DE19747157A1 - Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher - Google Patents

Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher

Info

Publication number
DE19747157A1
DE19747157A1 DE19747157A DE19747157A DE19747157A1 DE 19747157 A1 DE19747157 A1 DE 19747157A1 DE 19747157 A DE19747157 A DE 19747157A DE 19747157 A DE19747157 A DE 19747157A DE 19747157 A1 DE19747157 A1 DE 19747157A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
switching
interface
data
switch actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19747157A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19747157B4 (de
Inventor
Hermann Roehlk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19747157.9A priority Critical patent/DE19747157B4/de
Priority to PCT/DE1998/002408 priority patent/WO1999022286A1/de
Publication of DE19747157A1 publication Critical patent/DE19747157A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Application granted granted Critical
Publication of DE19747157B4 publication Critical patent/DE19747157B4/de
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00007—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
    • H02J13/00009—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission using pulsed signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • H02J13/00017—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus using optical fiber
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/52—The controlling of the operation of the load not being the total disconnection of the load, i.e. entering a degraded mode or in current limitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • H02J2310/60—Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltaktor zur Steue­ rung elektrischer Verbraucher, mit einer Leistungs­ erfassungseinrichtung, einer eine Empfangseinheit aufweisenden Schnittstellen-Einrichtung und einer Schalteinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Energiesteuerungs-Vorrichtung. Schließlich be­ trifft die Erfindung auch ein Hausbussystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 11.
Stand der Technik
Aus der DE-OS 196 00 188 ist ein Schaltaktor be­ kannt. Er dient dazu, einen elektrischen Verbrau­ cher ein- beziehungsweise auszuschalten. Dazu ist ein Schaltrelais vorgesehen, das von einer Steuer­ schaltung angesteuert wird. Diese Steuerschaltung weist eine Empfangseinheit auf, die mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist, über das soge­ nannte Rundsteuersignale gesendet werden. Diese Rundsteuersignale werden von der Empfangseinheit erfaßt und über eine Schnitt stelle einem Mikropro­ zessor der Steuereinrichtung zugeführt. Aus dem Rundsteuersignal ermittelt der Mikroprozessor, wel­ che maximale Leistung aus dem Stromversorgungsnetz entnommen werden kann. Beim Betrieb des Verbrau­ chers ermittelt ein Leistungszähler die vom Ver­ braucher aufgenommene Leistung und übermittelt die­ sen Wert dem Mikroprozessor. Dieser vergleicht die augenblickliche Leistungsaufnahme des Verbrauchers mit dem maximal zulässigen Wert. Bei einer Über­ schreitung dieses Wertes wird der Verbraucher über das Schaltrelais ausgeschaltet. Mithin steht die Funktion dieses Verbrauchers nicht zur Verfügung. Es ist vorgesehen, den Verbraucher nach Ablauf ei­ ner vorgebbaren Zeit wieder einzuschalten. Über­ steigt die aufgenommene Leistung des Verbrauchers weiterhin den maximal zulässigen Wert, so wird die­ ser wieder ausgeschaltet. Nach einer anderen Aus­ führungsform des bekannten Schaltaktors ist vorge­ sehen, daß der Mikroprozessor zumindest zwei Ver­ braucher über zwei Schaltrelais ein- beziehungs­ weise ausschaltet.
Nachteilig beim Stand der Technik ist, daß die Ver­ braucher bei einer Leistungsaufnahme, die über dem maximal zulässigen Wert liegt, abgeschaltet und so­ mit nicht mehr funktionsfähig sind. Werden mit Hilfe dieses bekannten Schaltaktors zumindest zwei Verbraucher über zweit Schaltrelais angesteuert, wird lediglich die Gesamt-Leistungsaufnahme beider Verbraucher mit dem Elektrizitätszähler erfaßt. Übersteigt die Leistungsaufnahme den maximal zuläs­ sigen Wert, so werden beide Verbraucher abgeschal­ tet. Mithin stehen die Funktionen der Verbraucher nicht zur Verfügung, wobei durchaus ein Verbraucher weiter betrieben werden könnte, wenn seine Lei­ stungsaufnahme unter dem maximal zulässigen Wert liegt.
