DE19502786C2 - Schaltungsanordnung und Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Geräten - Google Patents

Schaltungsanordnung und Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Geräten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen elektrischen Geräten.
Das Verfahren ist anwendbar bei elektrischen Geräten, die alle an einem Stromnetz betrieben werden und gemeinsam eine Gruppe bilden (beispielsweise alle elektrischen Geräte eines Hauses).
Aus der EP 0 620 631 A1 ist ein Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen Hausgeräten bekannt. Die Hausgeräte weisen jeweils einen programmierbaren Controller auf, mit Hilfe dessen - programmgesteuert - eine elektrische Verbindung zwischen dem zugehörigen Hausgerät und dem Versorgungsnetz hergestellt bzw. unterbunden werden kann. Zusätzlich ist eine Zentraleinheit vorhanden, die ebenfalls einen programmierbaren Controller aufweist. Für einen Datenaustausch mittels Infrarotsignalen besteht eine Verbindung zwischen den einzelnen Controllern der Hausgeräte einerseits und der Zentraleinheit andererseits.
Der Leistungsbedarf der Hausgeräte ist in Arbeitsphasen aufgeteilt und jede einer Arbeitsphase zugeordnete Leistung ist in einer Controllereinheit programmiert. Wenn ein Hausgerät eingeschaltet ist, sendet es Daten betreffend die Leistung in der nächstfolgenden Arbeitsphase an die Zentraleinheit. Diese ermittelt - unter Berücksichtigung der zulässigen Spitzenbelastung des Stromnetzes - anhand der empfangenen Daten und vorgegebener Prioritäten das oder die als nächstes ans Versorgungsnetz zu schaltende Hausgeräte. Dazu sendet sie codierte Daten aus, die von den Controllern des oder der ermittelten Hausgeräte als Auslösesignale erfaßt werden. Die Verbindung der betreffenden Hausgeräte zum Stromnetz wird daraufhin aufrechterhalten bzw. hergestellt. Die Controller mit ihren Sende- und Empfangseinrichtungen sind Bestandteile der jeweiligen Hausgeräte. Möglichkeiten einer einfachen Erweiterung des Systems um weitere Hausgeräte werden nicht angesprochen.
Ein Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz betriebenen Gerät mit dem Ziel, die Spitzenlast im Versorgungsnetz nicht zu überschreiten, ist aus dem Aufsatz:
Koglin, Eberhard; Harnau, Volker: On-Line-Lastoptimierung in der Elektrizitätsversorgung. In: Elektrizitätswirtschaft, Jahrgang 93 (1994), Heft 4, Seiten 136 bis 142 bekannt. Jedem schaltbaren Verbraucher wird eine Priorität zugewiesen. Das Energieversorgungsunternehmen mißt viertelstündlich die verbrauchte Energie und legt dann - programmgesteuert - unter Berücksichtigung der erwähnten Prioritäten und der Spitzenleistung des Stromnetzes fest, welche Verbraucher nun - vollautomatisch - zu- bzw. abgeschaltet werden.
Aus der DE 33 46 773 C2 ist eine Energienutzungsanlage bekannt, die aus einer Windenergieanlage und einer Solaranlage besteht. Die Energienutzungsanlage speist Verbraucher, die in Laststufen unterteilt sind. Auf der Basis vorgebbarer Prioritäten lassen sich die Laststufen - mittels einer zentralen Steuerung - (einzeln) zu- und abschalten. Mit der gezielten Spannungsversorgung der Verbraucher soll die Frequenz des von der Windenergieanlage erzeugten Stromes auf einem möglichst konstanten Wert gehalten werden. Dabei wird die an die Verbraucher gespeiste Leistung immer etwas unterhalb der vom Wind angebotenen Leistung gehalten. Eine (zusätzliche) Versorgung aus dem öffentlichen Stromnetz ist nicht vorgesehen. Möglichkeiten zur Erweiterung des Systems sind nicht erwähnt.
