DE19935754A1

DE19935754A1 - Method of controlling emergency power supply involves switching groups of loads off according to priority if energy drain tolerance exceeded until drain falls below tolerance

Info

Publication number: DE19935754A1
Application number: DE19935754A
Authority: DE
Inventors: Joachim Berg; Martin Bielski; Thomas Hocker; Reinhold Kehl; Jochen Paulus; Seonhi Ro; Joachim Schuerholz; Kerstin Wagner
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2019-07-29
Also published as: AT411310B; DE19935754B4; ATA132998A

Abstract

The method involves placing all loads (7,8,9,10) in groups with priorities and starting fuel cells immediately after the mains fails and operating them at maximum electrical power. If a maximum energy drain tolerance level is exceeded then groups of loads are switched off, starting with the lowest priority group and increasing the priority until the power drain falls below the tolerance level.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Notstromversorgung ge mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for controlling an emergency power supply ge according to the preamble of claim 1.

Nach bisherigen Verfahren zur Steuerung einer Notstromversorgung, die zur Versorgung elektrischer Verbraucher mittels Batterien, die als Pufferbatterien arbeiten, einen Wechselrichter aufweisen, wurde stets von einem Notstrom-Netz ausgegangen, das durch den Wechselrichter hergestellt und versorgt ist. Dazu ist es erforderlich, alle drei Phasen des Hausnetzes in den Wechselrichter zu führen, der bei Ausfall des öffentlichen Netzes intern eine Trennung vom Netz vornimmt und die Notstromversorgung über separate Ausgänge ermöglicht. Dazu müssen Verbraucher, die in die Notstromversorgung einbezogen sind, an das separate Netz angeschlossen sein, das an den Wechselrichter angeschlossen ist.According to previous procedures for controlling an emergency power supply, those for supply electrical consumers using batteries that work as buffer batteries, one Have inverters, it was always assumed that an emergency power grid the inverter is manufactured and supplied. This requires all three phases of the Lead house network in the inverter, the internal in the event of failure of the public grid disconnects from the grid and the emergency power supply via separate outputs enables. To do this, consumers who are involved in the emergency power supply have to the separate grid connected to the inverter must be connected.

Ein solches Verfahren, das im Fehlerfall nach der Trennung vom Netz den meist unterbre chungslosen Start des Wechselrichters vorsieht, erfordert zu seiner Durchführung einen ho hen Installationsaufwand, der durch das separate Netz bedingt ist, und erlaubt nur eine sehr geringe Flexibilität in Bezug auf die zu versorgenden Verbraucher.Such a procedure, which in the event of a fault usually disables the grid after disconnection provides for a smooth start of the inverter, requires a ho to carry it out hen installation effort, which is due to the separate network, and only allows a very little flexibility with regard to the consumers to be supplied.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs er wähnten Art vorzuschlagen, zu dessen Durchführung ein nur geringer Installationsaufwand erforderlich ist und das sich durch ein hohes Maß an Flexibilität auszeichnet. The aim of the invention is to avoid these disadvantages and a method of the beginning to propose mentioned type, for its implementation only a small installation effort is required and is characterized by a high degree of flexibility.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset by characteristic features of claim 1 achieved.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann auf die Installierung eines separaten Netzes verzichtet werden, an dem lediglich die auch bei Netzausfall unbedingt zu versorgenden Verbraucher angeschlossen sind. Es ist lediglich erforderlich, die Verbraucher über ansteu erbare Steck- oder Anschlußdosen anzuschließen. Dabei fungiert das normale Hausnetz als BUS, z. B: im El B-Format, in dem die ansteuerbaren Dosen durch individuelle Adressen von der Steuerung entsprechend einer vom Benutzer definierten Prioritätenliste abgeschaltet werden können, wodurch auch die über das normale Hausnetz angeschlossenen Verbrau cher abgeschaltet werden. Zweckmäßigerweise sind die steuerbaren Dosen als Aufsteckdo sen ausgeführt, d. h. sie können in normale Steckdosen eingesteckt werden und sind ihrer seits kompatibel zu Eurosteckern.The proposed measures can be used to install a separate network be dispensed with on which only those that must be supplied, even in the event of a power failure Consumers are connected. It is only necessary to control the consumers via connectable sockets or outlets. The normal house network acts as BUS, e.g. B: in El B format, in which the controllable cans by individual addresses of the control is switched off according to a priority list defined by the user can be, which also the consumption connected via the normal house network be switched off. The controllable cans are expediently as a plug-on box executed, d. H. they can be plugged into normal sockets and are yours partly compatible with Euro plugs.

