EP3857667A1 - Verfahren und vorrichtung zur identifikation einer zuordnung von phasenleitungen zu anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen gerätes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur identifikation einer zuordnung von phasenleitungen zu anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen gerätes

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EP3857667A1
EP3857667A1 EP19756103.8A EP19756103A EP3857667A1 EP 3857667 A1 EP3857667 A1 EP 3857667A1 EP 19756103 A EP19756103 A EP 19756103A EP 3857667 A1 EP3857667 A1 EP 3857667A1
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EP
European Patent Office
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connections
electrical
phase lines
parameters
unbalanced
Prior art date
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Pending
Application number
EP19756103.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias Buenemann
Matthias GROENE
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SMA Solar Technology AG
Original Assignee
SMA Solar Technology AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SMA Solar Technology AG filed Critical SMA Solar Technology AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01R31/67—Testing the correctness of wire connections in electric apparatus or circuits
    • H—ELECTRICITY
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    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
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    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Definitions

  • the invention relates to methods for identifying an assignment of phase lines to connections of an unbalanced electrical device.
  • the method according to the invention is intended to determine which of a plurality of phase lines is connected to which connection of a plurality of connections of the electrical device.
  • the invention also relates to a device that is set up to carry out the method according to the invention and an unbalanced electrical device with such a device.
  • unbalanced electrical devices that are connected to several phase lines of an electrical distribution network are known.
  • a device is, for example, a bidirectionally operable battery inverter which is connected on the input side to a rechargeable battery and on the output side to a plurality of phase lines of a distribution network for a building which carry an AC voltage.
  • the battery inverter can be used to supply certain consumers of the building with electrical power even in the event of a failure of a public power supply network (EVN) to which the building's distribution network is connected.
  • ETN public power supply network
  • the battery inverter can also be used for the purpose of energy management in the distribution network of the building.
  • a power flow from the public EVN into the distribution network can be influenced in a targeted manner via a charging and / or discharging power of the battery, which is controlled by the battery inverter.
  • electrical energy obtained from the public EVN via the network connection point can be kept below a maximum value within a billing period.
  • Such influencing of the power obtained via the network connection point often has to be phase-selective, that is to say separately for each phase line. For this, it is necessary that an assignment or a connection of the individual phase lines to the individual connections of the battery inverter is not only known, but is also made in a correct manner.
  • the electrical device When the electrical device is connected to the distribution network manually, however, it can happen that individual phase lines are not connected to the connections that are actually intended for them, but instead are interchanged, for example. This can lead to incorrect operation of the electrical device (here: the battery inverter) in the distribution network and / or partial overloading of the distribution network, and possibly damage the device itself or damage other consumers connected to the distribution network.
  • the electrical device here: the battery inverter
  • US 2010/0164473 A1 discloses a method for identifying phases on an energy meter arranged on the consumer side in a multi-phase electrical energy distribution network comprising a transformer station.
  • a signal generator provides a different signal on each of a plurality of phases leaving the substation.
  • a signal discriminator detects each of the various signals at a consumer of electrical energy.
  • US 2010/0164473 A1 discloses a multi-phase power distribution network with a substation, a signal generator for delivering a different signal on each of several phases leaving the substation and a signal discriminator.
  • the signal discriminator is used to detect each of the various signals from a consumer of electrical power.
  • the document AT 517620 A1 discloses a device of an energy system.
  • the device has inputs which can be conductively connected to at least one current converter and at least one voltage converter.
  • a test device for testing a wiring of the at least one current converter and the at least one voltage converter is set up to apply a first test signal to a secondary side of the voltage converter and at the same time to impress a second test signal into a primary side of the current converter OBJECT OF THE INVENTION
  • the invention is based on the object of demonstrating a method with which an assignment, in particular a correct or an incorrect assignment or a connection, in particular a correct or an incorrect connection of phase lines to connections of an unbalanced electrical device, can be identified.
  • the method should be as simple and inexpensive to implement as possible. When using the method, existing components of the unbalanced device should be used as far as possible.
  • the invention is also based on the object of demonstrating a device which is set up to carry out the method according to the invention and an electrical device having such a device.
  • the object of the invention is achieved by a method for identifying an assignment of phase lines to connections of an electrical device with the features of independent claim 1.
  • the dependent claims 2 to 9 are directed to preferred embodiments of the method.
  • the claim 10 relates to a device for performing the method.
  • the independent claims 1 1 and 12 are directed to an unbalanced electrical device with a device according to the invention.
  • a method according to the invention for identifying an assignment of phase lines of an electrical distribution network to connections of an unbalanced electrical device, the device being connected to several phase lines of the electrical distribution network comprises the steps:
  • identification of an assignment of phase lines of an electrical distribution network to connections of an unbalanced electrical device also means identification of a connection of phase lines of an electrical distribution network to connections of an unbalanced electrical device.
  • the method can identify a correct assignment or an incorrect assignment of the phase lines to the connections of the electrical device.
  • a distribution network is to be understood in particular as an AC distribution network.
  • An “unbalanced electrical device” is to be understood as an electrical device that is set up to generate different power flows in its operation via the at least two different connections - and thus in the phase lines connected to it.
  • the term “unbalanced load” means in particular that the power flows differ not only at one point in time, but also on average over time, for example averaged over several network periods, in the connected phase lines.
  • the term “unbalanced load profile” within the application is also to be understood in the sense of a multi-phase power profile averaged over time over several network periods, in the sense of an envelope curve or a power amplitude of an otherwise sinusoidal electrical power within the individual phase lines.
  • the unbalanced load profile can include, for example, the time course of a difference between the powers in the individual phase lines.
  • the method makes use of the fact that the unbalanced device is able to set outputs at its connections according to different target parameters.
  • different target parameters By setting different target parameters at the respective connections of the electrical device, different power flows are generated via the respective connections of the device, and thus also different power flows in the phase lines connected to the respective connections. It goes without saying that this is of course only the case for each of the respective connections if the corresponding connection is also connected to a phase line. If, on the other hand, a connection is not connected to a phase line, it is an open connection, and no power flow can be generated at or through it.
  • the measurement parameters detected in or on the phase lines via the detection unit also differ due to the different power flows in the phase lines.
  • characteristic Signal forms that are set via the target parameters at the connections of the unbalanced device, at least in a form that can be distinguished from one another and are temporally correlated to the target parameters and also present in the measurement parameters that are detected on the phase lines.