Der Aufsatz:
Pieper, Frank: Mit der Rundsteuerung in die 80er Jahre. In: etz Band 101 (1980) Heft 14, Seiten 794 bis 796 befaßt sich mit einer zentralen Steuerung, mittels derer vorgebbare Verbraucher gezielt mit dem Stromnetz verbunden bzw. vom Stromnetz getrennt werden können. Auf diese Weise wird die tägliche Lastkurve des Energieversorgungsunternehmens eingeebnet. Die Schaltsignale an die Verbraucher werden mittels eines Ankopplungsgerätes über das Stromnetz - als der Netzspannung überlagerte Impulsfolge - gegeben; jeder an dem Steuerungsverfahren beteiligte Verbraucher weist ein Rundsteuerempfangsgerät auf. Wenn das über das Stromnetz empfangene Signal mit einem im jeweiligen Rundsteuerempfangsgerät vorprogrammierten Befehlscode übereinstimmt, wird eine entsprechende Schalthandlung zum Ein- oder Ausschalten des Verbrauchers ausgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen Geräten zu schaffen, mit Hilfe dessen die Geräte unter Berücksichtigung vorgebbarer Daten betreffend die Verbraucher und die Energieversorgung gezielt mit dem Stromnetz verbunden werden. Ferner soll eine Schaltungsanordnung zur gezielten Spannungsversorgung der angeschlossenen Geräte bereitgestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 14.
Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 handelt es sich um ein Spitzenlastmanagement, das der Anpassung der vom Stromnetz an die Geräte abgegebenen Leistung an die (aufgrund der elektrischen Installation) maximal zulässige Gesamtleistung dient. Das Spitzenlastmanagement ist in den Fällen von Bedeutung, in denen die Summe der Leistungen der vorhandenen Geräte größer ist als die maximal zulässige Gesamtleistung (Spitzenleistung). Durch das Spitzenlastmanagement werden nur so viele (eingeschaltete) Geräte gleichzeitig mit dem Stromnetz verbunden, daß die Gesamtleistung den maximal zulässigen Grenzwert nicht übersteigt.
Möglich ist ein solches Verfahren für Geräte, deren Betrieb unter Berücksichtigung der üblichen Lebensgewohnheiten problemlos zeitlich verschoben werden kann. Hierzu zählen beispielsweise Waschmaschinen, Trockner, Geschirrspüler, Gefriertruhen und Heißwasserboiler. Demgegenüber gibt es andere Geräte, die nach ihrem Einschalten unverzüglich arbeiten sollten, weil sie bei verschiedenen Tätigkeiten des Alltags behilflich sind und dabei einer ständigen Handhabung des Benutzers bedürfen.
Hierzu zählen beispielsweise Staubsauger, Haartrockner oder Durchlauferhitzer, ferner alle Geräte zur Speisenzubereitung, wie Elektroherde, Toaster, Kaffeeautomaten u. a. Derartige Geräte können allerdings ebenfalls am Spitzenlastmanagement (mit Zuteilung von hohen Prioritäten an diese Geräte) beteiligt werden, da sie in der Lage sind, erforderlichenfalls andere Geräte aus der Stromversorgung zu verdrängen. Für das Verfahren brauchen an den Geräten keine Veränderungen vorgenommen werden. Es eignet sich damit besonders gut zur Integration in eine existierende Infrastruktur.
Das Verfahren nach Anspruch 2 dient einer Grundlastoptimierung, und zwar zur optimalen Nutzung von eigenerzeugtem Strom. Als Stromquelle ist beispielsweise eine Solaranlage denkbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird durch zeitversetztes Zuschalten der Geräte (möglichst lange) für eine Grundlast gesorgt, die die eigenerzeugte Leistung (nach Möglichkeit) vollständig aufnimmt. Dadurch wird der erzeugte Strom von den Geräten direkt verbraucht. Es besteht keine Notwendigkeit den Strom zwischenzuspeichern oder ins öffentliche Netz einzuspeisen.
Die eingeschalteten Geräte nach Anspruch 3 sind vom Bediener eingeschaltet worden, üblicherweise durch Betätigen des Einschaltknopfes, sie sind jedoch nicht unbedingt alle mittels des zwischengeschalteten Controllers am Netz angeschlossen. Folglich ist es denkbar, daß einige der eingeschalteten Geräte gerade im Betrieb sind und andere nicht. Im letztgenannten Fall sind sie in einem "Wartemodus"; die zugehörigen Controller fordern Leistung an.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Eine Schaltungsanordnung ist im Anspruch 14 definiert.
Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von vier Abbildungen, aus denen sich weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben, näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Tabelle zur Erläuterung des Spitzenlastmanagements,
Fig. 2 ein Zustandsdiagramm für einen Controller beim Spitzenlastmanagement,
Fig. 3 eine Tabelle zur Erläuterung des Grundlastmanagements,
Fig. 4 einen Schaltplan für einen Controller.
Für ein Spitzenlastmanagement mehrerer elektrisch betriebener Hausgeräte sind diese über Controller an ein gemeinsames Stromnetz geschaltet. Damit die Leistungszuteilung für jede Phase getrennt optimiert werden kann, erhält jedes Hausgerät für jede Phase, von der es versorgt werden soll, einen eigenen Controller.
Beim Spitzenlastmanagement sind für jeden Controller vier Größen relevant:
  • - die maximal zulässige Spitzenleistung, die von der jeweiligen Phase des Stromnetzes in die Geräte gespeist werden darf,
  • - die Leistung des an dem Controller angeschlossenen Gerätes,
  • - der Leistungsbedarf, der von anderen Geräten beansprucht wird und sich zusammensetzt aus der Leistung der gerade im Betrieb befindlichen Geräte und der Leistung derjenigen Geräte, welche zwar eingeschaltet sind, die aber der Controller (noch) nicht mit dem Stromnetz verbunden hat, und schließlich
  • - die Priorität, mit der die Geräte an das Stromnetz geschaltet werden sollen.
Die maximal zulässige Spitzenleistung (Gesamtleistung), die eigene Leistung und die eigene Priorität werden vor dem Beginn des Spitzenlastmanagements (als vorgegebene Parameter) durch Schalter an jedem Controller eingestellt. Die Information über den (aktuellen) Leistungsbedarf und die Prioritäten der anderen Geräte erhält jeder Controller durch die Kommunikation (mit den anderen Controllern).
Ausgelöst durch den Empfang einer Aufforderung bzw. Anforderung sendet jeder Controller, der mit einem (vom Bediener) eingeschalteten Hausgerät verbunden ist, Daten zu der von dem Hausgerät benötigten Leistung und zur Priorität des Hausgerätes.
In jedem Controller, dessen zugehöriges Hausgerät einen aktuellen Leistungsbedarf hat und folglich mit dem Stromnetz verbunden werden (oder verbunden bleiben) soll, wird der gesamte Leistungsbedarf, beginnend mit der Leistung des Hausgerätes höchster Priorität, nacheinander aufsummiert und mit dem eingestellten Wert für die maximal zulässige Spitzenleistung verglichen.
Jeder Priorität läßt sich mindestens ein Gerät mit einem bestimmten aktuellen Leistungsbedarf zuordnen; es ergibt sich folglich für jede Priorität ein bestimmtes Leistungspaket.
Beginnend mit der höchsten Priorität werden die Leistungspakete nacheinander so lange addiert, bis die Summe der Leistungen möglichst nahe an den Wert für die Spitzenleistung herankommt, wobei dieser Wert dabei nicht überschritten werden darf. Alle Controller, die bei dieser Addition berücksichtigt wurden, stellen die Verbindung zwischen dem Stromnetz und dem zugehörigen (vom Bediener eingeschalteten) Hausgerät her (bzw. erhalten die Verbindung aufrecht). Die betreffenden Hausgeräte gelangen daraufhin in den Betriebszustand.
Die Controller der nicht berücksichtigten (ebenfalls eingeschalteten, aber nicht im Betriebszustand befindlichen) Hausgeräte gehen in den Stand by- Modus über, und zwar so lange, bis nach dem Ausschalten mindestens eines anderen Hausgerätes - unter Berücksichtigung ihrer Priorität - für sie Leistung verfügbar ist. Die Tabelle nach Fig. 1 führt die Leistungspakete von acht Hausgeräten (B1i, B2i, . . . B8i) mit fünf Prioritäten auf. Der erste Index bezeichnet die Nummer des Hausgerätes und der zweite Index die zugehörige Priorität (i = 1, 2, . . . 5). Die Hausgeräte mit der höchsten Priorität haben die Bezeichnungen B₂₁, B₅₁, B₈₁.