Vorteile der Erfindung
Der Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbrau­ cher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vor­ teil, daß eine Leistungserfassung direkt am Ver­ braucher möglich ist. Ist dabei die Leistungsauf­ nahme des Verbrauchers größer als ein vom Energie­ versorger vorgegebener maximaler Wert, kann der Verbraucher abgeschaltet werden. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß eine Schalteinrichtung vorgesehen, die eine Leistungssteuerungseinrichtung umfaßt, die eine variable Ausgangsspannung und/oder einen vari­ ablen Ausgangsstrom abhängig von Steuersignalen be­ reitstellt, die von einer Empfangseinheit empfangen und der Schalteinrichtung zugeführt werden können. Mithin ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen Verbraucher mit verminderter Leistung zu betreiben, wobei die Leistung derart vermindert wird, daß ein Abschalten des Verbrauchers nicht notwendig ist. Mit dem erfindungsgemäßen Schaltaktor ist es also möglich, Funktionen von elektrischen Verbrauchern auch dann bereitzustellen, wenn nur eine vermin­ derte Leistungsaufnahme aus dem öffentlichen Strom­ versorgungsnetz möglich ist. Dies ist beispiels­ weise in Ländern der Fall, die zu bestimmten Tages­ zeiten einen Leistungsmangel im Stromversorgungs­ netz aufweisen. Die von einem Haushalt beziehbare Leistung wird dann vom Energieversorger limitiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Schal­ taktors ist vorgesehen, daß die Schnittstellen-Ein­ richtung an einen vorzugsweise drahtgebundenen Da­ tenbus anschließbar ist. Über diesen Datenbus kön­ nen die Steuersignale bereitgestellt werden, die zur Steuerung der Schalteinrichtung dienen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die Empfangseinheit, die Sendeeinheit, die Leistungserfassungseinrichtung, die Schnittstellen- Einrichtung und die Schalteinrichtung durch eine Mikroprozessor gesteuerte Schaltungseinrichtung ge­ bildet werden. Mithin ist es in vorteilhafter Weise möglich, den erfindungsgemäßen Schaltaktor mit ei­ ner Schaltungsanordnung aufzubauen, die einen ge­ ringen Platzbedarf aufweist. Dadurch kann der Schaltaktor in Kabelkanälen, in sogenannten Unter­ putz-Dosen oder in Lampengehäusen untergebracht werden.
Vorzugsweise ist die Mikroprozessor gesteuerte Schaltungseinrichtung auf einem einzigen Substrat ausgebildet. Das heißt, die Schaltungseinrichtung kann auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC) untergebracht werden. Darüber hinaus ist es vorzugsweise vorgesehen, die Leistungssteuerungs­ einrichtung und eine Kurzschlußschutz-Einrichtung auf dem Substrat auszubilden. Die Kurzschlußschutz- Einrichtung dient dazu, bei einem Defekt des elek­ trischen Verbrauchers die Leistungssteuerungsein­ richtung vor Überlast zu schützen.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß die Mikroprozessor gesteuerte Schal­ tungseinrichtung einen vorzugsweise ebenfalls auf dem Substrat ausgebildeten Programmspeicher umfaßt. Dadurch kann der erfindungsgemäße Schaltaktor für verschiedene Verbraucher eingesetzt werden. Bei­ spielsweise kann in dem Programmspeicher die maxi­ mal zulässige Stromaufnahme des Verbrauchers abge­ speichert sein, so daß ein Überschreiten dieses Wertes nicht möglich ist. Ferner kann für den Fall eines Betriebs mit verminderter Leistung der Mini­ malstrom abgespeichert sein, der für eine sichere Funktion des Verbrauchers nicht unterschritten wer­ den darf.
