DE112006003313T5 - Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie - Google Patents

Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie Download PDF

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Kazuo Suekane
Satoshi Yamamoto
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie mit einem Leistungseingangsanschluss, der Leistung von einem öffentlichen Stromversorgungssystem empfängt, einer Haus-Stromerzeugungsvorrichtung, die dadurch Leistung an eine Last liefert, dass sie eine Zusammenwirkung zwischen der Eingangsanschlussleistung am Leistungseingangsanschluss und im Haus erzeugter hausinterner Leistung aufbaut, einer Energiesammelvorrichtung, die Energie ansammelt, und einer Steuerungseinheit, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung die durch die Last aufgenommene Leistung überschritten hat, die Eingangsleistung für die Energiesammelvorrichtung auf solche Weise steuert, dass die Überschussleistung, die den Umfang des Überschusses darstellt, in der Energiesammelvorrichtung angesammelt wird, mit:
einer Schalteinheit, die auf der Leistungseingangsseite der Energiesammelvorrichtung vorhanden ist und die Eingangsleistung schaltet und sie in die Energiesammelvorrichtung eingibt; und
einer Sensoreinheit, die am Leistungseingangsanschluss vorhanden ist und die Stärke des in diesen fließenden Stroms erfasst; und wobei die Steuerungseinheit Folgendes aufweist:
eine Schaltsteuereinrichtung, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung größer als die durch die Last...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Versorgungssystem mit im Haus erzeugter Energie für den Hausgebrauch, und spezieller betrifft sie einen Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie, der überschüssige Energie als Überschussleistung ansammelt, wenn die Ausgangsenergie der Energieerzeugung im Haus die durch die Last verbrauchte Energie überschreitet.
  • Hintergrundbildende Technik
  • Ein Versorgungssystem mit Energieerzeugung im Haus ist ein System, das Energie dadurch an eine Last liefert, dass das öffentliche Stromversorgungssystem und eine Haus-Stromerzeugungsvorrichtung parallel mit der Last verbunden werden. Normalerweise erfolgt die Realisierung einer Haus-Stromerzeugungsvorrichtung durch eine Motorgeneratorvorrichtung unter Nutzung eines fossilen Brennstoffs oder einen Solarenergiegenerator, der Sonnenlicht nutzt oder dergleichen.
  • Jedoch geschieht es bei einem Versorgungssystem mit Energieerzeugung im Haus, um die Versorgung der Last mit Energie durch das Stromversorgungssystem und die Haus-Stromerzeugungsvorrichtung, die zusammenwirkend arbeiten, auszuführen, wenn die durch die Haus-Stromerzeugungsvorrichtung erzeugte Energie die durch die Last verbrauchte Energiemenge überschreitet, manchmal, dass diese Überschussleistung rückwärts in das öffentliche Stromversorgungssystem fließt. In diesem Fall ist es, wenn nicht die Stromversorgungsfirma einen Vertrag zum Erwerben dieser rückwärts fließenden Energie abgeschlossen hat, erforderlich, zu gewährleisten, dass diese Überschussleistung nicht in das System fließt.
  • Mit diesem Ziel kann ein Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie für ein Versorgungssystem mit Energieerzeugung im Haus geschaffen werden. Ein derartiger Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie kann beispielsweise eine Vorrichtung enthalten, die die Überschussleistung in Wärme wandelt und diese thermisch als heißes Wasser speichert. Ein Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie mit dieser Struktur wird auch als Kogeneratorsystem bezeichnet. Bei einem Kogeneratorsystem kann die als Wärme gespeicherte Energie durch ein Brennstoffzellensystem rückgewonnen werden, oder sie kann dadurch für eine andere Anwendung genutzt werden, dass sie zu einer Wärmetauschervorrichtung geführt wird.