Die kumulierten Leistungspakete ergeben bis zur Priorität 3 eine Leistung von 2,1 kW und bis zur Priorität 4 eine Leistung von 3,1 kW. Bei einer zulässigen Spitzenleistung von insgesamt 3 kW für alle Geräte bedeutet dies, daß alle Geräte einschließlich der mit der Priorität 3 Zugriff zum Netz erhalten. Die Controller der Hausgeräte B₆₄ und B₇₅ befinden sich im Stand by-Modus, also im Wartezustand. Im vorliegenden Fall würde das Haushaltsgerät B₆₄ sofort zum Stromnetz durchgeschaltet, sobald eines mit höherer Priorität ausgeschaltet wird. Das Hausgerät B₇₅ (mit seiner Leistung von 3 kW) würde nur dann an das Stromnetz gelangen, wenn alle anderen Hausgeräte ausgeschaltet sind.
Die zur geschilderten Ermittlung der Lastverteilung notwendige Aufforderung wird über das Stromnetz übertragen, wie noch weiter unten ausgeführt wird. Sie richtet sich als Broadcast an alle Controller der Gruppe. Ausgelöst wird sie durch eine Veränderung der Gesamtleistung, und zwar wird die Aufforderung immer gesendet, wenn ein Hausgerät ein- oder ausgeschaltet wird.
Aufgrund dieser Aufforderung beteiligt sich jeder Controller, der sein angeschlossenes Hausgerät mit dem Stromnetz verbinden möchte, mit einer Bedarfsnachfrage am Verfahren der Ermittlung der Leistungsverteilung.
Im Falle der Abschaltung eines Hausgerätes startet der zugeordnete Controller zwar eine Aufforderung und initiiert damit eine Verteilungsermittlung, meldet dabei aber selbst keinen Leistungsbedarf an. Damit ist gewährleistet, daß prioritätsmäßig nachrangige Geräte die freigewordene Leistung erhalten können.
Da ein Controller durch einen Bediener vom Stromnetz getrennt werden kann, ohne daß der Controller zuvor seinen Bedarf abmelden könnte, wird zyklisch im Abstand von 10 Minuten eine Aufforderung zur Ermittlung der Leistungsverteilung gesendet. Diese Aufforderung erfolgt unabhängig von einer Änderung der Gesamtleistung. Durch sie wird der Leistungsbedarf aktualisiert, und es ist sichergestellt, daß der Zugang zur Leistung nicht irrtümlich oder bedingt durch Übertragungsstörungen verhindert wird. Die Zeitmessung startet parallel in allen Controllern. Sobald die Zykluszeit in einem der Controller erreicht wird, startet dieser eine Aufforderung, und es wird die Zykluszeit in allen Controllern zurückgesetzt, so daß nur eine einzige Aufforderung ausgesendet wird.
Fig. 2 zeigt ein Zustandsdiagramm für einen derartigen Controller. Zunächst befindet sich der Controller im Grundzustand. Mit dem Einschalten des angeschlossenen (Haus-)Geräts gelangt er in den Zustand "Abfrage Aufforderung". Daraufhin wird eine Aufforderung von diesem Controller gesendet ("Senden Bedarf") zum Zwecke einer Bedarfsermittlung für die optimale Leistungsaufteilung unter Berücksichtigung der Kriterien beim Spitzenlastmanagement ("Verteilungsermittlung").
Die Verteilungsermittlung wird abgeschlossen durch ein "Response Timeout". Wurde innerhalb von 100 ms (Timeout) nach Senden der Aufforderung kein weiterer Bedarf angemeldet, wird die Verteilungsermittlung abgeschlossen. Jeder Controller entscheidet nun intern über die optimale Leistungsverteilung gemäß den erwähnten Kriterien des Spitzenlastmanagements.
Aus dem Ergebnis dieser Entscheidung folgt entweder der Zustand "Ein", bei dem die Verbindung zwischen dem Stromnetz und dem Hausgerät hergestellt ist, oder der Zustand "Stand by", bei dem der Controller die Verbindung unterbricht.
Erhält der Controller in einem dieser Zustände eine Aufforderung zur Ermittlung der optimalen Leistungsaufteilung, so beteiligt er sich mit Übermittlung seines Leistungsbedarfs, startet anschließend wieder die Ermittlung der Lastverteilung und geht - abhängig von der Kalkulation - wiederum in den Zustand "Ein" oder in den Zustand "Stand by". Damit ist gewährleistet, daß sich der Controller veränderten Nachfragebedingungen durch neu hinzugekommene oder durch abgeschaltete Geräte flexibel anpaßt. Er kann aufgrund der Kalkulation zwischen dem Zustand "Ein" und dem Zustand "Stand by" wechseln.