Ferner betrifft die Erfindung eine Energiesteue­ rungs-Vorrichtung mit einer Auswerteeinrichtung und einer Schnittstellen-Einrichtung, wobei die Schnittstellen-Einrichtung Energie-Leistungsdaten empfängt und der Auswerteeinrichtung zuführt und wobei die Auswerteeinrichtung ein Leistungssteue­ rungssignal abhängig von den empfangenen Leistungs­ daten erzeugt und der Schnittstelleneinrichtung zum Senden zuführt. Diese Energiesteuerungs-Vorrichtung ermöglicht eine Steuerung von elektrischen Verbrau­ chern in Abhängigkeit von einer aus dem öffentli­ chen Stromversorgungsnetz beziehbaren maximalen Leistung. Dazu ist vorgesehen, daß die Energie-Lei­ stungsdaten von den Verbrauchern erfaßt und in der Auswerteeinrichtung Signale erzeugt werden, die in einer Weiterbildung der Erfindung- über die Schnittstellen-Einrichtung über einen Datenbus bei­ spielsweise an einen Schaltaktor übermittelt werden können. Dadurch kann der Schaltaktor seine Schalt­ einrichtung ansteuern, wodurch ein elektrischer Verbraucher mit variabler Ausgangsspannung und/oder variablem Ausgangsstrom versorgt werden kann. Die Energiesteuerungs-Vorrichtung dient also in vor­ teilhafter Weise dazu, die maximal aus dem Strom­ versorgungsnetz beziehbare Leistung an verschiedene Verbraucher zu verteilen, so daß die zur Verfügung stehende Energie maximal genutzt werden kann.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ener­ giesteuerungs-Vorrichtung ist vorgesehen, eine An­ zeigevorrichtung an den Datenbus anzuschließen, die die Leistungsdaten der einzelnen Verbraucher an­ zeigt. Vorzugsweise wird die Anzeigevorrichtung von der Energiesteuerungs-Vorrichtung mit Daten ver­ sorgt. Diese Daten können beispielsweise Hinweise enthalten, ab eine Abschaltung eines Verbrauchers unmittelbar bevorsteht oder ob der Verbraucher mit verminderter Leistung betrieben wird. Ferner können Daten zur Anzeige gebracht werden, um eine Empfeh­ lung an einen Benutzer auszugeben, einen bestimmten Verbraucher vorzeitig abzuschalten, bevor dies au­ tomatisch durch die Energiesteuerungs-Vorrichtung geschieht. Beispielsweise ist dies vorteilhaft, wenn der Verbraucher ein Computer oder dergleichen darstellt, der nicht ohne weiteres abgeschaltet werden kann. Darüber hinaus kann an der Anzeigevor­ richtung der Energieverbrauch eines oder aller Ver­ braucher über einen bestimmten Zeitraum angezeigt werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Hausbussystem mit einem zumindest eine Leitung umfassenden Datenbus, das sich dadurch auszeichnet, daß zumindest ein Schaltaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Energiesteuerungs-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 am Datenbus angeschlossen sind. Mit dem erfindungsgemäßen Hausbussystem ist es mög­ lich, einerseits die Leistungsaufnahme von elektri­ schen Verbrauchern zu erfassen, auszuwerten, gege­ benenfalls Maßnahmen zu treffen, um zumindest einen Verbraucher mit verminderter Leistung zu versorgen, und andererseits eine zentrale Informationsbereit­ stellung über das Anzeigegerät dem Benutzer anzuge­ ben. Insgesamt ist damit ein System geschaffen, daß die zur Verfügung stehende Energie, nämlich die ma­ ximal aus dem Stromversorgungsnetz beziehbare Ener­ gie, optimal einsetzt.
Zeichnung
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung nä­ her erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 ein Blackschaltbild eines Schaltaktors mit einer Schnittstellen-Einrichtung und einer Schalteinrichtung,
Fig. 2 ein Blackschaltbild der Schalteinrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein Diagramm einer Leistungsaufnahme über der Zeit eines Verbrauchers, und
Fig. 4 ein Blackschaltbild eines Hausbussystems.
Ausführungsbeispiel
Fig. 1 zeigt ein Blackschaltbild eines Schaltak­ tors 1. Dieser dient dazu, einen an einem Verbrau­ cheranschluß 7 angeschlossenen Verbraucher 20 in Abhängigkeit von an den Schaltaktor 1 übermittelten Steuersignalen ein- oder auszuschalten und mit ei­ nem variablen Ausgangsstrom und/oder einer vari­ ablen Ausgangsspannung zu versorgen. Zum Empfang der Steuersignale ist eine Schnittstelleneinrich­ tung 2 vorgesehen, die die Steuersignale an eine Schalteinrichtung 3 übergibt. Die Steuersignale werden in der Schalteinrichtung 3 zu Ansteuersigna­ len für den Verbraucheranschluß 7 verarbeitet. Die Schnittstelleneinrichtung 2 und die Schalteinrich­ tung 3 kommunizieren über eine Schnittstelle 4 mit­ einander.