  • Der im Patentdokument #1 beschriebene Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie verfügt über eine Thermospeichereinheit, die Energie ansammelt (mit einem Heizer, der Wärme aus der Überschussleistung speichert), eine Sensoreinheit, die die vom System empfangene Energie erfasst, eine Schaltstufe, die die Eingangsleistung zur Thermospeichereinheit steuert, und eine Steuerungseinheit, die die Schaltstufe auf Grundlage der durch die Sensoreinheit erfassten empfangenen Energie steuert und die Eingangsleistung für die Thermospeichereinheit einstellt. Bei einem Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie mit diesem Strukturtyp ist es möglich, durch Steuern der Schalteinheit, Überschussleistung in der Thermospeichereinheit rückzugewinnen, wenn Überschussleistung verfügbar ist, da es möglich ist, durch die Sensoreinheit zu erkennen, ob Überschussleistung erzeugt wird oder nicht (durch Erkennen des Vorliegens oder Fehlens eines Rückwärtsflusses in einer Energieempfangseinheit). Da die vom System empfangene Energiemenge null ist, wenn es möglich ist, die Überschussleistung in der Thermospeichereinheit vollständig rückzugewinnen, wird auch das Ausgangssignal der Sensoreinheit null. Demgemäß kann die Steuerungseinheit dadurch, dass sie entscheiden kann, dass Überschussleistung rückgewonnen wird, erkennen, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit null wird.
    Patentdokument #1: Japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung 2004-92458 .
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Jedoch ist es mit dem oben beschriebenen Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie nicht möglich, zu erkennen, ob der Grund dafür, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit null wird, in einer tatsächlichen Rückgewinnung von Energie oder in einer Unterbrechung einer Leitung der Sensoreinheit liegt.
  • Demgemäß führt, wenn das Ausgangssignal der Sensoreinheit aufgrund einer Unterbrechung einer Leitung derselben als null erfasst wird, die Steuerungseinheit eine fehlerhafte Steuerung aus, und im Ergebnis tritt das Problem auf, dass dies zu einem anormalen Betrieb führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie zu schaffen, der zuverlässig eine Unterbrechung einer Leitung der Sensoreinheit erkennen kann.
  • Maßnahmen zum Lösen des Problems
  • Der Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie gemäß der Erfindung ist mit Folgendem versehen: einem Leistungseingangsanschluss, der Leistung von einem öffentlichen Stromversorgungssystem empfängt, einer Haus-Stromerzeugungsvorrichtung, die dadurch Leistung an eine Last liefert, dass sie eine Zusammenwirkung zwischen der Eingangsanschlussleistung am Leistungseingangsanschluss und im Haus erzeugter hausinterner Leistung aufbaut, einer Energiesammelvorrichtung, die Energie ansammelt, und einer Steuerungseinheit, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung die durch die Last aufgenommene Leistung überschritten hat, die Eingangsleistung für die Energiesammelvorrichtung auf solche Weise steuert, dass die Überschussleistung, die den Umfang des Überschusses darstellt, in der Energiesammelvorrichtung angesammelt wird.
  • Als Energiesammelvorrichtung kann eine Thermospeichervorrichtung verwendet werden, die Energie in Wärme wandelt und diese thermisch speichert.
  • Im normalen Betriebszustand wird die Last durch die Zusammenwirkung zwischen der Eingangsanschlussenergie und der im Haus erzeugten Leistung betrieben. Wenn beispielsweise die durch die Last verbrauchte Leistung 1000 W ist und die im Haus erzeugte Leistung 800 W ist, beträgt die Eingangsanschlussleistung 200 W.
  • Wenn die durch die Last verbrauchte Leistung kleiner als die im Haus erzeugte Leistung ist, wird Überschussleistung erzeugt. Wenn beispielsweise die durch die Last aufgenommene Leistung von 1000 W auf 500 W fällt, existieren 300 W an Überschussleistung, da die im Haus erzeugte Leistung 800 W beträgt. Da Überschussleistung erzeugt wird, wird die Eingangsanschlussleistung null. Die Steuerungseinheit gibt die Überschussleistung in die Energiesammelvorrichtung ein, damit die Überschussleistung nicht rückwärts in das öffentliche Stromversorgungssystem fließt.
  • Bei der oben beschriebenen Struktur ist der Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie gemäß der Erfindung mit Folgendem versehen: einer Schalteinheit, die auf der Leistungseingangsseite der Energiesammelvorrichtung vorhanden ist und die Eingangsleistung schaltet und sie in die Energiesammelvorrichtung eingibt; und einer Sensoreinheit, die am Leistungseingangsanschluss vorhanden ist und die Stärke des in diesen fließenden Stroms erfasst.