Wird ein Gerät ausgeschaltet und befindet sich der Controller im Zustand "Ein", so wechselt er daraufhin in den Zustand "Abfrage Aufforderung". Er beteiligt sich jedoch nicht mehr mit einer Meldung eines eigenen Leistungsbedarfs an der Ermittlung der Lastverteilung und geht anschließend zurück in den Grundzustand. Befindet er sich dagegen im Zustand "Stand By", so geht er sofort in den Grundzustand über.
An der zyklischen Aufforderung zum Start der Ermittlung der Lastverteilung sind nur diejenigen Controller beteiligt, die sich gerade im Stand by-Modus befinden.
Eine Schwierigkeit besteht in der Feststellung des Schaltzustandes des Hausgerätes durch den zugehörigen Controller. Zwischen ihm und dem Hausgerät gibt es außer einer Verbindungsleitung (für den Stromfluß vom Stromnetz in das Hausgerät) keine weitere Verbindung. Es besteht daher keine unmittelbare Möglichkeit, den Schaltzustand festzustellen. Zur Bestimmung des Schaltzustands läßt sich der in das Gerät hineinfließende Strom verwenden.
Dazu verbindet der Controller im Grundzustand das angeschlossene Gerät mit dem Stromnetz. Ist das Gerät ausgeschaltet, so ergibt sich kein Problem. Ist es eingeschaltet, so wird es zunächst kurzzeitig gestartet. Der Strom wird detektiert und damit festgestellt, daß das Gerät eingeschaltet ist. Der Controller startet daraufhin die Bedarfsnachfrage. Je nach Bedarf und aktueller Leistungsverteilung geht der Controller in den Zustand "Ein" über oder in den Zustand "Stand by". Im Zustand "Ein" des Controllers bleibt die Verbindung zwischen Stromnetz und Gerät erhalten, im Stand by-Modus wird die elektrische Verbindung zwischen Stromnetz und Gerät unterbrochen und der Controller wartet darauf, Zugriff zur Last zu erhalten.
Die Folge dieses Verfahrens ist ein kurzer Leistungspeak nach dem Zuschalten des Gerätes, der bis nach Ermittlung der optimalen Leistungsverteilung ansteht. Da es sich nicht um ein Inselnetz handelt, sondern eine Verbindung zum öffentlichen Netz besteht, kann dieser Leistungspeak geduldet werden.
Damit das Verfahren auch in dreiphasigen Netzen eingesetzt werden kann, wird bei der Kalkulation der Lastverteilung nur die Leistung berücksichtigt, die von den an einer (gemeinsamen) Phase angeschlossenen Geräten beansprucht wird. Dabei ist unerheblich, wie die Leistungsverteilung in den beiden anderen Phasen aussieht. Deshalb müssen aus den Leistungsbedarfsmeldungen der Controller nur diejenigen herausgefiltert werden, die die eigene Phase betreffen. Alle anderen Leistungsbedarfsmeldungen werden außer Betracht gelassen.
Dazu wird die Aufforderung zum Start der Ermittlung der Leistungsverteilung synchron zum Nulldurchgang der betreffenden Phase gesendet. Sie richtet sich ausschließlich an Controller der gleichen Phase. Jeder Controller vergleicht den Nulldurchgang der eigenen Phase mit dem Zeitpunkt des Empfangs dieser Aufforderung.
Fällt sie mit ihrem Beginn in ein zeitliches Fenster von 2 ms nach dem exakten Nulldurchgang der eigenen Phase, wird sie als phaseneigenes Signal akzeptiert. Alle Aufforderungen, deren Beginn später liegt, werden nicht beachtet.
Die Tabelle nach der Fig. 3 macht die Arbeitsweise des Grundlastmanagements deutlich, das der optimalen Nutzung von (in einem Generator) eigenerzeugtem Strom dient. Dazu soll durch eine optimale zeitliche Aufteilung des Betriebs von elektrischen Geräten möglichst lange eine Grundleistung als gemeinsame Verbraucherlast hervorgerufen werden. Diese Grundleistung sorgt dafür, daß der eigenerzeugte Strom möglichst vollständig im Haus verbraucht wird. Dadurch braucht keine (selbsterzeugte) Leistung in das Netz eingespeist zu werden.