Der Schaltaktor 1 weist einen Anschluß 5 auf, näm­ lich einen Anschluß an einen Datenbus 19, über den Daten gesendet und empfangen werden können. Ferner ist ein Netzanschluß 6 vorgesehen, der eine Verbin­ dung zu einem hier nicht dargestellten Energiever­ sorgungsnetz herstellt. Somit steht am Verbraucher­ anschluß 7, an den der elektrische Verbraucher 20 angeschlossen ist, die am Netzanschluß 6 bereitge­ stellte elektrische Leistung über die Schaltein­ richtung 3 zur Verfügung kann.
In Fig. 2 ist der Schaltaktor 1 in detaillierter Darstellung wiedergegeben. Die Schalteinrichtung 3 weist einen Optokoppler 8 auf, der über eine Ver­ bindung mit einer Mikroprozessor gesteuerten Schal­ tungseinrichtung 9 gekoppelt ist. Die Schaltungs­ einrichtung 9 weist ferner Anschlüsse 10 auf, die beispielsweise einen Anschluß an einen Taktgeber, eine Resetleitung oder an sogenannte Blockkondensa­ toren ermöglichen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, einen Taktgeberund die Blockkondensatoren auf der Schaltungseinrichtung 9 auszubilden.
Die Schalteinrichtung 3 umfaßt ferner eine Lei­ stungssteuerungseinheit 11, die von der Schaltungs­ einrichtung 9 angesteuert werden kann. Die Lei­ stungssteuerungseinheit 11 stellt in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Schaltungseinrichtung 9 an ihrem Verbraucheranschluß 7 eine variable Ausgangs­ spannung und/oder einen variablen Ausgangsstrom be­ reit, wobei die Leistung über den Netzanschluß 6 aus dem Energieversorgungsnetz bezogen werden kann. Der Netzanschluß 6 ist der Leistungssteuerungsein­ heit 11 zugeordnet. Rein beispielhaft ist die Lei­ stungssteuerungseinheit 11 hier zweipolig ausge­ führt, es ist jedoch auch denkbar, daß Leistung aus einem Drehstromnetz mit zumindest drei Anschlüssen entnommen werden kann, wobei dann vorzugsweise auch ein Drehstromverbraucher am Verbraucheranschluß 7 angeschlossen werden kann, der ebenfalls zumindest drei Anschlüsse aufweist. Der Leistungssteuerungs­ einheit 11 ist eine Leistungserfassungseinrichtung 12 zugeordnet, die die am Verbraucheranschluß 7 ab­ gegebene elektrische Leistung erfaßt. Darüber hin­ aus weist die Leistungssteuerungseinheit 11 eine Kurzschlußschutz-Einrichtung 13 auf, die beim Über­ schreiten eines maximalen elektrischen Stroms am Verbraucheranschluß 7 den Verbraucher abschaltet.
Die Schalteinrichtung 3 weist ferner eine Energie­ versorgung 14 auf, die von einer externen Span­ nungsversorgung 15 bereitgestellte Spannung wandelt und stabilisiert, so daß insbesondere der Schal­ tungseinrichtung 9 eine Versorgungsspannung zuge­ führt werden kann.
Die Schnittstelleneinrichtung 2 umfaßt eine Emp­ fangseinheit 16 und eine Sendeeinheit 17. Die Emp­ fangseinheit ist über den Anschluß 5 mit einer Da­ tenleitung 5' an den Datenbus angekoppelt. Demnach können Daten vorzugsweise seriell an die Schnitt­ stelleneinrichtung 2 übermittelt, die weiterhin über die Schnittstelle 4 dem Optokoppler 8 vorzugs­ weise seriell zugeführt werden. Die Sendeeinheit 17 ist an eine Datenleitung 5'' angeschlossen, so daß Daten vorzugsweise seriell an den Datenbus 19 über­ geben werden können.