  • Darüber hinaus weist die Steuerungseinheit gemäß der Erfindung Folgendes auf: eine Schaltsteuereinrichtung, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung größer als die durch die Last aufgenommene Leistung ist, einen ersten Steuerungstyp ausführt, bei dem sie die Schalteinheit so steuert, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null wird, und die dann, wenn das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null ist, einen zweiten Steuerungstyp ausführt, bei dem sie die Schalteinheit so steuert, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit einen Wert einnimmt, der einer vorbestimmten Sollempfangsleistung entspricht; und eine Entscheidungseinrichtung, die entscheidet, dass die Sensoreinheit anormal arbeitet, wenn während des zweiten Steuerungstyps durch die Schaltsteuereinrichtung das Ausgangssignal der Sensoreinheit nicht erhöht ist, sondern ungefähr null ist.
  • Beim ersten Steuerungstyp wird die Steuerungseinheit dazu gesteuert, die Überschussleistung in die Energiesammelvorrichtung einzugeben.
  • Außerdem wird beim zweiten Steuerungstyp die Steuerung so ausgeführt, dass untersucht wird, ob der Grund dafür, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null wird, auf dem ersten Steuerungstyp oder einer Anormalität der Sensoreinheit beruht (für die angenommen werden kann, dass sie auf einer Unterbrechung einer Leitung der Sensoreinheit (oder dergleichen, beruht). Anders gesagt, wird, beim zweiten Steuerungstyp, wenn das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null ist, die Steuerungseinheit so gesteuert, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit einen Wert einnimmt, der einer vorbestimmten Sollempfangsleistung entspricht. Demgemäß wird die Sensoreinheit so gesteuert, dass die Eingangsleistung in die Energiesammelvorrichtung etwas erhöht wird. Im Ergebnis wird Leistung, die in diesem Ausmaß erhöht wurde, vom Leistungseingangsanschluss eingegeben.
  • Dabei entscheidet die Sensoreinheit-Entscheidungseinrichtung, dass die Sensoreinheit anormal arbeitet, wenn das Ausgangssignal derselben nicht erhöht ist, sondern ungefähr null beträgt. Außerdem entscheidet die Entscheidungseinrichtung, dass die Sensoreinheit normal arbeitet, wenn das Ausgangssignal derselben geringfügig erhöht ist. Wenn die Sensoreinheit normal arbeitet, wird die Schalteinheit so gesteuert, dass, entsprechend dem ersten Steuerungstyp, erneut die gesamte Überschussleistung in die Energiesammelvorrichtung eingegeben wird.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung ist es, gemeinsam damit, dass sie auf zuverlässige Weise ein Rückwärtsfließen von Überschussleistung zur Seite des öffentlichen Stromversorgungssystem vermeiden kann, wenn die durch die Last aufgenommene Leistung kleiner als die durch die Stromerzeugung im Haus erzielte Leistung geworden ist, auch möglich, ohne irgendeinen Einfluss auf diese Steuerung auszuüben, dass die Sensoreinheit immer korrekt entschei det, ob eine Anormalität aufgetreten ist oder ob die Situation normal ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Strukturdiagramm eines Wandlers zum Rückgewinnen elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Steuerungseinheit zeigt.
  • Die 1 ist ein Blockdiagramm eines Wandlers zum Rückgewinnen elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In 1 ist das öffentliche Stromversorgungssystem 3 (nachfolgend als "System" bezeichnet) auf der Leistungseingangsseite eines Wandlers 1 zum Rückgewinnen elektrischer Energie mit einem Leistungseingangsanschluss 2 verbunden. Außerdem ist eine Spannungsversorgungsleitung 4 auf ihrer Seite am Wandler 1 mit dem Leistungseingangsanschluss 2 verbunden. Mit dieser Spannungsversorgungsleitung 4 sind eine Haus-Stromerzeugungsvorrichtung 5, wie ein Motorgenerator oder dergleichen, und eine Last 6 verbunden, und durch das System 3 und die Haus-Stromer zeugungsvorrichtung 5, die wechselwirkend zusammenarbeiten, wird Leistung an die Last 6 geliefert. Mit dem Leistungseingangsanschluss 2 ist ein erster Stromwandler (CT) 7 verbunden. Der Ausgang dieses CT 7 ist mit einer Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 verbunden. Der am Leistungseingangsanschluss 2 fließende Strom (der Leistungseingangsanschlussstrom) wird durch dieses Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erfasst. Der durch die Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erfasste Wert des Leistungseingangsanschlussstroms wird in eine Steuerungseinheit 9 und eine Eingangsanschlussleistung-Erfassungseinheit 10 eingegeben.