  • the form of the signal forms in the measurement parameters can be lower than the signal forms present at the connections of the electrical device and specified by the target parameters.
  • the signal shapes are superimposed by power flows from other consumers that are connected to individual phase lines. This leads to an influence on the signal forms and in particular to their weakening. Nevertheless, it turns out that the characteristics of the signal forms in the phase lines, even if they are overlaid by the power flows of the other consumers, are still sufficiently present to distinguish the phase lines from one another.
  • the form of the signal forms is also sufficient to assign the measurement parameters to the respective target parameters, taking into account a temporal correlation, and thus to be able to carry out a traceability of the phase lines to the connections of the device.
  • By comparing the measurement parameters with the target parameters it can be identified on the one hand whether the multiple phase lines are correctly connected to the multiple connections of the electrical device. If the assignment or connection of the phase lines to the connections is made incorrectly, the method can also be used to determine which changes are required for a correct connection of the phase lines to the connections of the device, in other words which phase line with which connection is correct must be connected.
  • An advantage here is that the unbalanced electrical device itself is capable of generating different power flows via the respective connections of the device, and thus also different power flows in the phase lines connected to the respective connections.
  • a separate signal generator is therefore not required to generate the unbalanced load profile, since the unbalanced electrical device itself has the appropriate functionality.
  • the device As will be explained in more detail in connection with the device according to the invention, many components required for carrying out the method according to the invention, for example a control unit and an evaluation unit, are usually present in the electrical device anyway. Their capacity is often sufficient so that the required functionalities can be carried out by the components which are present in the electrical device anyway.
  • the device at least a predominant part of it, is an integral part of the device itself. Therefore, the method is simple by means of a corresponding program adaptation within the control software and is therefore not very large Effort and inexpensive to implement. But even if the device for carrying out the method according to the invention is designed as a separate unit, which in particular can also be part of the detection unit, it can be used for a large number of different unbalanced devices.
  • the method according to the invention it is often sufficient to carry out the method according to the invention only once on the unbalanced device, for example after its installation - as a quasi-final test.
  • the device costs only once, but can be used for a variety of unbalanced devices.
  • the method can therefore also be carried out relatively inexpensively and inexpensively in this case too.
  • a start, possibly also an end, of the setting of the set parameters of the unbalanced load profile is signaled by the electrical device.
  • characteristic points in time when the unbalanced load profile is set at the connections of the unbalanced load electrical device are synchronized in time with the start of detection - and possibly also the end of detection - of the measurement parameters on the phase lines. This is advantageous in order to check a temporal correlation of the respective signal forms when comparing the measurement parameters with the target parameters.
  • the measurement parameters are designed as non-electrical parameters.
  • the measurement parameters, as well as the target parameters can be thermal parameters, for example.
  • the target parameters and / or the measurement parameters are of an electrical nature, that is to say they are each designed as electrical parameters.
  • the desired electrical parameters by means of which the unbalanced load profile is set at the connections of the electrical device, and / or the electrical measurement parameters, which are detected in or on the phase lines, a current I (t), a Include voltage U (t), power P (t), and / or a phase difference f between current I (t) and voltage U (t).
  • the unbalanced load profile is not only to be understood as different active powers that are set at the connections. Rather, it is also possible to set different reactive powers and / or different ratios of active and reactive power at the connections of the device via the target parameters. Likewise, different reactive powers or different ratios of active and reactive power can also be detected via the measurement parameters on the phase lines.
  • the method advantageously comprises signaling a correct assignment or an incorrect assignment of the phase lines to the respective connections on the basis of the comparison. In this way, for example, an installer of the electrical device can receive feedback immediately after installation as to whether the phase lines have been correctly connected to the connections of the device. If the connections of the electrical device are incorrectly assigned to the phase lines, the phase lines can be separated from the connections and reconnected in a correct manner.
  • correct assignment of the phase lines to the connections means that each of the connections is also connected to the phase line which is provided for this connection. Conversely, this means that if at least one connection is connected to a phase line that is not provided for it, there is an incorrect assignment of the phase line to the respective connections.
  • a correct or an incorrect assignment can be signaled visually or acoustically.
  • the signaling can also be sent by radio to a communication device, for example a smartphone, an operator or an installer of the electrical device.
  • an incorrect assignment does not necessarily have to be corrected by changing the connection of the phase lines to the connections of the device on the hardware side.
  • an incorrect assignment of the phase lines to the connections is reacted to by means of a software change in the device itself or in a control device connected to the device.
  • separate connection designations for the individual connections of the electrical device can be provided in software. Each connection designation is clearly assigned to a corresponding connection. If an incorrect or unintended assignment should result when the method is carried out, the assignment of the connection designations to the connections within the software can be adapted so that the originally intended phase lines are addressed while the connection designations are retained.
  • the software change can be carried out automatically when the method is carried out, quasi as an additional method step, and can be triggered by the signaling of an incorrect assignment.
  • the target parameters of the unbalanced load profile are specified by the device itself or by a control device connected to the device. These are usually target parameters that are particularly strong have pronounced signal forms and are usually created and stored explicitly for identifying the assignment of the phase lines to the connections, that is to say exclusively for test purposes. The stored target parameters are then called up and specified when the method is to be carried out on the device.
  • the control device connected to the device can be a control device set up for energy management of a building.
  • the control device connected to the device can also comprise a separately designed device for carrying out the method, in particular its control unit.
  • the set parameters assigned to the unbalanced load profile are set at the connections during normal operation of the device. This is the case, for example, if a pronounced unbalanced load profile is already present or foreseeable at certain times during normal operation of the device. It is within the scope of the invention that electrical quantities are measured at the connections of the electrical device and used for determining the target parameters. This is advantageous, for example, as an additional check of the set parameters to be set at the connections.
  • the electrical variables or the target parameters can be communicated by the device, for example to a separately implemented device for carrying out the method which is connected to the device.
  • the target parameters of the unbalanced load profile have current amplitudes which are constant over time but differ between the connections within a time period At of at least 30s. This is possible if the power flows of additional energy-consuming or energy-generating devices which are connected to the phase lines of the distribution network are small compared to those power flows which are caused by the electrical device and flow through each of the connections. In such a case, a current amplitude that is constant over time, but different for the individual connections, is sufficient to generate an unbalanced load profile at the same voltage at the connections, so that the measurement parameters can be traced back to the target parameters and thus an identification of the assignment the phase lines to the connections is guaranteed.