Es ergibt sich folgende Funktionsweise:
Über den Datenbus, der im übrigen mit einer draht­ gebundenen und/oder mit einer nicht drahtgebundenen Verbindung, beispielsweise einer Funk- und Infra­ rotverbindung und einer Glasfaserleitung, reali­ siert sein kann, werden über den Anschluß 5 der Empfangseinheit 16 der Schnittstelleneinrichtung 2 Daten übermittelt. Die empfangenen Daten werden über die Schnittstelle 4 der Schalteinrichtung 3, insbesondere dem Optokoppler 8 übermittelt. Vom Op­ tokoppler 8 gelangen die Daten zur Verarbeitung in die Schaltungseinrichtung 9. Diese Daten können beispielsweise Steuerinformationen enthalten, die ein Ein- oder Ausschalten eines am Verbraucheran­ schluß 7 angeschlossenen Verbrauchers 20 bewirken. Soll der Verbraucher eingeschaltet werden, so kön­ nen auch Informationen enthalten sein, die bewir­ ken, daß der Verbraucher mit Maximalleistung oder mit verminderter Leistung angesteuert wird. Hierzu steuert die Schaltungseinrichtung 9 die Leistungs­ steuerungseinheit 11 an, die beispielsweise eine Phasenanschnittsteuerung enthält, so daß der Ver­ braucher in Abhängigkeit von von der Schaltungsein­ richtung 9 generierten Steuersignalen ansteuerbar ist. Beim Betrieb wird die momentane Leistungsauf­ nahme des Verbrauchers durch die Leistungserfas­ sungseinrichtung 12 erfaßt und der Schaltungsein­ richtung 9 übermittelt. Die Schaltungseinrichtung 9 kann die Daten beispielsweise in einen seriellen Datenstrom umwandeln, dem Optokoppler 8 zuführen, so daß über die Schnittstelle 4 eine Übergabe an die Schnittstelleneinrichtung 2 erfolgt. Über die der Schnittstelleneinrichtung 2 zugeordnete Sende­ einheit 17 werden die Daten über den Anschluß 5 dem Datenbus 19 zugeleitet.
In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, daß über der Zeit t eine Aufnahme der elektrischen Leistung P eines Verbrauchers darstellt. Die Leistungserfas­ sungseinrichtung 12 kann dabei so ausgeführt sein, daß zu einem gewünschten Zeitpunkt t1 ein einzelner Leistungswert P1 erfaßt wird. Alternativ ist es auch möglich, in einem Zeitraum t2 bis t3 die Lei­ stungsaufnahme kontinuierlich aufzuzeichnen, wobei eine Effektivwertbildung möglich ist. Das Zeitfen­ ster t2 bis t3 kann variabel sein. Beispielsweise kann die Leistung P im Sekunden- oder Minutenbe­ reich aufgezeichnet werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß eine Leistungserfassung während der gesamten Betriebszeit eines Verbrauchers erfolgt. In welchem Zeitraum eine Leistungserfassung erfol­ gen soll, kann aber auch variabel sein, das heißt in Abhängigkeit von über den Datenbus 19 übermit­ telten Anweisungen kann das Zeitfenster t2 bis t3 je nach Anforderung variiert werden.
In Fig. 4 ist ein Hausbussystem 18 dargestellt. Es umfaßt einen Datenbus 19, an den Schaltaktoren 1, 1a, 1b und 1c mit ihren Anschlüssen 5 angekoppelt sind. Den Schaltaktoren 1, 1a, 1b und 1c sind je­ weils über ihren Verbraucheranschluß 7 (Fig. 2) Verbraucher 20, 21, 22 und 23 zugeordnet. Derartige Verbraucher können beispielsweise eine Beleuchtung, Antriebe für Jalousien, Warmwasserbereitung, Hei­ zung oder eine Gefahrenmeldeanlage sein.
Ferner ist dem Hausbussystem eine Energiesteue­ rungs-Vorrichtung 24 zugeordnet, die am Datenbus 19 mittels einer Schnittstellen-Einrichtung 26 ange­ koppelt ist. Diese weist vorzugsweise eine Sende- und Empfangseinrichtung 26' auf, so daß aus dem Da­ tenbus 19 Daten empfangen und eingeleitet werden können. Ferner weist die Energiesteuerungs-Vorrich­ tung 24 eine Auswerteeinrichtung 27 auf, die die von der Schnittstellen-Einrichtung 26 empfangenen Daten verarbeitet und aus diesen Daten Steuer­ signale generiert, die dann über die Schnittstellen- Einrichtung 26 an den Datenbus 19 übergeben werden können. Weiterhin ist dem Hausbussystem 18 eine An­ zeigevorrichtung 25 zugeordnet, die über den Daten­ bus 19 von der Energiesteuerungs-Vorrichtung 24 an­ gesteuert wird.
