DE2803155C2 - Meßeinrichtung zur Ermittlung des Effektivwertes der Leistung eines Energieverbrauchers über eine Berechnungsperiode - Google Patents

Description

P.if = \/-ψ~

wobei Ea die Energiefestmenge, T die Dauer der Berechnungsperiode und Zdie Summe der Meßgrößen bedeutet.

2. Meßeinrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Summierglied (7) ein Zählwerk ist, das über einen Machrichtenkanal (8) mit dem Auswerteglied (9) in Verbindung steht

3. Meßeinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß- und Rechenglied (6) einen Mikroprozessor aufweist

Die Lieferanten elektrischer Energie sind bestrebt, die Energieverbraucher zu einer zeitlich konstanten Leistungsbeanspruchung anzuhalten. Sie wenden daher Tarife an, die sich aus einem von der bezogenen Energie abhängigen Glied und aus einem von der Leistung abhängigen Glied zusammensetzen.

Es wurde gefunden, daß sich der Effektivwert oder quadratische Mittelwert der Leistung sehr gut als Tarifgröße zur Bestimmung des von der Leistung abhängigen Gliedes eignet

Der Effektivwert y_err oder quadratische Mittelwert einer zeitabhängigen Größe y ist bekanntlich definiert zu

wobei Tdie Integrationsdauer und t die Zeit bedeutet

Zur Ermittlung des Effektivwertes der Leistung eines Energieverbrauchers kann die Leistung mit einem Leistungsmeßumformer kontinuierlich gemessen, mit einem Quadrierglied ein zum Quadrat der Leistung proportionales Signal und mit einem Kondensator das Zeitintegra! dieses Signals gebildet und schließlich der Effektivwert der Leistung gemäß der oben angegebenen Formel aus dem Zeitintegral berechnet werden. Eine solche Methode liefert jedoch nur befriedigend genaue Meßresultate, wenn der Effektivwert über eine verhältnismäßig kurze Berechnungsperiode ermittelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung zur Ermittlung des Effektivwertes der Leistung zu schaffen, die einfach ist und sich auch dann durch eine große Meßgenauigkeit auszeichnet, wenn der Effektivwert über eine sehr lange Berechnungsperiode, beispielsweise über einen Monat oder ein Jahr, ermittelt wird.

Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen,

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläuten. Es

ίο zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung einer Meßeinrichtung und

F i g. 2 ein Leistungs-Zeit-Diagramm. In der Fig. 1 bedeute» 1 einen Verbraucher, der

elektrische Energie aus einem Energieverteilungsnetz 2 bezieht Mit einem Elektrizitätszähler 3 wird diese Energie gemessen. Das Zählwerk des Elektrizitätszählers 3 ist mit einem Impulsgeber 4 verbunden, der jeweils nach dem Verbrauch einer bestimmten Energiefestmenge, beispielsweise einer Kilowattstunde, einen Festmengenimpuls erzeugt Diese Festmengenimpulse steuern ein Gerät 5, das baulich mit dem Elektrizitätszähler 3 vereinigt sein kann und aus einem Meß- und Rechenglied 6 sowie einem Summierglied 7 besteht Das Summierglied 7 ist vorteilhaft ein in kW geeichtes Zählwerk und wird im folgenden Summierzählwerk genannt

Das Meß- und Rechenglied 6 bildet jeweils nach dem Auftreten eines Festmengenimpulses eine zum Kehrwert des zeitlichen Abstandes dieses Festmengenimpulses zum vorangehenden Festmengenimpuls proportionale Meßgröße. Im Summierzählwerk 7 werden diese Meßgrößen aufsummiert Vorzugsweise weist das Meß- und Rechenglied 6 einen Mikroprozessor auf, der den

Vi zeitlichen Abstand zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Festmengenimpulsen durch Vergleich mit der als Zeitbasis dienenden Netzfrequenz des Energieverteilungsnetzes 2 ermittelt und den Kehrwert dieses Abstandes berechnet. Der berechnete Kehrwert kann einem Speicher zugeführt werden, dessen Speicherinhalt in festen Blöcken entleert und in das Summierzühlwerk 7 eingegeben wird. Selbstverständlich kann auf den genannten Speicher auch verzichtet und das Summierzählwerk 7 nach jedem Festmengenimpuls um

v> einen dem Kehrwert entsprechenden Betrag weitergeschaltet werden.

