Anschluss 23 mit einem elektrischen Verbraucher 11 verbunden ist und über einen vierten elektrischen Anschluss 24 mit einer Energieerzeugungsvorrichtung 12 verbunden ist. In der 1 sind nur die zur Beschreibung des Energiemengenerfassungssystems 100 relevanten Elemente schematisch gezeigt. Für den Fachmann ist verständlich, dass bei einer Implementierung weitere Elemente, wie z.B. Wechselrichter, vorgesehen werden können.
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Das Energiemengenerfassungssystem 100 umfasst ferner einen ersten Energiezähler 1, einen zweiten Energiezähler 2, einen dritten Energiezähler 3 und einen Energieflusssensor 5. Der erste elektrische Anschluss 21, der zweite elektrische Anschluss 22, der dritte elektrischen Anschluss 23, der vierte elektrische Anschluss 24, der erste Energiezähler 1, der zweite Energiezähler 2, der dritte Energiezähler 3 und der Energieflusssensor 5 sind über ein elektrisches Netz miteinander verbunden, welches einen erster Netzknoten 31 und einen zweiten Netzknoten 32 umfasst.
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Der erste Energiezähler 1 ist zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 21 und dem ersten Netzknoten 31 angeordnet, der zweite Energiezähler 2 ist zwischen dem ersten Netzknoten 31 und dem zweiten Netzknoten 32 angeordnet und der dritte Energiezähler 3 ist zwischen dem zweiten Netzknoten 32 und dem vierten elektrischen Anschluss 24 angeordnet.
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Ferner misst der Energieflusssensor 5 den Energiefluss zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss 22 und dem ersten Netzknoten 31. Der erste Netzknoten 31 ist zwischen dem ersten Energiezähler 1, dem zweiten Energiezähler 2 und dem zweiten elektrischen Anschluss 22 angeordnet. Der zweite Netzknoten 32 ist zwischen dem zweiten Energiezähler 2 und dem dritten elektrischen Anschluss 23 und dem dritten Energiezähler 3 angeordnet.
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In der 1 sind Energie- bzw. Stromflussrichtungen durch Pfeile gezeigt.
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Der Energieflusssensor 5 misst den durch ihn fließenden Strom 60. Ist der der Strom 60 >= 0, so liefert der Energiespeicher 10 Strom und der Energieflusssensor 5 sendet ein erstes Steuersignal S1 über die Leitung 61 an den ersten Energiezähler 1 und über die Leitung 62 an den zweiten Energiezähler 2. Ist der Strom 60 < 0, so bezieht der Energiespeicher 10 Strom und der Energieflusssensor 5 sendet ein zweites Steuersignal S2 über die Leitung 61 an den ersten Energiezähler 1 und über die Leitung 62 an den zweiten Energiezähler 2.
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Die erste Energiemenge 41 und die dritte Energiemenge 43 entsprechen Energieflüssen vom ersten elektrischen Anschluss 21 zum ersten Netzknoten 31. Die zweite Energiemenge 42 und die vierte Energiemenge 44 entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten 31 zum ersten elektrischen Anschluss 21.
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Die erste Energiemenge 41 und die zweite Energiemenge 42 werden gezählt, wenn der erste Energiezähler 1 über die Leitung 61 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S1 empfängt. Die dritte Energiemenge 43 und die vierte Energiemenge 44 werden gezählt, wenn der erste Energiezähler 1 über die Leitung 61 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S2 empfängt.
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Die fünfte Energiemenge 45 und die siebte Energiemenge 47 entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten 31 zum zweiten Netzknoten 32. Die sechste Energiemenge 46 und die achte Energiemenge 48 entsprechen Energieflüssen vom zweiten Netzknoten 32 zum ersten Netzknoten 31.
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Die fünfte Energiemenge 45 und die sechste Energiemenge 46 werden gezählt, wenn der zweite Energiezähler 2 über die Leitung 62 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S1 empfängt. Die siebte Energiemenge 47 und die achte Energiemenge 48 werden gezählt, wenn der zweite Energiezähler 2 über die Leitung 62 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S2 empfängt.
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Der dritte Energiezähler 3 ist dazu eingerichtet, eine neunte Energiemenge 49 zu zählen, die Energieflüssen vom vierten elektrischen Anschluss 24 zum zweiten Netzknoten 32 entspricht, und/oder eine zehnte Energiemenge 50 zu zählen, die Energieflüssen vom zweiten Netzknoten 32 zum vierten elektrischen Anschluss 24 entspricht.
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In der 1 entspricht der Pfeil 63 dem Netzstrom vom ersten Netzknoten 31 zum ersten elektrischen Anschluss 21, der Pfeil 64 dem Verbraucherstrom vom zweiten Netzknoten 32 zum dritten elektrischen Anschluss 23, und der Pfeil 65 den Energieerzeugungsvorrichtungsstrom vom dritten Energiezähler 3 zum zweiten Netzknoten 32.
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Gemäß einem Energiemengenerfassungsverfahren zur Verwendung mit dem Energiemengenerfassungssystem 100 zählt der erste Energiezähler 1 in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor 5 empfangenen Steuersignalen S1 und S2 die erste Energiemenge 41, die zweite Energiemenge 42, die dritte Energiemenge 43 und die vierte Energiemenge 44. Des Weiteren zählt der zweite Energiezähler 2 in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor 5 empfangenen Steuersignalen S1 und S2 die fünfte Energiemenge 45, die sechste Energiemenge 46, die siebte Energiemenge 47 und die achte Energiemenge 48. Schließlich zählt der dritte Energiezähler 3 unabhängig von dem Energieflusssensor 5 die neunte Energiemenge 40 und die zehnte Energiemenge 50.