Es ergibt sich folgende Funktionsweise:
In der Energiesteuerungs-Vorrichtung 24 ist bei­ spielsweise in der Auswerteeinrichtung 27 ein Wert eine Leistung betreffend abgespeichert, die maximal aus einem hier nicht dargestellten Stromversor­ gungsnetz entnommen werden darf. Darüber hinaus können in der Energiesteuerungs-Vorrichtung 24 Werte der maximal durch die Verbraucher 20, 21, 22 und 23 entnehmbaren Leistung abgespeichert sein. Überdies ist vorgesehen, die Aufnahme der maximalen Leistung der Verbraucher einem Schaltaktor 1, 1a, 1b und 1c zuzuordnen, so daß der Energiesteuerungs- Vorrichtung 24 bekannt ist, welcher Verbraucher an welchem Schaltaktor angeschlossen ist. Sollen nun Verbraucher über hier nicht dargestellte Schalter eingeschaltet werden, so ist es beispielsweise mög­ lich, daß die Energiesteuerungs-Vorrichtung 24 die Gesamtleistungsaufnahme sämtlicher Verbraucher 20, 21, 22 und 23 berechnet und vergleicht, ab die Ge­ samtleistungsaufnahme die maximal mögliche Lei­ stungsabgabe des Stromversorgungsnetzes übersteigt. Ist dies der Fall, so kann beispielsweise ein Ver­ braucher 21, beispielsweise ein elektrischer An­ trieb für eine Jalousie, verzögert eingeschaltet werden, da seine Funktion nicht unmittelbar benö­ tigt wird. Die Verzögerung kann beispielsweise so lange erfolgen, bis ein anderer Verbraucher, bei­ spielsweise ein Verbraucher 23 über einen hier nicht dargestellten Schalter wieder abgeschaltet werden soll.
Alternativ ist es aber auch möglich, wenn eine aus dem Stromversorgungsnetz aufnehmbare Leistung über­ schritten wird, daß über die Schaltaktoren 1, 1a, 1b und 1c in Abhängigkeit von der Energiesteue­ rungs-Vorrichtung 24 zumindest ein Verbraucher über den entsprechenden Schaltaktor mit verringerter Leistung betrieben wird. Beispielsweise wäre es durchaus denkbar, daß der Antrieb für eine Jalousie mit verminderter Leistung angesteuert wird, was le­ diglich bewirkt, daß die Jalousie langsamer schließt oder öffnet. Ein Betrieb mit verminderter Leistung ist beispielsweise auch bei einer Warmwas­ serbereitung möglich, da dann lediglich eine län­ gere Zeit benötigt wird, bis das Wasser die vorge­ gebene Temperatur erreicht hat. Darüber hinaus kön­ nen in der Energiesteuerungs-Vorrichtung 24 Priori­ tätswerte abgespeichert sein. Das heißt, besonders wichtige Geräte, beispielsweise eine Alarmanlage, hat Priorität vor allen anderen Verbrauchern, so daß diese ständig betrieben werden kann, also aus dem Stromversorgungsnetz entnehmbare Leistung für die Alarmanlage reserviert ist.
Sämtliche ermittelten Daten, beispielsweise eine aktuelle Leistungsaufnahme eines Verbrauchers 20, 21, 22 und 23, Angaben über einen zu erwartenden Stromverbrauch, wenn beispielsweise alle Verbrau­ cher eingeschaltet werden sollen, oder wenn auf­ grund einer Überlastung des Stromversorgungsnetzes Verbraucher abgeschaltet werden sollen, ist eine visuelle Aufgabe an der Anzeigevorrichtung 25 vor­ gesehen. Mithin ist der Benutzer über aktuelle Be­ triebsparameter informiert.
Insgesamt ist also ein Hausbussystem 18 geschaffen, das über einen Datenbus 19 ein Informationsaus­ tausch zwischen den Verbraucher ansteuernden Schal­ taktoren 1, 1a, 1b und 1c und einer Energiesteue­ rungs-Vorrichtung 24 ermöglicht. Dadurch können Verbraucher in Abhängigkeit von der Energiesteue­ rungs-Vorrichtung erzeugten Steuersignalen ein- be­ ziehungsweise ausgeschaltet werden, oder es wird ein Betrieb mit verminderter Leistung ermöglicht. Ferner kann über die Anzeigevorrichtung ein Be­ triebszustand des Gesamtsystems und/oder einzelner Komponenten ausgegeben werden, wobei auch eine Auf­ zeichnung des Gesamtenergieverbrauchs möglich ist. Darüber hinaus kann die Energiesteuerungs-Vorrich­ tung 24 einen sogenannten Rundsteuerempfänger be­ ziehungsweise -sender beinhalten, über den vom En­ ergieversorger Steuersignale empfangen werden kön­ nen. Es ist es auch möglich, über den Rundsteuer­ sender dem Energieversorger mitzuteilen, welche Leistung momentan aus dem Stromversorgungsnetz ent­ nommen wird.