Für das Grundlastmanagement werden (genau so, wie es beim Spitzenlastmanagement erforderlich ist) zwischen die Hausgeräte und die Phasen des Stromnetzes Controller geschaltet, die den Stromfluß zu den Hausgeräten ein- und ausschalten können.
Jedes Hausgerät hat für jede Phase, an die es angeschlossen ist, einen eigenen Controller.
An jedem Controller werden zunächst folgende Daten eingestellt:
  • - die Priorität des angeschlossenen Hausgerätes,
  • - die Leistung dieses Hausgerätes und
  • - die angebotene Leistung, also die von dem Generator erzeugte Leistung.
Beim Grundlastmanagement gilt die Regel, daß alle die Hausgeräte eingeschaltet werden, deren nach Priorität geordnete Leistungspakete ganz oder auch nur teilweise in den Bereich der vorgegebenen Grundlast fallen.
Gemäß Fig. 3 würden bei einer vorgegebenen Grundlast von 0,3 kW die Hausgeräte B₃₁, B₂₂, B₁₃, B₄₃ einschalten, da sie in ihrer Summe eine Leistung von mehr als 0,3 kW benötigen. Die Hausgeräte B₅₄ und B₆₄ würden im Stand by-Modus auf ihre Zuschaltung warten.
Für das Grundlastmanagement gilt ebenfalls das Zustandsdiagramm nach der Fig. 2, das weiter oben bereits beschrieben wurde.
Fig. 4 zeigt einen Schaltplan für einen Controller (1), der beim Spitzenlastmanagement oder beim Grundlastmanagement eingesetzt werden könnte. Der Controller (1) wird von einem Programm gesteuert. Für das Spitzenlastmanagement und für das Grundlastmanagement werden unterschiedliche Programme benötigt. Der Controller (1) ist über einen Eingangsstecker (2) mit einer Phase (3) des Stromnetzes verbunden. Zwischen den Eingangsstecker (2) und ein Modem (4) ist ein Übertrager (5) geschaltet. Das Modem (4) ist mit einem Mikroprozessor (M) verbunden. Dadurch ist ein Empfang und ein Senden von Daten über das Stromnetz möglich. Für die Kommunikation zwischen den Controllern (1) der Hausgeräte einer Gruppe ist daher keine eigene Datenleitung erforderlich.
Der Mikroprozessor (M) erfragt Daten, die von dem Bediener über Schaltknöpfe (6) des Controllers (1) eingestellt werden.
Die einzustellenden Werte betreffen die Leistung und die Priorität des angeschlossenen Hausgerätes und ferner die zulässige Spitzenleistung (beim Spitzenlastmanagement) bzw. die Höhe der angebotenen Leistung (beim Grundlastmanagement).
Vom Eingangsstecker (2) bis zu einem Ausgangsstecker (7), an dem das (nicht dargestellte) Hausgerät angeschlossen ist, ist eine durchgehende Verbindungsleitung (8) mit einem Schalter (9) geführt. Der Schalter (9) wird - abhängig von vorgegebenen Kriterien zur optimalen Leistungssteuerung (Spitzenlastmanagement, Grundlastmanagement) - vom Mikroprozessor (M) geöffnet und geschlossen. Wenn sich der Controller im Zustand "Ein" befindet, ist der Schalter (9) geschlossen, im Stand by-Modus ist er geöffnet.
In die Verbindungsleitung (8) ist ein Stromwandler (10) eingefügt, der ausgangsseitig mit dem Mikroprozessor (M) verbunden ist.
Mit Hilfe dieses Stromwandlers (10) kann der Mikroprozessor (M) erfassen, ob das angeschlossene Hausgerät eingeschaltet ist oder nicht. Dazu muß der Schalter (9) (zumindest kurzzeitig) geschlossen werden, damit festgestellt werden kann, ob ein Stromfluß erfolgt oder nicht.
Eine Spannungsversorgungseinrichtung (11) stellt die Energieversorgung für den Mikroprozessor (M) und das Modem (4) sicher.