  • Die Steuerungseinheit 9 ist mit einer Funktion dahingehend versehen, zu entscheiden, ob eine Leitung des CT 7 unterbrochen ist oder nicht, sowie mit der Funktion des Erzeugens eines Signals für den Sollwert der Eingangsanschlussleistung. Außerdem zeigt, wenn durch die Steuerungseinheit 9 erkannt wird, dass eine Leitungsunterbrechung des CT 7 aufgetreten ist, eine Anzeigeeinheit 17 das Ergebnis dieser Entscheidung an.
  • Die Eingangsanschlussleistung-Erfassungseinheit 10 berechnet die Eingangsanschlussleistung und die Stromrichtung auf Grundlage der Stromstärke am Leistungseingangsanschluss 2 sowie des Werts der Spannung an diesem. Der Wert dieser Eingangsanschlussleistung (einschließlich eines Symbols, das die Stromrichtung kennzeichnet) wird an eine Sollwert-Einstelleinheit 11 ausgegeben.
  • Der Wandler 1 zum Rückgewinnen elektrischer Energie verfügt über eine Thermospeichereinheit 12, die die Überschussleistung in Wärme wandelt, die sie ansammelt. Ein zweiter Stromwandler (CT) 13 sowie eine Schaltstufe 14 sind zwischen die Thermospeichereinheit 12 und die Spannungsversorgungsleitung 4 geschaltet. Das Ausgangssignal des CT 13 wird in eine Erfassungsein heit 15 für thermisch gespeicherte Energie eingegeben. Der Ausgang des oben beschriebenen CT 13 und die Spannungsversorgungsleitung 4 sind mit der Erfassungseinheit 15 für thermisch gespeicherte Energie verbunden, und dadurch berechnet diese Erfassungseinheit 15 das Ausmaß der thermisch gespeicherten Energie, die in der Thermospeichereinheit 12 thermisch gespeichert (rückgewonnen) ist.
  • Das Ausgangssignal dieser Erfassungseinheit 15 für thermisch gespeicherte Energie und das Ausgangssignal der Sollwert-Einstelleinheit 11 werden in eine Schalttreibereinheit 16 eingegeben. Die Schalttreibereinheit 16 steuert die Schaltstufe 14 dadurch an, dass sie sie mit hoher Frequenz so schaltet, dass das Ausmaß der durch die Erfassungseinheit 15 für thermisch gespeicherte Energie berechneten thermisch gespeicherten Energie dem durch die Sollwert-Einstelleinheit 11 eingestellten Sollwert entspricht.
  • Es ist zu beachten, dass die Schalttreibereinheit 16 aus einer für sich bekannten Ansteuerschaltung besteht, die ein Schaltelement innerhalb der Schaltstufe 14 durch PWM-Steuerung oder Frequenzsteuerung schaltet.
  • Bei der oben beschriebenen Schaltungsstruktur stellt die Steuerungseinheit 9 den Anfangswert des Sollwerts auf null ein.
  • Daher arbeitet der oben beschriebene Wandler 1 zum Rückgewinnen elektrischer Energie wie folgt:
  • (1) Wenn die von der Last 6 aufgenommene Leistung größer als die im Haus erzeugte Leistung ist (Zustand "S1"):
  • In diesem Fall wird der Leistungsmangel vom öffentlichen Stromversorgungssystem 3 geliefert. Wenn beispielsweise die durch die Last 6 aufgenommene Leistung 1200 W beträgt und die maximale Ausgangsleistung der Haus-Stromerzeugungsvorrichtung 5 1000 W beträgt, ist der Leistungsmangel 200 W. Dieser Leistungsmangel wird vom System 3 geliefert.
  • Die Eingangsanschlussleistung wird durch die Eingangsanschlussleistung-Erfassungseinheit 10 zu 200 W erkannt, und die Sollwert-Einstelleinheit 11 erfasst diesen Wert. So gibt die Sollwert-Einstelleinheit 11 die Abweichung (einen negativen Wert) zwischen der erfassten Eingangsanschlussleistung von 200 W und dem Wert null aus, so dass die Eingangsanschlussleistung null wird. Diese Abweichung wird an die Schalttreibereinheit 16 ausgegeben, und diese steuert die Schaltstufe 14 so an, dass die durch die Erfassungseinheit 15 für thermisch gespeicherte Energie erfasste thermisch gespeicherte Energie ein Ausmaß einnimmt, das der oben beschriebenen Abweichung entspricht. Da dieser Zustand "S1" ein solcher ist, bei dem ein Leistungsmangel auftritt, ist die oben beschriebene Abweichung ein Wert, der die thermisch gespeicherte Energie auf null hin bringt. Demgemäß wird in diesem Zustand "S1" ein vollständiger Aus-Zustand der Schaltstufe 14 aufrecht erhalten.