Claims (11)

1. Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbrau­ cher, mit einer Leistungserfassungseinrichtung, ei­ ner eine Empfangseinheit aufweisenden Schnittstel­ len-Einrichtung und einer Schalteinrichtung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen-Ein­ richtung (2) eine Sendeeinheit (17) zur Übermitt­ lung der von der Leistungserfassungseinrichtung (12) erfaßten Leistungswerte aufweist, und daß die Schalteinrichtung (3) eine Leistungssteuerungsein­ heit (11) umfaßt, die eine variable Ausgangsspan­ nung und/oder einen variablen Ausgangsstrom abhän­ gig von Steuersignalen bereitstellt, die von der Empfangseinheit (16) empfangen und der Schaltein­ richtung (3) zugeführt werden.
2. Schaltaktor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schnittstelleneinrichtung (2) an einen drahtgebundenen und/oder nicht drahtgebun­ denen Datenbus (19) anschließbar ist.
3. Schaltaktor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Emp­ fangseinheit (16) die Sendeeinheit (17), die Lei­ stungserfassungseinrichtung (12), die Schnittstel­ len-Einrichtung (2) und die Schalteinrichtung (3) durch eine Mikroprozessor gesteuerte Schaltungsein­ richtung (9) gebildet werden.
4. Schaltaktor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikroprozessor gesteuerte Schal­ tungseinrichtung (9) einen Programmspeicher umfaßt.
5. Schaltaktor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropro­ zessor gesteuerte Schaltungseinrichtung (9) auf ei­ nem Substrat ausgebildet ist.
6. Schaltaktor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungs­ steuerungseinheit (11) eine Kurzschlußschutz-Ein­ richtung (13) umfaßt.
7. Schaltaktor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungs­ steuerungseinheit (11) und die Kurzschlußschutz- Einrichtung (13) auf dem Substrat ausgebildet sind.
8. Energiesteuerungs-Vorrichtung (24) mit einer Auswerteeinrichtung (27) und einer Schnittstellen- Einrichtung (26), wobei die Schnittstellen-Einrich­ tung (26) Energie-Leistungsdaten empfängt und der Auswerteeinrichtung (27) zuführt und wobei die Aus­ werteeinrichtung (27) ein Leistungssteuerungssignal abhängig von den empfangenen Leistungsdaten erzeugt und der Schnittstellen-Einrichtung (26) zum Senden zuführt.
9. Energiesteuerungs-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen-Ein­ richtung (26) an einen Datenbus (19) anschließbar ist.
10. Energiesteuerungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (25) vorgesehen ist, die die Leistungsdaten anzeigt.
11. Hausbussystem mit einem zumindest eine Leitung umfassenden Datenbus, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schaltaktor (1, 1a, 1b, 1c) gemäß ei­ nem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Energiesteue­ rungs-Vorrichtung (24) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 am Datenbus (19) angeschlossen sind.
DE19747157.9A 1997-10-24 1997-10-24 Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher Expired - Lifetime DE19747157B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19747157.9A DE19747157B4 (de) 1997-10-24 1997-10-24 Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher
PCT/DE1998/002408 WO1999022286A1 (de) 1997-10-24 1998-08-19 Schaltaktor zur steuerung elektrischer verbraucher

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19747157.9A DE19747157B4 (de) 1997-10-24 1997-10-24 Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19747157A1 true DE19747157A1 (de) 1999-04-29
DE19747157B4 DE19747157B4 (de) 2018-02-15

Family

ID=7846589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19747157.9A Expired - Lifetime DE19747157B4 (de) 1997-10-24 1997-10-24 Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19747157B4 (de)
WO (1) WO1999022286A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10009325A1 (de) * 2000-02-22 2001-08-23 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Überwachung der Leistungsbilanz in einem Energieversorgungsnetz und hierfür geeignetes Überwachungssystem
DE102006012307A1 (de) * 2006-03-15 2007-09-20 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg System
DE102008048046A1 (de) * 2008-09-19 2010-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers
US20120019066A1 (en) * 2010-06-24 2012-01-26 Mrs-Office Gmbh Actuator and energy management system comprising such actuators

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023116569B3 (de) 2023-06-23 2024-05-29 Juice Technology AG Verfahren und System zur Laststeuerung in einem lokalen Netzabschnitt eines Stromnetzes mittels Rundsteuersignalen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3226544A1 (de) * 1982-07-15 1984-01-19 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München System zur steuerung des elektrischen energieverbrauchs, vorzugsweise in haushalten
FR2693323B1 (fr) * 1992-07-01 1994-09-02 Merlin Gerin Installation de distribution d'énergie électrique avec structure de communication domotique.