  • a device for identifying an assignment of phase lines of an electrical distribution network to connections of an unbalanced electrical device is provided with a detection unit for detecting a measurement parameter on each of the several Phase lines of the electrical distribution network to which the device is connected.
  • the device comprises an evaluation unit for comparing the measurement parameters detected on the phase lines with set parameters, the set parameters being set at the connections of the device and being assigned to an unbalanced load profile.
  • the unbalanced load profile is generated at the respective connections of the electrical device and in the phase lines connected to the respective connections by setting the target parameters. Of course, this is only the case for each of the respective connections if the corresponding connection is also connected to a phase line.
  • the device is characterized in that it has a control unit which is designed and set up to carry out the method according to the invention.
  • the measurement parameters possibly also the target parameters, can each be electrical in nature, that is, they can each be designed as electrical parameters.
  • An unbalanced electrical device includes a plurality of connections via which the device can be connected, in particular connected, to a multiplicity of phase lines of an electrical distribution network.
  • the electrical device is characterized in that it comprises a device according to the invention for identifying an assignment of the phase lines of the electrical distribution network to the connections, or that it is connected to such a device according to the invention.
  • the evaluation unit or the control unit of the device can be formed by at least one corresponding unit which is present in the device anyway.
  • Such a unit can be a microprocessor, for example, which is not yet fully utilized with the control and evaluation functions to be carried out for the device anyway and thus still has free capacities with regard to such functions.
  • the device is selected from a group which comprises the following device classes:
  • an energy feeding device in particular a photovoltaic (PV) inverter, - an energy consuming electrical device, and
  • PV photovoltaic
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for identifying an assignment of
  • FIG. 3 shows a device according to the invention for identifying an assignment of
  • Phase lines of a distribution network to connections of an electrical device in a second embodiment Phase lines of a distribution network to connections of an electrical device in a second embodiment.
  • the electrical device 1 is, by way of example, a device 1 that both feeds in energy and consumes energy, in particular a battery inverter that can be operated bidirectionally.
  • the device 1 has a plurality of phase connections U, V, W which are connected to phase lines L1, L2, L3 of the electrical distribution network 3.
  • the device comprises a connection NL, which is connected to a neutral conductor N of the electrical distribution network 3.
  • the distribution network 3 is designed, for example, as a house distribution network of a building, which is connected on one side to the public energy supply network EVN.
  • the device 1 is set up to both feed electrical power in the form of an unbalanced load profile into the distribution network 3 and also to draw or consume electrical energy from the distribution network 3. With the electrical energy fed into the distribution network 3 or withdrawn from the distribution network 3, the electrical device 1 can in particular discharge or recharge a battery connected to it (not shown in FIG. 1).
  • An electrical consumer 1 1 is additionally connected to the distribution network 3.
  • the consumer 1 1 is shown as an example as a three-phase consumer, which is connected to each of the phase lines L1, L2, L3 and to the neutral conductor N. It is however, it is also possible that the consumer 1 1 is a one- or two-phase consumer.
  • additional single-phase or multi-phase consumers can also be connected to the distribution network 3.
  • an energy-feeding device can also be connected to the distribution network 3.
  • the electrical device 1 is intended to uniquely connect each of the connections U, V, W to a specific phase line L1, L2, L3. Specifically, it is intended that a first connection U be connected to a first phase line L1, a second connection V to a second phase line L2 and a third connection W to a third phase line L3. As shown in FIG. 1, the electrical device 1 with its connections U, V, W is incorrectly connected to the phase lines L1, L2, L3 of the distribution network 3. By way of example, a first connection U is still connected to the first phase line L1 correctly assigned to it. In contrast, a second connection V is incorrectly connected to the third phase line L3 and a third connection W is incorrectly connected to the second phase line L2. The connection NL is correctly connected to the neutral conductor N of the distribution network 3.
  • a device 10 for control and for data exchange is connected to the device 1.
  • the control technology and data technology connection is symbolized in FIG. 1 by a dashed line.
  • the device 10 comprises a control unit 5 and an evaluation unit 4 connected to it.
  • the device 10 is connected to a detection unit 2, which is set up each with an electrical parameter 21a, 21b, 21c, in particular a time profile of the electrical parameters 21a, 21 b, 21c to be detected on each of the plurality of phase lines L1, L2, L3, to which the electrical device 1 is also connected.
  • the detection unit 2 comprises current sensors 2.1, 2.2, 2.3 for the detection of currents 11, I2, I3 through the phase lines L1, L2, L3 and voltage sensors 2.4, 2.5, 2.6 in order to determine a voltage of the phase lines L1, L2, L3.
  • the device 10 In order to identify or determine an assignment of the phase lines L1, L2, L3, which of the phase lines L1, L2, L3 is connected to which of the connections U, V, W of the device 1, the device 10, in particular its control unit 5, Set parameters 20a, 20b, 20c assigned to device 1 with an unbalanced load profile as setpoints. In response to this, the device 1 sets the desired parameters 20a, 20b, 20c assigned to the predetermined unbalanced load profile at its connections U, V, W. In other words, the device 1 thus an electrical power flow via the connections U, V, W, which corresponds to the target parameters 20a, 20b, 20c of the predetermined unbalanced load profile.
  • a start for traversing the target parameters 20a, 20b, 20c is signaled by the device 1 of the device 10.
  • the device 10 controls the detection device 2 to carry out measurements of current 11, I2, I3 and voltage U 1, U2, U3 on each of the phase lines L1, L2, L3.
  • the values measured by the detection unit 2 are transmitted to the device 10, in particular its evaluation unit 4, as measurement parameters 21 a, 21 b, 21c.
  • the evaluation unit 4 determines a currently existing assignment of the phase lines L1, L2 by comparing the measurement parameters 21a, 21b, 21c with the target parameters 20a, 20b, 20c of the predetermined unbalanced load profile. L3 or its electrical connection with the connections U, V, W of the device 1.
  • FIG. 2 shows diagrams of the measurement parameters 21a, 21b, 21c measured on the phase lines L1, L2, L3 in comparison to the known parameters 20a, 20b, 20c of the unbalanced load profile as a function of time t because they are known .
  • the comparison is carried out on the basis of an electrical power P (t) as setpoint and measurement parameters.