  • (2) Wenn die durch die Last 6 aufgenommene Leistung kleiner als die im Haus erzeugte Leistung ist (Zustand "S2"):
  • In diesem Fall wird im Wandler 1 zum Rückgewinnen elektrischer Energie Überschussleistung erzeugt. Wenn beispielsweise die durch die Last 6 aufgenommene Leistung zu 200 W angenommen wird und die Nennausgangsleistung der Haus-Stromerzeugungsvorrichtung 5 zu 800 W angenommen wird, wird die Überschussleistung 600 W. Diese Überschussleistung wird vom System 3 geliefert. Die Schaltstufe 14 führt einen Schaltvorgang in solcher Weise aus, dass diese Überschussleistung insgesamt in die Thermospeichereinheit 12 eingegeben wird. Anders gesagt, gibt die Sollwert-Einstelleinheit 11 die Abweichung (einen positiven Wert) zwischen der erfassten Eingangsanschlussleistung von 600 W und dem Wert null aus, so dass die Eingangsanschlussleistung null wird (so dass die Überschussleistung von 600 W nicht zur Seite des Systems 3 zurück fließt). Diese Abweichung wird an die Schalttreibereinheit 16 ausgegeben und diese steuert die Schaltstufe 14 auf solche Weise an (erster Steuerungstyp), dass die durch die Erfassungseinheit 15 für thermisch gespeicherte Energie erfasste thermisch gespeicherte Energie ein Ausmaß annimmt, das der oben beschriebenen Abweichung entspricht. Da dieser Zustand "S2" ein solcher ist, in dem eine Überschussleistung auftritt, ist die oben beschriebene Abweichung ein Wert in der Richtung zum Erhöhen der thermisch gespeicherten Energie. Demgemäß wird in diesem Zustand "S2" eine EIN/AUS-Steuerung der Schaltstufe 14 ausgeführt.
  • (3) CT-Überwachungsvorgang:
  • Die Steuerungseinheit 9 des Wandlers 1 zum Rückgewinnen elektrischer Energie erfasst periodisch, ob eine durch eine Leitungsunterbrechung des CT 7 verursachte Anormalität aufgetreten ist oder nicht.
  • Wenn die Steuerungseinheit 9 erkennt, dass der durch die Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erkannte Strom am Leistungseingangsanschluss null ist (einschließlich ungefähr null), entscheidet sie, ob der Grund hierfür auf einer Leitungsunterbrechung des CT 7 oder auf der oben beschriebenen Steuerung gemäß dem Zustand "S2" beruht. Für diese Entscheidung wird ein Signal an die Sollwert-Einstelleinheit 11 ausgegeben, um den durch diese eingestellten Sollwert zu 20 W, was ein konstanter Wert ist, zu machen. Dieser Sollwert ist ein solcher für die vom System 3 eingegebene Lieferleistung. Daher wird der durch die Sollwert-Einstelleinheit 11 eingestellte Sollwert von null auf 20 W geändert. Wenn die erfolgt ist, steuert die Schalttreibereinheit 16 die Schaltstufe so an (zweiter Steuerungstyp), dass die in der Thermospeichereinheit 12 thermisch gespeicherte Überschussleistung um 20 W erhöht wird. Wenn dabei eine Leitungsunterbrechung des CT 7 aufgetreten ist, wird der durch die Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erfasste Strom am Leistungseingangsanschluss vom Pegel null auf einen Pegel erhöht, der gerade 20 W entspricht.
  • Wenn dagegen keine Leitungsunterbrechung des CT 7 aufgetreten ist, bleibt der durch die Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erfasste Strom am Leistungseingangsanschluss auf null. So entscheidet die Steuerungseinheit 9 dadurch, ob der durch die Leistungseingangsanschluss-Stromerfassungseinheit 8 erfasste Strom am Leistungseingangsanschluss etwas gegenüber seinem Pegel null erhöht ist oder ob er alternativ auf null gehalten ist, ob eine Leitungsunterbrechung des CT 7 aufgetreten ist oder nicht (Sensoreinheit-Entscheidungseinrichtung).