Dadurch können einerseits Installationsarbeiten eingespart werden und andererseits sind keine BUS-fähigen Spezialverbraucher erforderlich. Außerdem kann die Lastabwurfstrategie durch eine einfache Änderung der Prioritätenliste bzw. durch Umstecken der BUS-Steck dose individuell an die Endverbraucherwünsche angepaßt werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß der Batteriespeicher sehr klein gehalten werden kann, da er nur für die Zeit vom Netzausfall, über die Zeit des Hochfahrens der Brennstoff zellen und bis zur Abschaltung des letzten Verbrauchers, der von diesen nicht versorgt wer den kann, also im Minutenbereich, beansprucht wird.On the one hand, this saves installation work and, on the other hand, no BUS-capable special consumers required. In addition, the load shedding strategy by simply changing the priority list or by repositioning the BUS plug can be individually adapted to the end consumer requirements. Another advantage of The inventive method is that the battery storage is kept very small can, since it is only for the time of the power failure, about the time of the start-up of the fuel cells and until the last consumer, who is not supplied by them, is switched off that can be used, i.e. in the minute range.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist es möglich, die Versorgung ganz bestimmter Ver braucher über längere Zeit unter allen Umständen sicherzustellen. Dabei ist eine Anpassung der Kapazität der Batterie an die vorgesehene Zeit, während der ausgewählte Verbraucher unter allen Umständen versorgt werden sollen, erforderlich.Due to the features of claim 2, it is possible to supply certain Ver ensure that the user is able to use it under all circumstances for a long time. There is an adjustment the capacity of the battery at the scheduled time during the selected consumer should be supplied under all circumstances.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show:

Fig. 1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 1 is a flow chart of the method according to the invention and

Fig. 2 ein Installationsschema. Fig. 2 shows an installation diagram.

Nach dem Flußdiagramm wird bei Ausfall des öffentlichen Netzes ein Inselnetz hergestellt. Wird dabei die Batterie über eine vorgesehene Toleranzgrenze hinaus belastet, so wird, wenn die Brennstoffzellen noch nicht mit ihrer maximalen Leistung arbeiten, deren Leistung erhöht und die Abfrage, ob die Batterie beansprucht, bzw. über ein tolerierbares Maß hinaus beansprucht sind, wiederholt.If the public grid fails, an island grid is created according to the flow diagram. If the battery is loaded beyond a specified tolerance limit, if the fuel cells are not yet working at their maximum output, their output increased and the query whether the battery is stressed or beyond a tolerable level are repeated.

Werden die Brennstoffzellen mit ihrer maximalen Leistung betrieben, so wird zuerst die Gruppe von Verbrauchern mit der niedrigsten Priorität abgeworfen und die Abfrage nach der Beanspruchung der Batterie wiederholt, falls der Netzausfall noch besteht.If the fuel cells are operated at their maximum output, the first one Group of consumers with the lowest priority dropped and the query for the Repeatedly loading the battery if the power failure still exists.

Ergibt sich dabei, daß die Batterie noch immer über ein tolerierbares Maß hinaus bean sprucht wird, so wird die noch versorgte Gruppe mit der niedrigsten Priorität abgeschaltet. Dadurch ergibt sich in weiter Folge eine Abschaltung von Gruppen von Verbrauchern mit steigender Priorität.It turns out that the battery still bean over a tolerable amount is spoken, the still supplied group with the lowest priority is switched off. This subsequently results in the shutdown of groups of consumers increasing priority.

Wird die Batterie aufgrund der Abschaltung von Gruppen von Verbrauchern nicht mehr über ein tolerierbares Maß hinaus belastet, so befindet sich die Notstromversorgung in einem stabilen Zustand und es erfolgt nur mehr die regelmäßige Abfrage, ob der Netzausfall noch besteht.The battery is no longer over due to the shutdown of groups of consumers beyond a tolerable level, the emergency power supply is in one stable state and there is only a regular query whether the power failure is still consists.

Besteht der Netzausfall nicht mehr, so wird das Inselnetz aufgelöst und es werden alle Ver braucher wieder versorgt.If the grid failure no longer exists, the island grid will be dissolved and all ver needs again.

Die Fig. 2 zeigt ein Installationsschema für eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuerte Notstromversorgung. FIG. 2 shows an installation scheme for a controlled by the novel process emergency power supply.