  • the powers P (t) determined by the evaluation unit 4 from the measurements of current 11, I2, I3 and voltage U 1, U2, U3 for each of the phase lines L1, L2, L3 are as measurement parameters 21a, 21b, 21c in
  • the individual diagrams are illustrated in the form of solid lines.
  • the powers P (t) specified for the respective connections U, V, W, that is to say the target parameters 20a, 20b, 20c of the shooting load profile, are each represented in the form of a dashed line.
  • the target parameters 20a, 20b, 20c are shown in FIG. 2 in the diagrams of those phase lines L1, L2, L3 in which they would occur if the phase lines L1, L2, L3 were correctly assigned to the connections U, V, W. .
  • the target parameters 20a, 20b, 20c and measurement parameters 21a, 21b, 21c shown in the diagrams are each to be understood in terms of an enveloping function or as time-dependent power amplitudes of the otherwise sinusoidal instantaneous electrical powers.
  • the target parameters 20a, 20b, 20c of the exemplary unbalanced load profile of FIG. 2 have different sawtooth-like power increases or power drops as signal forms for each connection U, V, W.
  • the power flow generated by the device 1 via the connection U - ie the target parameter 20a - is characterized by a sawtooth-like power dip that repeats at a time interval t beginning - end .
  • the power flow generated by the device 1 via the connection V - ie the target parameter 20b - has two successive sawtooth-like power increases.
  • the over the connection W generated by the device 1 power flow - ie the target parameter 20c - includes a sawtooth-like increase in power followed by two sawtooth-like drops in power.
  • the via terminals V and W of the device 1 as a target parameter 20b, 20c generated power flows are repeated after the time interval t Anf - tEnd-
  • the measurement parameters 21 a, 21 b, 21c determined by means of the detection unit 2 on the phase lines L1, L2, L3 - here the measured electrical powers P (t) - are evaluated by the evaluation unit 4 with the time profiles of the connections U, V , W set desired parameters 20a, 20b, 20c compared.
  • a comparison of the measurement parameter 21a determined on the first phase line L1 with the set parameter 20a set on the first connection U reveals a temporal correspondence of the sawtooth-like power drops. It can therefore be assumed that the first phase line L1 is correctly connected to the first connection U.
  • a comparison of the measurement parameter 21 b determined on the second phase line L2 with the target parameter set on the second connection V does not provide a match between the sawtooth-like power drops or power increases.
  • the second phase line L2 is not connected to the second terminal V, as is correctly provided.
  • the third phase line L3 is not - as intended - connected to the third terminal W assigned to it.
  • the power drops or power increases of the measurement parameter 21 b measured on the second phase line L2 match the power drops and power increases of the target parameter 20 c set at the third connection W.
  • a corresponding match also results from a comparison of the measurement parameter 21c determined on the third phase line L3 with the setpoint parameter 20b set at the second connection V. From this it can be concluded that the second phase line L2 is incorrectly connected to the third connection W and the third phase line L3 is connected to the second connection V.
  • the device 10 can signal the incorrect assignment of the phase lines L2, L3 to the connections V, W.
  • the incorrect assignment can be corrected on the one hand by disconnecting the electrical connection of the phase lines L2, L3 to the connections W, V, for example by a qualified electrician, and restoring them in the correct assignment.
  • the incorrect assignment can also be caused by a software change on the device 1 itself or corrected on a control device upstream of the device 1. The latter is illustrated schematically in FIG. 1.
  • the connections U, V, W of the device 1 are assigned specific connection designations R, S, T within the software.
  • connection designation S via the second connection V of the second phase line L2 and the connection designation T (via the third connection W) is assigned to the third phase line L3.
  • connection designation S becomes the third connection W and thus the second phase line L2 within the software of the device 1 , and the connection designation T are assigned to the second connection V and thus to the third phase line L3.
  • the connection designation S is linked to the second phase line L2 and the connection designation T to the third phase line L3.
  • the waveforms shown in FIG. 2 in the time profiles of the target parameters 20a, 20b, 20c are purely exemplary in nature and other signal types are alternatively possible.
  • the signal shapes of the target parameters 20a, 20b, 20c should, on the one hand, differ from one another, in particular by their shape and / or by the time of the occurrence of a signal shape, in order to ensure traceability to the connections U, V, W assigned to them.
  • the further variations generated by the further devices are not signal shapes that are constant over time (as shown in FIG. 2) (that is, only an offset within the superimposition), but also variations that vary over time. So that the signal shapes of the target parameters 20a, 20b, 20c can be identified in the measuring parameters 21a, 21b, 21c, an adaptive adaptation of the target parameters is dependent on the further variations already detected in the phase lines L1, L2, L3 possible.
  • the more the further variations occur in the measurement parameters 21 a, 21 b, 21c the more pronounced the signal shapes of the target parameters 20a 20b, 20c can also be selected.
  • a certain signal form of the Setpoint parameters 20a, 20b, 20c are repeated with a frequency which is characteristic of the respective connection U, V, W and which is different from a network frequency of the distribution network 3.
  • This signal form can thus also be detected in the measurement parameters 21a, 21b, 21c of the phase lines L1, L2, L3 connected to the connections U, V, W.
  • the measurement parameters 21 a, 21 b, 21 c can be analyzed by means of a Fourier transformation for the existence of the frequencies characteristic of the connections U, V, W.
  • FIG. 3 shows a device 10 according to the invention for identifying an assignment of phase lines L1, L2, L3 of a distribution network 3 to connections U, V, W of an electrical device 1 in a second embodiment. 3 corresponds in many features to FIG. 1, which is why reference is made to the description of FIG. 1 with regard to the similar features. Therefore, only the differences of the second embodiment relative to the embodiment according to FIG. 1 are explained below.
  • the electrical device 1 of FIG. 3 has a detection device 9 with current sensors 9u, 9v, 9w and voltage sensors (not shown in FIG. 3 for the sake of clarity).
  • the detection device 9 is able to detect currents IU, IV, IW flowing through the outputs U, V, W and voltages UU, UV, UW present at the outputs U, V, W as electrical quantities and the electrical quantities thus detected to communicate with device 10.
  • device 1 receives no specification regarding an unbalanced load profile to be set at its connections U, V, W. Rather, device 1 in FIG. 3 decides when the method for identifying an assignment of phase lines L1, L2, L3 to the connections U, V, W is started.