Claims (16)

1. Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen elektrischen Geräten, wobei jedes Gerät an mindestens eine Phase (3) des Stromnetzes angeschlossen ist, wobei zwischen dem Gerät und jeder angeschlossenen Phase (3) ein Controller (1) geschaltet ist, mit dem eine elektrische Verbindung zwischen der jeweiligen Phase (3) und dem Gerät hergestellt bzw. unterbrochen werden kann, und dazu bei jedem Controller (1) Daten zur Priorität und zur elektrischen Leistungsaufnahme des zugehörigen Gerätes in der betreffenden Phase (3) und außerdem Daten betreffend die zulässige Spitzenleistung der mindestens einen Phase (3) eingestellt werden und jeder an einem eingeschalteten Gerät angeschlossene Controller (1) nach Empfang einer Aufforderung unter Berücksichtigung aller dieser Daten und der Daten bezüglich der von den anderen Geräten in dieser mindestens einen Phase (3) gerade aufgenommenen bzw. angeforderten elektrischen Leistung festlegt, ob eine elektrische Verbindung zwischen dem zugehörigen Gerät und der jeweiligen Phase (3) hergestellt, aufrechterhalten oder unterbunden wird.
2. Verfahren zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen elektrischen Geräten, wobei jedes Gerät an mindestens eine Phase (3) des Stromnetzes angeschlossen ist, wobei zwischen dem Gerät und jeder Phase (3) ein Controller (1) geschaltet ist, mit dem eine elektrische Verbindung zwischen der jeweiligen Phase (3) und dem Gerät hergestellt bzw. unterbrochen werden kann, und dazu bei jedem Controller (1) Daten zur Priorität und zur elektrischen Leistungsaufnahme des zugehörigen Gerätes in der betreffenden Phase (3) sowie zur Höhe der von einer dezentralen Stromerzeugung dem Stromnetz gelieferten Leistung eingestellt werden und wobei jeder Controller (1) nach Empfang einer Aufforderung unter Berücksichtigung dieser eingestellten Daten und der Daten betreffend die von den anderen Geräten von dieser mindestens einen Phase (3) gerade aufgenommenen bzw. angeforderten elektrischen Leistung festlegt, ob eine elektrische Verbindung zwischen dem zugehörigen Gerät und der jeweiligen Phase (3) hergestellt, aufrechterhalten oder unterbunden wird, wobei dazu nach dem Empfang der Aufforderung und der Daten betreffend die von den anderen Geräten von dieser mindestens einen Phase (3) gerade aufgenommenen bzw. angeforderten elektrischen Leistung in denjenigen Controllern (1), die mit dem eingeschalteten Gerät verbunden sind, beginnend mit dem Leistungsbedarf des Gerätes höchster Priorität, der Leistungsbedarf der Geräte, geordnet nach ihren Prioritäten, so lange addiert wird, bis entweder der Leistungsbedarf aller eingeschalteten Geräte addiert ist, ohne daß die Summe der Leistungen die von der dezentralen Stromversorgung gelieferte Leistung übersteigt, oder bis die Summe der Leistungen die von der dezentralen Stromversorgung gelieferte Leistung bei der Addition erstmals übersteigt, und wobei dann bei allen bei der Addition berücksichtigten Geräten die elektrische Verbindung mit der jeweiligen Phase (3) aufrechterhalten bzw. hergestellt wird und bei allen anderen Geräten aufgehoben wird bzw. aufgehoben bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Empfang der Aufforderung und der Daten betreffend die Prioritäten und den aus der gerade aufgenommenen bzw. angeforderten Leistung gebildeten Leistungsbedarf der anderen Geräte in denjenigen Controllern (1), die mit eingeschalteten Geräten verbunden sind, beginnend mit dem Leistungsbedarf des Gerätes höchster Priorität, der Leistungsbedarf der Geräte, geordnet nach ihren Prioritäten, so lange addiert wird, bis die Summe der Leistungen der zulässigen Spitzenleistung möglichst nahe kommt, ohne daß diese überschritten wird, daß dann bei allen bei der Addition berücksichtigten Geräten die elektrische Verbindung mit der jeweiligen Phase (3) aufrechterhalten bzw. hergestellt wird und bei allen anderen Geräten aufgehoben wird bzw. aufgehoben bleibt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach Empfang der Aufforderung eine vorgegebene Zeitspanne abgewartet wird, in der jeder Controller (1) einmalig den Leistungsbedarf und die Priorität des angeschlossenen Gerätes sendet, wobei die Controller (1), deren