An einem Hausnetz 1 ist ein Wechselrichter 2 angeschlossen, an dessen Gleich stromanschlüsse eine Batterie-Brennstoffzellen-Anordnung 3 angeschlossen ist, die an eine Steuerung 4 mit programmierbarer Prioritätenliste angeschlossen ist, die zur Steuerung der Notstromversorgung vorgesehen ist. Über eine Steuerleitung 5 ist diese Steuerung 4 mit dem Wechselrichter 2 verbunden, der von den Signalen der Steuerung 4 gesteuert wird.An inverter 2 is connected to a house network 1 , to the direct current connections of which a battery fuel cell arrangement 3 is connected, which is connected to a controller 4 with a programmable priority list, which is provided for controlling the emergency power supply. This control 4 is connected via a control line 5 to the inverter 2 , which is controlled by the signals from the control 4 .

An der Schnittstelle zwischen dem öffentlichen Netz 1' und dem Hausnetz 1 ist eine Netzausfall-Überwachung 6 vorgesehen, die bei Vorliegen eines Netzausfalls über die Netzleitungen die Steuerung 4 aktiviert.A network failure monitoring 6 is provided at the interface between the public network 1 'and the house network 1 , which activates the controller 4 in the event of a network failure via the network cables.

Weiterhin sind an das Hausnetz 1 Verbraucher 7, 8, 9 mit unterschiedlicher Priorität über zu geordnete BUS-Steckdosen 7', 8', 9' angeschlossen, sowie ein Verbraucher 10 direkt ange schlossen. Dabei handelt es sich bei dem Verbraucher 10 um einen solchen, der bei einem Netzausfall unter allen Umständen, zumindest aber über eine längere Zeit versorgt bleiben muß.Furthermore, to the home network 1 consumers 7, 8, 9 ', 8', connected with different priority over to higher-level bus sockets 7 9 ', as well as a consumer joined directly attached 10th The consumer 10 is one that must remain supplied in the event of a power failure under all circumstances, or at least for a longer period of time.

Den BUS-Steckdosen 7', 8' und 9' sind Adressen 1 bis 3 zugeordnet. Diese Adressen wer den von der Steuerung 4 im Falle eines Netzausfalls und bei trotz mit maximaler Leistung arbeitenden Brennstoffzellen erforderlicher Energieentnahme aus der Batterie entsprechend der vorgesehenen Prioritätenliste von der Steuerung 4 abgeschaltet.Addresses 1 to 3 are assigned to the BUS sockets 7 ', 8 ' and 9 '. These addresses are switched off by the controller 4 in the event of a power failure and in the event of energy being drawn from the battery in spite of the fact that fuel cells are operating at maximum power, in accordance with the intended list of priorities by the controller 4 .

Dabei wird z. B. zuerst die BUS-Steckdose 9' mit der Adresse 1 abgeschaltet, danach die BUS-Steckdose 8' mit der Adresse 2 und als letztes die BUS-Steckdose 7' mit der Adresse 3 abgeschaltet.Here, for. B. first switched off the BUS socket 9 'with the address 1 , then the BUS socket 8 ' with the address 2 and finally the BUS socket 7 'with the address 3 switched off.

Der Verbraucher 10 ist direkt an das Hausnetz 1 angeschlossen und wird daher in jedem Fall versorgt, auch dann, wenn die Leistung der Brennstoffzellen, z. B. aufgrund eines Feh lers für dessen Versorgung nicht ausreichen und Energie aus der Batterie entnommen wird.The consumer 10 is connected directly to the home network 1 and is therefore supplied in any case, even if the performance of the fuel cells, for. B. due to a mistake for its supply is insufficient and energy is removed from the battery.

Claims

1. A method for controlling an emergency power supply provided with a controller and a battery which supplies consumers ( 7 , 8 , 9 , 10 ) via an inverter in the event of a power failure, characterized in that all consumers ( 7 , 8 , 9 , 10 ) are divided into groups with different priorities and fuel cells are put into operation immediately after the power failure and their maximum electrical output is increased, whereby groups of consumers ( 7 , 8 , 9 ) if the energy consumption from the battery remains above a tolerance value, starting with the group with the lowest priority ( 9 ) and with the priority increasing until the energy consumption from the battery is below the tolerance value.

2. The method according to claim 1, characterized in that the group of consumers ( 10 ) with the highest priority remains supplied even when further energy consumption from the battery is above the tolerance limit.