  • the method can be carried out during normal operation of the device 1, for example when an unbalanced load profile suitable for the method is present or expected at the connections U, V, W of the device 1. If this is the case, the device 1 signals to the device 10 a start time t beginning of the method. The device 1 then measures at its connections U, V, W the currents IU, IV, IW flowing through the connections U, V, W and the voltages UU, UV, UW prevailing there as electrical quantities. As also described in FIG. 1, the device 1 signals a start point in time t beginning of the method at which the detection of the electrical quantities begins.
  • the device 10 then - triggered by the signaling of the start time from the device 1 - controls the detection unit 2 connected to it for the detection of measurement parameters 21 a, 21 b, 21c on the phase lines L1, L2, L3.
  • the detection of the Electrical quantities at the connections U, V, W of the device 1 and the measurement parameters 21 a, 21 b, 21 c on the phase lines L1, L2, L3 take place over a predetermined period of time or until they are through the device 1 or the device 10 is ended.
  • the device 1 of the device 10 advantageously also signals an end time t End, which ends the detection of the electrical variables at the connections U, V, W or the measurement parameters 21a, 21b, 2c on the phase lines L1, L2, L3 .
  • the device 1 communicates the electrical quantities or their time profiles to the device 10.
  • the evaluation unit 4 of the device interprets the communicated electrical quantities - possibly after further processing of them - as target parameters 20a, 20b, 20c of the unbalanced load profile set.
  • a comparison of the target parameters 20a, 20b, 20c of the unbalanced load profile with the measurement parameters 21a, 21b, 21c determined on the phase lines L1, L2, L3, as well as - if required - a correction of an incorrect assignment of phase lines L1, L2, L3 and connections U, V, W then proceed analogously to the manner described in FIG. 2.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen (L1, L2, L3) eines elektrischen Verteilnetzes (3) zu Anschlüssen (U, V, W) eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes (1), wobei das Gerät (1) an mehrere Phasenleitungen (L1, L2, L3) des elektrischen Verteilnetzes (3) angeschlossen ist. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: - Einstellen von einem Schieflastprofil zugeordneten Soll-Parametern (20a, 20b, 20c) an den Anschlüssen (U, V, W) des elektrischen Gerätes (1); - Detektion eines Mess-Parameters (21a, 21b, 21c), insbesondere eines Zeitverlaufes eines Mess-Parameters (21a, 21b, 21c), an jeder der mehreren Phasenleitungen (L1, L2, L3) mittels einer Detektionseinheit (2); - Vergleich der detektierten Mess-Parameter (21a, 21b, 21c) mit den Soll-Parametern (20a, 20b, 20c) des Schieflastprofils; und - Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen (L1, L2, L3) zu den Anschlüssen (U, V, W) auf Basis des Vergleichs. Die Anmeldung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ein schieflastfähiges Gerät mit einer derartigen Vorrichtung.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR IDENTIFIKATION EINER ZUORDNUNG VON PHASENLEITUNGEN ZU ANSCHLÜSSEN EINES SCHIEFLASTFÄHIGEN ELEKTRISCHEN
GERÄTES
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen zu Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes. Insbesondere soll bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt werden, welche von mehreren Phasenleitungen mit welchem Anschluss einer Mehrzahl von Anschlüssen des elektrischen Geräts verbunden ist. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist und ein schieflastfähiges elektrisches Gerät mit einer derartigen Vorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Schieflastfähige elektrische Geräte, die mit mehreren Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes verbunden werden, sind prinzipiell bekannt. Ein derartiges Gerät ist beispielsweise ein bidirektional betreibbarer Batterie-Wechselrichter, der eingangsseitig mit einer wiederaufladbaren Batterie und ausgangsseitig mit mehreren eine Wechselspannung führenden Phasenleitungen eines Verteilnetzes für ein Gebäude verbunden ist. Dabei kann der Batterie-Wechselrichter dazu dienen, bestimmte Verbraucher des Gebäudes auch bei einem Ausfall eines öffentlichen Energieversorgungsnetzes (EVN), mit dem das Verteilnetz des Gebäudes verbunden ist, mit elektrischer Leistung zu versorgen. Der Batterie-Wechselrichter kann jedoch auch zum Zwecke des Energiemanagements in dem Verteilnetz des Gebäudes eingesetzt werden. In diesem Fall kann über eine Lade- und/oder Entladeleistung der Batterie, die durch den Batterie-Wechselrichter gesteuert wird, ein Leistungsfluss von dem öffentlichen EVN in das Verteilnetz gezielt beeinflusst werden. Konkret kann so eine über den Netzanschlusspunkt von dem öffentlichen EVN innerhalb eines Abrechnungszeitraums bezogene elektrische Energie unter einem Maximalwert gehalten werden. Eine derartige Beeinflussung der über den Netzanschlusspunkt bezogenen Leistung muss oftmals phasenselektiv, d.h. getrennt für jede Phasenleitung, erfolgen. Hierfür ist es erforderlich, dass eine Zuordnung oder ein Anschluss der einzelnen Phasenleitungen mit den einzelnen Anschlüssen des Batterie-Wechselrichters nicht nur bekannt ist, sondern auch in korrekter Weise hergestellt wird. Bei einem manuell hergestellten Anschluss des elektrischen Gerätes an das Verteilnetz kann es jedoch passieren, dass einzelne Phasenleitungen nicht mit den für sie eigentlich vorgesehenen Anschlüssen verbunden, sondern beispielsweise vertauscht angeschlossen werden. Dies kann zu einem fehlerhaften Betrieb des elektrischen Gerätes (hier: des Batterie-Wechselrichters) in dem Verteilnetz und/oder eine teilweise Überlastung des Verteilnetzes führen, sowie eventuell eine Beschädigung des Gerätes selbst oder eine Beschädigung weiterer an das Verteilnetz angeschlossener Verbraucher verursachen.
Die US 2010 / 0164473 A1 offenbart ein Verfahren zur Identifikation von Phasen an einem verbraucherseitig angeordneten Energiezähler in einem eine Umspannstation umfassenden mehrphasigen elektrischen Energieverteilungsnetz. Bei dem Verfahren liefert ein Signalgenerator ein unterschiedliches Signal an jeder einer Mehrzahl von Phasen, die die Unterstation verlassen. Ein Signaldiskriminator detektiert jedes der verschiedenen Signale bei einem Verbraucher der elektrischen Energie.