angeschlossenes Gerät eingeschaltet ist, die voreingestellten Daten zur Leistungsaufnahme dieses Gerätes und die anderen Controller (1) Signale entsprechend einem Leistungsbedarf von Null senden, daß sich die Zeitspanne nach jedem Empfang von Daten zum Leistungsbedarf und zur Priorität entsprechend verlängert und daß nach Ablauf der Zeitspanne jeder Controller (1) ermittelt, ob das angeschlossene Gerät mit der Phase (3) verbunden werden soll oder nicht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Controller (1), deren angeschlossene Geräte nicht eingeschaltet sind, nach Empfang einer Aufforderung keine Daten senden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne 80 bis 120 ms beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufforderung regelmäßig nach einer festen Zykluszeit von denjenigen Controllern (1) ausgesendet wird, an die jeweils ein eingeschaltetes Gerät angeschlossen ist, welches durch den jeweiligen Controller (1) vom Stromnetz getrennt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zykluszeit 5 bis 15 Minuten beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Controllern (1), an die ein eingeschaltetes Gerät angeschlossen ist, welches durch den entsprechenden Controller (1) vom Stromnetz getrennt ist, zyklisch eine Zeitmessung ausgelöst wird und daß derjenige Controller (1), der als erster bei der Zeitmessung den Wert der Zykluszeit erreicht, die Aufforderung an alle Controller (1) aussendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedesmal nach dem Empfang einer Aufforderung die Zeitmessung in allen Controllern (1) von neuem gestartet wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufforderung beim Ein- und/oder beim Ausschalten eines Gerätes vom entsprechenden Controller (1) an alle anderen Controller (1) gesendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufforderung und die Daten jeweils synchron zum Nulldurchgang der Spannung in der betreffenden Phase (3) des Controllers (1) ausgesendet werden, daß alle Controller (1) beim Empfang der Signale den Zeitpunkt mit dem Nulldurchgang ihrer Phase (3) vergleichen und daß nur diejenigen Controller (1) die Signale berücksichtigen, bei denen die Signale innerhalb einer festen Zeitspanne nach dem Nulldurchgang empfangen wurden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Zeitspanne 2 ms beträgt.
14. Schaltungsanordnung zur gezielten Spannungsversorgung von an einem Stromnetz angeschlossenen elektrischen Geräten, wobei jedes Gerät an mindestens einen Phase (3) des Stromnetzes angeschlossen ist, wobei zwischen dem Gerät und jeder angeschlossenen Phase (3) ein Controller (1) geschaltet ist, mit dem eine elektrische Verbindung zwischen der jeweiligen Phase (3) und dem Gerät hergestellt bzw. unterbrochen werden kann, und dazu bei jedem Controller (1) Daten zur Priorität und zur elektrischen Leistungsaufnahme des zugehörigen Gerätes in der betreffenden Phase (3) und außerdem Daten betreffend die zulässige Spitzenleistung der mindestens einen Phase (3) bzw. der von einer dezentralen Stromversorgung dem Stromnetz gelieferten Leistung einstellbar sind, wobei die Controller (1) die Daten betreffend die Priorität und die von eingeschalteten Geräten gerade aufgenommene bzw. angeforderte Leistung über das Stromnetz empfangen und aussenden und jeder Controller (1) dazu ein über einen Übertrager (5) an das Stromnetz gekoppeltes Modem (4) aufweist, welchem für den Datenaustausch ein Mikroprozessor (M) nachgeschaltet ist, der zusätzlich Daten von den am Controller (1) voreingestellten Werten aufnimmt und ferner Daten von einer Überwachungsschaltung, die den Stromfluß durch eine Verbindungsleitung (8) zwischen der Phase (3) und dem entsprechenden Gerät erfaßt, wobei in dieser Verbindungsleitung (8) ein vom Mikroprozessor (M) gesteuerter Schalter (9) eingefügt ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte Hausgeräte sind.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Controller (1) über mindestens einen Eingangsstecker (2) an das Stromnetz angeschließbar ist, und daß die Hausgeräte jeweils über einen Ausgangsstecker (7) oder eine Ausgangsbuchse an die Controller (1) angeschließbar sind.
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