  • Außerdem führt die Steuerungseinheit 9, wenn sie entschieden hat, dass der CT 7 anormal arbeitet (d. h., dass eine Leitungsunterbrechung aufgetreten ist), eine Fehlerverarbeitung (Mitteilung oder dergleichen) aus.
  • Es ist zu beachten, dass der oben beschriebene Sollwert von 20 W ein Wert ist, der in Bezug auf die Nennausgangsleistung der Haus-Stromerzeugungsvorrichtung 5 ausreichend klein ist. Ferner ist die Zeitperiode dafür, dass der Sollwert von 20 W auf null zurückkehrt, wenn der CT 7 normal arbeitet, extrem kurz. Demgemäß übt die Steuerung zum Überwachen des CT 7 beinahe keinen Einfluss auf die Gesamtsteuerung dahingehend, die Eingangsanschlussleistung auf null zu bringen, aus.
  • Die Steuerungseinheit 9 kann den obigen CT-Überwachungsbetrieb beispielsweise alle 10 ms ausführen.
  • Die 2 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs der Steuerungseinheit 9 auf genaue Weise.
  • Wenn in diesen CT-Überwachungsbetrieb eingetreten wird, erfolgt eine Entscheidung dahingehend, ob der Strom am Leistungsein gangsanschluss null ist oder nicht (Schritt ST1). Unter null ist eine Größe zu verstehen, die so zu interpretieren ist, dass sie irgendwelche Fehler enthält und auch die in der Schaltung verbrauchte Energie enthält (beispielsweise die durch die Schaltstufe 14 verbrauchte Energie). Wenn dieser Strom nicht null ist, wird entschieden, dass die fehlende Leistungsmenge vom System 3 empfangen wird und der Verarbeitungsfluss endet. Darüber hinaus wird auch entschieden, dass der CT 7 normal arbeitet.
  • Außerdem wird, wenn der Strom am Leistungseingangsanschluss null ist, entschieden, ob der Grund hierfür auf einer Leitungsunterbrechung des CT 7 oder auf einer Steuerung in den oben beschriebenen Zustand "S2" beruht.
  • Zunächst wird der oben beschriebene Sollwert auf 20 W eingestellt (Schritt ST2). Als Nächstes erfolgt eine Entscheidung dahingehend, ob der Strom am Leistungseingangsanschluss größer als null ist oder nicht (Schritt ST3). Wenn der Strom am Leistungseingangsanschluss größer als null ist, wird entschieden, dass der CT 7 normal arbeitet, und die Verarbeitung endet. Wenn der Strom am Leistungseingangsanschluss auf null gehalten wird, erfolgt eine Entscheidung dahingehend, (Schritt ST5), ob dieser Zustand für eine feste Zeitperiode aufrecht erhalten wurde, und wenn dies der Fall ist, wird entschieden, dass eine Leitungsunterbrechung des CT 7 aufgetreten ist ((Schritt ST6). Der Steuerungsablauf geht dann zu einer in der Figur nicht dargestellten Alarmverarbeitung weiter. Bei dieser Alarmverarbeitung wird auf der Anzeigeeinheit 17 die Tatsache angezeigt, dass eine Leitung unterbrochen ist. Wenn jedoch der Zustand, in dem der Strom am Leistungseingangsanschluss null ist, nicht für die feste Zeitperiode aufrecht erhalten wird, endet die Verarbeitung, da die Möglichkeit besteht, dass die Tatsache dahingehend, dass entschieden wurde, dass der Strom am Leistungseingangsanschluss größer als null sei, eine durch Störungen oder dergleichen verursachte Fehlentscheidung sein könnte.