Die Schrift US 2010 / 0164473 A1 offenbart ein mehrphasiges Stromverteilungsnetz mit einer Unterstation, einem Signalgenerator zum Liefern eines unterschiedlichen Signals an jeder von mehreren Phasen, die die Unterstation verlassen und einem Signaldiskriminator. Der Signaldiskriminator dient zum Erfassen jedes der verschiedenen Signale bei einem Verbraucher der elektrischen Leistung.
Die Schrift AT 517620 A1 offenbart eine Einrichtung eines energietechnischen Systems. Die Einrichtung weist Eingänge auf, die mit wenigstens einem Stromwandler und wenigstens einem Spannungswandler leitend verbindbar sind. Eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer Verdrahtung des wenigstens einen Stromwandlers und des wenigstens einen Spannungswandlers ist eingerichtet, um ein erstes Prüfsignal an einer Sekundärseite des Spannungswandlers anzulegen und gleichzeitig ein zweites Prüfsignal in eine Primärseite des Stromwandlers einzuprägen AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine Zuordnung, insbesondere eine korrekte oder eine nicht korrekte Zuordnung beziehungsweise eine Verbindung, insbesondere eine korrekte oder eine nicht korrekte Verbindung von Phasenleitungen mit Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes identifiziert werden kann. Dabei soll das Verfahren möglichst einfach und kostengünstig umsetzbar sein. Bei der Anwendung des Verfahrens sollen möglichst ohnehin vorhandene Komponenten des schieflastfähigen Gerätes genutzt werden. Der Erfindung liegt zusätzlich die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, sowie ein elektrisches Gerät mit einer derartigen Vorrichtung aufzuzeigen.
LOSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen mit Anschlüssen eines elektrischen Gerätes mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 9 sind auf bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gerichtet. Der Patentanspruch 10 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die nebengeordneten Patentansprüche 1 1 und 12 sind auf ein schieflastfähiges elektrisches Gerät mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes zu Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes, wobei das Gerät an mehrere Phasenleitungen des elektrischen Verteilnetzes angeschlossen ist, umfasst die Schritte:
Einstellen von einem Schieflastprofil zugeordneten Soll-Parametern an den Anschlüssen des elektrischen Gerätes,
Detektion eines Mess-Parameters, insbesondere eines Zeitverlaufes eines Mess- Parameters, an jeder der mehreren Phasenleitungen, an die das elektrische Gerät angeschlossen ist, mittels einer Detektionseinheit,
Vergleich der detektierten Mess-Parameter mit den Soll-Parametern des Schieflastprofils, und Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen auf Basis des Vergleichs.
Unter einer Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes zu Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes ist erfindungsgemäß auch eine Identifikation einer Verbindung von Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes mit Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes zu verstehen. Insbesondere kann durch das Verfahren eine korrekte Zuordnung oder eine nicht korrekte Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen des elektrischen Gerätes identifiziert werden. Unter einem Verteilnetz ist insbesondere ein Wechselspannungs-Verteilnetz zu verstehen. Unter einem „schieflastfähigen elektrischen Gerät“ ist ein elektrisches Gerät zu verstehen, das eingerichtet ist, in dessen Betrieb unterschiedliche Leistungsflüsse über die zumindest zwei verschiedenen Anschlüsse - und damit in den daran angeschlossenen Phasenleitungen - zu erzeugen. Dabei bedeutet der Begriff „schieflastfähig“ insbesondere, dass die Leistungsflüsse nicht nur zu einem Zeitpunkt, sondern auch im zeitlichen Mittel, beispielsweise gemittelt über mehrere Netzperioden, unterschiedlich in den angeschlossenen Phasenleitungen sind. Entsprechend ist der Begriff „Schieflastprofil“ innerhalb der Anmeldung auch im Sinne eines zeitlich über mehrere Netzperioden gemittelten mehrphasigen Leistungsprofils, im Sinne je einer einhüllenden Kurve oder einer Leistungsamplitude einer ansonsten sinusförmigen elektrischen Leistung innerhalb der einzelnen Phasenleitungen zu verstehen. Alternativ kann das Schieflastprofil beispielsweise den Zeitverlauf einer Differenz zwischen den Leistungen in den einzelnen Phasenleitungen umfassen.
Das Verfahren nutzt für die Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen des Gerätes aus, dass das schieflastfähige Gerät in der Lage ist, Leistungen entsprechend unterschiedlichen Soll-Parametern an seinen Anschlüssen einzustellen. Über die Einstellung unterschiedlicher Soll-Parameter an den jeweiligen Anschlüssen des elektrischen Gerätes werden unterschiedliche Leistungsflüsse über die jeweiligen Anschlüsse des Gerätes, und damit auch unterschiedliche Leistungsflüsse in den mit den jeweiligen Anschlüssen verbundenen Phasenleitungen erzeugt. Es versteht sich, dass dies für jeden der jeweiligen Anschlüsse natürlich nur dann der Fall ist, wenn der entsprechende Anschluss auch mit einer Phasenleitung verbunden ist. Ist hingegen ein Anschluss nicht mit einer Phasenleitung verbunden, handelt es sich also um einen offenen Anschluss, kann an ihm oder über ihn auch kein Leistungsfluss erzeugt werden. Die über die Detektionseinheit in oder an den Phasenleitungen detektierten Mess-Parameter unterscheiden sich ebenfalls aufgrund der unterschiedlichen Leistungsflüsse in den Phasenleitungen. Insbesondere sind charakteristische Signalformen, die über die Soll-Parameter an den Anschlüssen des schieflastfähigen Gerätes eingestellt werden, zumindest in einer voneinander unterscheidbaren Ausprägung und zeitlich korreliert zu den Soll-Parametern auch in den Mess-Parametern präsent, die an den Phasenleitungen detektiert werden. Die Ausprägung der Signalformen in den Mess-Parametern kann geringer ausfallen als die Signalformen, die an den Anschlüssen des elektrischen Gerätes vorliegen und durch die Soll-Parameter vorgegeben werden. Dies liegt unter anderem daran, dass die Signalformen durch Leistungsflüsse von weiteren Verbrauchern, die an einzelne der Phasenleitungen angeschlossen sind, überlagert werden. Dies führt zu einer Beeinflussung der Signalformen und insbesondere zu deren Abschwächung. Dennoch zeigt sich, dass die Ausprägung der Signalformen in den Phasenleitungen, auch wenn sie durch die Leistungsflüsse der weiteren Verbraucher überlagert werden, immer noch ausreichend vorhanden ist, um die Phasenleitungen voneinander zu unterscheiden. Die Ausprägung der Signalformen ist auch ausreichend, um unter Berücksichtigung einer zeitlichen Korrelation die Mess-Parameter den jeweiligen Soll-Parametern zuzuordnen und somit eine Rückverfolgbarkeit der Phasenleitungen zu den Anschlüssen des Gerätes durchführen zu können. Durch einen Vergleich der Mess-Parameter mit den Soll-Parametern kann so einerseits identifiziert werden, ob die mehreren Phasenleitungen korrekt mit den mehreren Anschlüssen des elektrischen Gerätes verbunden sind. Sollte die Zuordnung bzw. die Verbindung der Phasenleitungen mit den Anschlüssen fehlerhaft hergestellt sein, kann über das Verfahren auch ermittelt werden, welche Änderungen für eine korrekte Verbindung der Phasenleitungen mit den Anschlüssen des Gerätes erforderlich ist, mit anderen Worten, welche Phasenleitung mit welchem Anschluss korrekterweise verbunden werden muss. Ein Vorteil dabei ist, dass das schieflastfähige elektrische Gerät selbst ohnehin in der Lage ist, unterschiedliche Leistungsflüsse über die jeweiligen Anschlüsse des Gerätes, und damit auch unterschiedliche Leistungsflüsse in den mit den jeweiligen Anschlüssen verbundenen Phasenleitungen zu erzeugen. Zur Erzeugung der Schieflastprofils ist somit kein separater Signalgenerator erforderlich, da das schieflastfähige elektrische Gerät selbst die entsprechende Funktionalität aufweist.