US5617286A (en) * 1994-09-30 1997-04-01 Siemens Energy & Automation, Inc. Circuit breaker having data recording
DE19600188A1 (de) * 1995-03-17 1996-09-26 Landis & Gyr Tech Innovat Verfahren zum Beeinflussen eines momentanen Leistungsbezugs eines individuellen Verbrauchers einer Verbrauchergruppe und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE19605653C1 (de) * 1996-02-15 1997-03-27 Siemens Ag Elektrizitätszähler

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10009325A1 (de) * 2000-02-22 2001-08-23 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Überwachung der Leistungsbilanz in einem Energieversorgungsnetz und hierfür geeignetes Überwachungssystem
DE102006012307A1 (de) * 2006-03-15 2007-09-20 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg System
DE102008048046A1 (de) * 2008-09-19 2010-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers
US20120019066A1 (en) * 2010-06-24 2012-01-26 Mrs-Office Gmbh Actuator and energy management system comprising such actuators
US9287708B2 (en) * 2010-06-24 2016-03-15 Viessmann Hausautomation Gmbh Actuator and energy management system comprising such actuators

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999022286A1 (de) 1999-05-06
DE19747157B4 (de) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69910397T2 (de) System und verfahren zur überwachung mehrerer elektrischer benutzer, insbesondere haushaltsgeräte
DE2820979C2 (de)
DE3781211T2 (de) Leistungsanpassungsgeraet fuer elektrische anlage, insbesondere haeusliche anlage mit traegerfrequenter steuerung.
DE69935650T2 (de) Energieverteilungssystem mit durch über Stromleitungen übertragene Signale ,Fernrückstellbaren Leistungsschaltern
DE102017115735B4 (de) Steuer-Schaltmodul für eine Gebäudesteuerungseinrichtung und eine solche Gebäudesteuerungseinrichtung
EP1201075B1 (de) Elektrogerät mit netzteil
DE10252566A1 (de) Energieversorgungsanordnung für intermittierend energieversorgte Betriebseinrichtung
EP1734636B1 (de) Schaltdose
EP2517329B1 (de) Fernsteuerbarer schalter
DE19747157A1 (de) Schaltaktor zur Steuerung elektrischer Verbraucher
AT406622B (de) Verfahren zum ein- und ausschalten der netzspannung
EP3695475A1 (de) Sicherungsmodul und feldbussystem mit sicherungsmodul
EP2502354B1 (de) Elektrisches installationssystem
DE19600188A1 (de) Verfahren zum Beeinflussen eines momentanen Leistungsbezugs eines individuellen Verbrauchers einer Verbrauchergruppe und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE19610381C2 (de) Installationsbussystem für eine Stromschienenbeleuchtung
DE19904878A1 (de) Einrichtung für einen Datenbus
DE102021131297A1 (de) Verfahren zum betreiben einer ladestation, ladestation und system mit einer mehrzahl von ladestationen
EP1289217B1 (de) Kommunikation mittels Wechselstromhalbwellen
DE19648657C1 (de) Verfahren und Gerät zur Steuerung und Überwachung von elektrischen Verbrauchern
US7319922B2 (en) Protective device and method for installation of a protective function in a protective device
EP1859989A1 (de) Elektrische Anlage für einen Wohnaufbau
CH708464A1 (de) Storenantrieb.
WO2011091910A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum anschluss eines energiewandelnden endgerätes
WO2009033610A1 (de) Verfahren und system zur ansteuerung und energieversorgung von mindestens einem elektrischen verbraucher
EP0468304B1 (de) Fernsteuer-Schalteinrichtung, insbesondere für elektrische Haushalts-Wärmegeräte

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination
8110 Request for examination paragraph 44
8170 Reinstatement of the former position
R016 Response to examination communication
R071 Expiry of right
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final