Das Summierzählwerk 7 des Gerätes 5 steht über einen Nachrichtcnkanal 8 mit einem Auswerteglied 9 in Verbindung. Der Nachrichtenkanal 8 kann aus einer

Ίο bekannten Zählerstandübertragungseinrichtung, welche den Zählerstand am Ende der Berechnungsperiode über das Energieverteilungsnetz 2 oder über eine gesonderte Leitung überträgt, oder auch aus einer anderen geeigneten Nachrichtenverbindung bestehen.

In der Fig.2 bedeutet 10 eine Lastkurve, die dem Verlauf der Leistung Pin Funktion der Zeit t über eine längere Berechnungsperiode Γ darstellt. Durch schraffierte Flächen sind Energiefestmengen E₀ angedeutet, die vom Verbraucher 1 in Zeitintervall &u bezogen werden, Die mittlere Leistung innerhalb eines Zeitintervalls df, ist mit Pi bezeichnet=
Es gilt die Beziehung

Im folgenden wird die Differenz zwischen den Zählwerkständen des Summierzählwcrkes 7 am Ende

und zu Beginn der Berechnungsperiode Tals Meßwert Z bezeichnet. Dieser Meßwert Z entspricht den aufkumulierten Werten der über die Zeitintervalle Au gemittelten Leistung Pr,

Im Auswerteglied 9 wird aus dem Meßwert Z die Größe

gebildet. Diese Größe entspricht dem Effektivwert
der Leistung P, denn es ist

und somit

i/i._z. Vy^_n.*,.

Nimmt man als Beispiel eine Energiefestmeitge von £b=1kWh, einen monatlichen Verbrauch von E = 500 kWh und eine Berechnungsperiode T von einem Monat an, so wird der Meßwert Zdurch 500 Inkrememe gebildet. Der Ersatz dieser Summe durch das Integral ist also in der Praxis mit genügender Genauigkeit gewährleistet

Der für die bezogene Energie Ezu bezahlende Betrag K kann z. B. nach der Formel

K = a- E + h-T- P,_{} = a- E

21) ermittelt werden, wobei a und b Proportionalitätsfakto_{ren unc}j ρ d_er arithmetische Mittelv.~ft der Leistung bedeuten.

Der Energiepreis je kWh steigt nach dieser Formel mit zunehmendem Wert von

= K_F

wobei Kf den Formfaktor der Lastkurve 10 bedeutet. Der Formfaktor Kf ist gleich I₁ wenn der Verbraucher «ι seine Energie bei konstanter Leistung bezieht. Praktisch ist der Formfaktor Krimmer größer als 1.

Hierzu 1 BIaIt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1, Meßeinrichtung zur Ermittlung des Effektivwerts der Leistung eines Energieverbrauchers über eine Berechnungsperiode, gekennzeichnet durch einen einem Verbrauchszähler(3) zugeordneten Impulsgeber (4) zur Erzeugung von Festmengenimpulsen, von denen jeder den Verbrauch einer vorbestimmten Energiefestmenge darstellt, durch ein an den Impulsgeber (4) angeschlossenes MeB- und Rechenglied (6) zur Bildung von dem Kehrwert der Zeitabstände zwischen den einzelnen Festmengenimpulsen proportionalen Meßgrößen, durch ein Summierglied (7) zum Aufsummieren der Meßgrößen und durch ein Auswerteglied (9) zur Bildung des Effektivwertes P_e/rder Leistung nach der Beziehung