Wie in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert wird, sind viele zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Komponenten, beispielsweise eine Steuerungseinheit und eine Auswerteeinheit in dem elektrischen Gerät üblicherweise ohnehin vorhanden. Oftmals ist deren Kapazität ausreichend, so dass die erforderlichen Funktionalitäten von den in dem elektrischen Gerät ohnehin vorhandenen Komponenten durchgeführt werden können. In diesem Fall ist die Vorrichtung, zumindest ein überwiegender Teil davon, integraler Bestandteil des Gerätes selbst. Daher ist das Verfahren einfach über eine entsprechende Programmanpassung innerhalb der Steuerungssoftware und damit ohne großen Aufwand und kostengünstig realisierbar. Doch auch wenn die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als separate Einheit ausgebildet ist, die insbesondere auch Teil der Detektionseinheit sein kann, kann sie für eine Vielzahl unterschiedlicher schieflastfähiger Geräte verwendet werden. Oftmals ist es nämlich ausreichend, das erfindungsgemäße Verfahren lediglich einmal an dem schieflastfähigen Gerät, beispielsweise nach dessen Installation - quasi als abschließenden Test - durchzuführen. In diesem Fall fallen die Kosten für die Vorrichtung nur einmal an, können aber für eine Vielzahl schieflastfähiger Geräte verwendet werden. Zusammenfassend ist daher auch in diesem Fall das Verfahren relativ aufwandsarm und kostengünstig durchführbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Start, gegebenenfalls auch ein Ende, des Einstellens der Soll-Parameter des Schieflastprofils von dem elektrischen Gerät signalisiert. Mit der Signalisierung werden charakteristische Zeitpunkte bei der Einstellung des Schieflastprofils an den Anschlüssen des schieflastfähigen elektrischen Gerätes mit dem Detektionsstart - gegebenenfalls auch dem Detektionsende - der Mess-Parameter an den Phasenleitungen zeitlich synchronisiert. Dies ist vorteilhaft, um bei dem Vergleich der Mess- Parameter mit den Soll-Parametern eine zeitliche Korrelation der jeweiligen Signalformen zu überprüfen.
Prinzipiell ist es möglich, dass die Mess-Parameter, gegebenenfalls auch die Soll-Parameter, als nicht-elektrische Parameter ausgebildet sind. Konkret kann es sich beispielsweise bei den Mess-Parametern, wie auch bei den Soll-Parametern, um thermische Parameter handeln. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens sind die Soll-Parameter und/oder die Mess- Parameter jedoch elektrischer Natur, also jeweils als elektrische Parameter ausgebildet. In diesem Fall können die elektrischen Soll-Parameter, durch die das Schieflastprofil an den Anschlüssen des elektrischen Geräts eingestellt wird, und/oder die elektrischen Mess- Parameter, die in bzw. an den Phasenleitungen detektiert werden, einen Strom l(t), eine Spannung U(t), eine Leistung P(t), und/oder eine Phasendifferenz f zwischen Strom l(t) und Spannung U(t) beinhalten. Unter dem Schieflastprofil sind nicht nur unterschiedliche Wirkleistungen zu verstehen, die an den Anschlüssen eingestellt werden. Vielmehr ist es auch möglich, über die Soll-Parameter unterschiedliche Blindleistungen und/oder unterschiedliche Verhältnisse von Wirk- und Blindleistung an den Anschlüssen des Gerätes einzustellen. Gleichfalls können auch unterschiedliche Blindleistungen oder unterschiedliche Verhältnisse von Wirk- und Blindleistung über die Mess-Parameter an den Phasenleitungen detektiert werden. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren eine Signalisierung einer korrekten Zuordnung oder einer nicht korrekten Zuordnung der Phasenleitungen zu den jeweiligen Anschlüssen auf Basis des Vergleiches. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Installateur des elektrischen Gerätes direkt nach der Installation eine Rückmeldung darüber erhalten, ob die Phasenleitungen korrekt mit den Anschlüssen des Gerätes verbunden wurden. Bei einer fehlerhaften Zuordnung der Anschlüsse des elektrischen Geräts mit den Phasenleitungen können die Phasenleitungen von den Anschlüssen getrennt und in korrekter Weise wiederverbunden werden. Bei den in Frage stehenden schieflastfähigen elektrischen Geräten ist es oftmals üblich bzw. beabsichtigt, jeden der mehreren Anschlüsse nur mit einer bestimmten, für den jeweiligen Anschluss vorgesehenen Phasenleitung zu verbinden. Entsprechend ist mit einer korrekten Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen gemeint, dass jeder der Anschlüsse auch mit derjenigen Phasenleitung verbunden ist, die für diesen Anschluss vorgesehen ist. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass dann, wenn zumindest ein Anschluss mit einer für ihn nicht vorgesehenen Phasenleitung verbunden ist, eine nicht korrekte Zuordnung der Phasenleitung zu den jeweiligen Anschlüssen vorliegt. Die Signalisierung einer korrekten oder einer nicht korrekten Zuordnung kann visuell oder akustisch erfolgen. Alternativ kann die Signalisierung auch per Funk auf ein Kommunikationsgerät, beispielsweise ein Smartphone, eines Betreibers oder eines Installateurs des elektrischen Geräts gesendet werden. Eine nicht korrekte Zuordnung muss jedoch nicht zwingend durch eine hardwareseitig vorgenommene Änderung der Verbindung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen des Gerätes korrigiert werden. Alternativ dazu ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass auf eine nicht korrekte Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen mittels einer Softwareänderung des Gerätes selbst, oder einer mit dem Gerät verbundenen Steuerungseinrichtung reagiert wird. Konkret können in einer Software separate Anschlussbezeichnungen für die einzelnen