  • Die Steuerungseinheit 9 führt die in der 2 dargestellte Verarbeitung wiederholt alle 10 ms aus. Andererseits steuert die Schalttreibereinheit 16, auf Grundlage der von der Sollwert-Einstelleinheit 11 ausgegebenen Abweichung, die Schaltstufe 14 immer auf solche Weise, dass die Eingangsanschlussleistung dem Sollwert gleich wird. Darüber hinaus ist der oben beschriebene Sollwert von 20 W ausreichend klein im Vergleich zur Nennausgangsleistung der Haus-Stromerzeugungsvorrichtung 5. Ferner ist die Zeitperiode dafür, dass der Sollwert von 20 W auf null zurückkehrt, wenn der CT 7 normal arbeitet, extrem kurz. Demgemäß übt die Steuerung zum Überwachen des CT 7 beinahe keinen Einfluss auf die Gesamtsteuerung dahingehend, die Eingangsanschlussleistung zu null zu machen, aus.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Diese Erfindung kann bei einem Kogeneratorsystem zur Verwendung im Haushalt oder am Arbeitsplatz angewandt werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Dieser Wandler (1) zum Rückgewinnen elektrischer Energie zum Liefern von Leistung an eine Last (6) verfügt über eine Haus-Stromversorgungsvorrichtung (5) zum Liefern von Leistung in Zusammenwirkung mit einer Eingangsanschlussleistung an einem Leistungseingangsanschluss (2). Darüber hinaus verfügt sie über eine Thermospeichervorrichtung (12), die dann, wenn in einem Zustand, in dem ein Sollwert für die Eingangsanschlussleistung auf null gesetzt ist, eine Überschussleistung erzeugt wird, diese Leistung thermisch speichert. Ferner ist eine Steuerungseinheit (9) enthalten, die dann, wenn Überschussleistung erzeugt wird, entscheidet, ob eine Leitungsunterbrechung eines CT (7) aufgetreten ist oder nicht, was dadurch erfolgt, dass sie den Sollwert für die Eingangsanschlussleistung von null auf einen vorbestimmten Wert erhöht und entscheidet, ob der Strom am Leistungseingangsanschluss etwas gegenüber null erhöht ist.
  • 1
    Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie
    2
    Leistungseingangsanschluss
    5
    Haus-Stromerzeugungsvorrichtung
    7
    erster Stromwandler (CT)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-92458 [0005]

Claims (3)

  1. Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie mit einem Leistungseingangsanschluss, der Leistung von einem öffentlichen Stromversorgungssystem empfängt, einer Haus-Stromerzeugungsvorrichtung, die dadurch Leistung an eine Last liefert, dass sie eine Zusammenwirkung zwischen der Eingangsanschlussleistung am Leistungseingangsanschluss und im Haus erzeugter hausinterner Leistung aufbaut, einer Energiesammelvorrichtung, die Energie ansammelt, und einer Steuerungseinheit, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung die durch die Last aufgenommene Leistung überschritten hat, die Eingangsleistung für die Energiesammelvorrichtung auf solche Weise steuert, dass die Überschussleistung, die den Umfang des Überschusses darstellt, in der Energiesammelvorrichtung angesammelt wird, mit: einer Schalteinheit, die auf der Leistungseingangsseite der Energiesammelvorrichtung vorhanden ist und die Eingangsleistung schaltet und sie in die Energiesammelvorrichtung eingibt; und einer Sensoreinheit, die am Leistungseingangsanschluss vorhanden ist und die Stärke des in diesen fließenden Stroms erfasst; und wobei die Steuerungseinheit Folgendes aufweist: eine Schaltsteuereinrichtung, die dann, wenn die im Haus erzeugte Leistung größer als die durch die Last aufgenommene Leistung ist, einen ersten Steuerungstyp ausführt, bei dem sie die Schalteinheit so steuert, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null wird, und die dann, wenn das Ausgangssignal der Sensoreinheit ungefähr null ist, einen zweiten Steuerungstyp ausführt, bei dem sie die Schalteinheit so steuert, dass das Ausgangssignal der Sensoreinheit einen Wert einnimmt, der einer vorbestimmten Sollempfangsleistung entspricht; und eine Entscheidungseinrichtung, die entscheidet, dass die Sensoreinheit anormal arbeitet, wenn während des zweiten Steue rungstyps durch die Schaltsteuereinrichtung das Ausgangssignal der Sensoreinheit nicht erhöht ist, sondern ungefähr null ist.
  2. Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie nach Anspruch 1, bei dem die Schalteinheit ein mit hoher Frequenz schaltendes Schaltelement und eine dieses mit einer PWM-Ansteuerung ansteuernde Schalttreibereinheit aufweist.
  3. Wandler zum Rückgewinnen elektrischer Energie nach Anspruch 1, bei dem die Energiesammelvorrichtung eine Thermospeichervorrichtung ist, die Leistung in Wärme wandelt.
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