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Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform gemäß 1 sind der erste Energiezähler 1, der zweite Energiezähler 2 und der dritte Energiezähler 3 als intelligente Energiezähler, insbesondere, fernauslesbare intelligente Energiezähler ausgebildet.
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Das Kennzahlensystem OBIS ist in den Normen DIN EN 62056-61:2007-06 OBIS - Object Identification System und DIN EN 13757-1:2003-03 Datenaustausch definiert.
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In diesem Fall können beispielsweise die folgenden OBIS-Kennzahlen den ersten bis zehnten Energiemengen zugeordnet sein:
- erste Energiemenge 41: OBIS-Kennzahl 1.8.1
- zweite Energiemenge 42: OBIS-Kennzahl 2.8.1
- dritte Energiemenge 43: OBIS-Kennzahl 1.8.2
- vierte Energiemenge 44: OBIS-Kennzahl 2.8.2
- fünfte Energiemenge 45: OBIS-Kennzahl 1.8.1
- sechste Energiemenge 46: OBIS-Kennzahl 2.8.1
- siebte Energiemenge 47: OBIS-Kennzahl 1.8.2
- achte Energiemenge 48: OBIS-Kennzahl 2.8.2
- neunte Energiemenge 49: OBIS-Kennzahl 2.8.0
- zehnte Energiemenge 50: OBIS-Kennzahl 1.8.0
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Entsprechend wird in den Energiezählern 1 und 2 zwischen den Zählwerken bzw. Registern mit den OBIS-Kennzahlen 1.8.1 und 1.8.2 und entsprechend zwischen den Zählwerken bzw. Registern mit den OBIS-Kennzahlen 2.8.1 und 2.8.2 umgeschaltet.
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In den Ausführungsformen der 1 werden Messtechniken zur gleichzeitigen Graustrom- und Grünstromspeicherung mit maximal drei Energiezählern bereitgestellt, wobei Einschränkungen in der Funktionalität im Hinblick auf eine gesetzeskonforme Messung und Abrechnung vermieden werden.
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Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenverarbeitungssystems mit einem Energiemengenerfassungssystem und einer Energiemengenberechnungsvorrichtung. Bei dem Energiemengenerfassungssystem kann es sich insbesondere um das in der 1 gezeigte Energiemengenerfassungssystem 100 handeln.
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Das Energiemengenerfassungssystem 100 ist drahtlos oder drahtgebunden mit einem Gateway 110 (beispielsweise einem Smart Meter Gateway) verbunden, welches wiederum drahtlos oder drahtgebunden mit einer Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 verbunden ist. Die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 kann beispielsweise in einem Backend angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 in dem Gateway 110 angeordnet ist und berechnete Daten an ein Backend weiterleitet (in 2 nicht gezeigt).
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Die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 erhält die von den Energiezählern 1, 2 und 3 gemessenen Energiemengen 41 bis 50 und berechnet daraus abrechnungsrelevante Werte. Insbesondere werden von der Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 die folgenden abrechnungsrelevanten Werte berechnet:
- Energiepeicher-Stromlieferung = (Energiemenge 42) - (Energiemenge 46) (Bezeichnung z.B.: ENetz, Lieferung(grau) = ENetz, Lieferung(graul) - EPV-HH, Netz-Lieferung(grün))
- Energieerzeugungsvorrichtungs-Versorgungsnetzeinspeisung = (Energiemenge 44) + (Energiemenge 46) (Bezeichnung z.B.: ENetz, Lieferung(grün) = ENetz, Lieferung(grünl) + EPV-HH, Netz-Lieferung(grün))
- Energieerzeugungsvorrichtungserzeugung = Energiemenge 49 (Bezeichnung z.B.: EPV, Lieferung)
- Verbraucher-Eigenstromverbrauch = (Energiemenge 49) - (Energiemenge 44) - (Energiemenge 46) (Bezeichnung z.B.: EEigenstromverbrauch = EPV, Lieferung - ENetz, Lieferung(grün))
- Eine vereinfachte Berechnung wird insbesondere für die folgenden abrechnungsrelevanten Werte ermöglicht:
- Verbraucher-Netzstrombezug = (Energiemenge 41) + (Energiemenge 47) (Bezeichnung z.B.: EHH, Netz-Bezug(grau) = ENetz-Bezug_ohne_Speicher(grau) + EPV-HH, Netz-Bezug(ohne Speicher))
- Energiespeicher-Netzstrombezug = (Energiemenge 43) - (Energiemenge 47) (Bezeichnung z.B.: ESP, Bezug(grau) = ENetz-Bezug mit Speicher(grau) - EPV-HH, Netz-Bezug(ohne Speicher))
- Gemäß einem Energiemengenberechnungsverfahren zur Verwendung mit dem in 2 gezeigten Energiemengenverarbeitungssystem empfängt die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 die Energiemengen 41 bis 50 und berechnet die vorstehend genannten abrechnungsrelevanten Werte.
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Folglich wird eine vereinfachte Berechnung von abrechnungsrelevanten Daten für Energiespeicher, die mit Grünstrom und Graustrom geladen werden können, bereitgestellt.
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In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017121457 A9 [0009]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 62056-61:2007-06 [0058]
- DIN EN 13757-1:2003-03 [0058]