Anschlüsse des elektrischen Gerätes vorgesehen sein. Jede Anschlussbezeichnung ist dabei eindeutig einem entsprechenden Anschluss zugeordnet. Sollte sich nun bei Durchführung des Verfahrens eine nicht korrekte bzw. nicht beabsichtigte Zuordnung ergeben, so kann die Zuordnung der Anschlussbezeichnungen zu den Anschlüssen innerhalb des Software so angepasst werden, dass bei Beibehaltung der Anschlussbezeichnungen die ursprünglich beabsichtigten Phasenleitungen angesprochen werden. Die Softwareänderung kann bei der Durchführung des Verfahrens automatisch, quasi als zusätzlicher Verfahrensschritt, durchgeführt werden und durch die Signalisierung einer nicht korrekten Zuordnung ausgelöst werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Soll-Parameter des Schieflastprofils von dem Gerät selbst, oder von einer mit dem Gerät verbundenen Steuerungseinrichtung vorgegeben. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Soll-Parameter, die besonders stark ausgeprägte Signalformen aufweisen und üblicherweise explizit zur Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen mit den Anschlüssen, d.h. also ausschließlich zu Testzwecken erstellt und abgespeichert werden. Die abgespeicherten Soll-Parameter werden dann, wenn das Verfahren an dem Gerät durchgeführt werden soll, abgerufen und vorgegeben. Bei der mit dem Gerät verbundenen Steuerungseinrichtung kann es sich um eine für ein Energiemanagement eines Gebäudes eingerichtete Steuerungseinrichtung handeln. Alternativ dazu kann die mit dem Gerät verbundene Steuerungseinrichtung auch eine separat ausgebildete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere deren Steuereinheit umfassen.
In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Einstellung der dem Schieflastprofil zugeordneten Soll-Parameter an den Anschlüssen im normalen Betrieb des Gerätes. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein ausgeprägtes Schieflastprofil im normalen Betrieb des Gerätes zu bestimmten Zeiten ohnehin vorhanden oder absehbar ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass elektrische Größen an den Anschlüssen des elektrischen Gerätes gemessen und für eine Bestimmung der Soll-Parameter herangezogen werden. Dies ist beispielsweise als zusätzliche Kontrolle der einzustellenden Soll-Parameter an den Anschlüssen vorteilhaft. Die elektrischen Größen oder die Soll-Parameter können von dem Gerät, beispielsweise an eine mit dem Gerät verbundene separat ausgeführte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, kommuniziert werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die Soll-Parameter des Schieflastprofils innerhalb eines Zeitraums At von zumindest 30s zeitlich konstante, aber zwischen den Anschlüssen unterschiedliche Stromamplituden auf. Dies ist dann möglich, wenn Leistungsflüsse zusätzlicher energieverbrauchender oder energieerzeugender Geräte, die an die Phasenleitungen des Verteilnetzes angeschlossen sind, klein gegenüber denjenigen Leistungsflüssen sind, die von dem elektrischen Gerät verursacht werden und über jeden der Anschlüsse fließen. In einem derartigen Fall ist eine zeitlich konstante, aber für die einzelnen Anschlüsse unterschiedliche Stromamplitude ausreichend, um bei gleicher Spannung an den Anschlüssen ein Schieflastprofil zu erzeugen, so dass eine Rückverfolgbarkeit der Mess- Parameter zu den Soll-Parametern, und somit eine Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen zu den Anschlüssen gewährleistet ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes zu Anschlüssen eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes ist mit einer Detektionseinheit zur Detektion eines Mess-Parameters an jeder der mehreren Phasenleitungen des elektrischen Verteilnetzes, an die das Gerät angeschlossen ist, verbunden. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit zum Vergleich der an den Phasenleitungen detektierten Mess-Parameter mit Soll-Parametern, wobei die Soll-Parameter an den Anschlüssen des Gerätes eingestellt werden und einem Schieflastprofil zugeordnet sind. Über die Einstellung der Soll-Parameter wird das Schieflastprofil an den jeweiligen Anschlüssen des elektrischen Gerätes und in den mit den jeweiligen Anschlüssen verbundenen Phasenleitungen erzeugt. Dies ist für jeden der jeweiligen Anschlüsse natürlich nur dann der Fall, wenn der entsprechende Anschluss auch mit einer Phasenleitung verbunden ist. Ist ein Anschluss nicht mit einer Phasenleitung verbunden, kann an ihm oder über ihn auch kein Leistungsfluss erzeugt werden. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit aufweist, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt und eingerichtet ist. Die Mess-Parameter, gegebenenfalls auch die Soll-Parameter, können jeweils elektrischer Natur sein, also jeweils als elektrische Parameter ausgebildet sein. Es ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile.
Ein erfindungsgemäßes schieflastfähiges elektrisches Gerät beinhaltet eine Mehrzahl von Anschlüssen, über die das Gerät an eine Vielzahl von Phasenleitungen eines elektrischen Verteilnetzes anschließbar ist, insbesondere angeschlossen ist. Das elektrische Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifikation einer Zuordnung der Phasenleitungen des elektrischen Verteilnetzes zu den Anschlüssen umfasst oder dass es mit einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden ist. Auch hier ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile. Indem das elektrische Gerät die Vorrichtung beinhaltet oder mit dieser verbunden ist, kann die Auswerteeinheit oder die Steuereinheit der Vorrichtung, gegebenenfalls auch beide, durch zumindest eine entsprechende Einheit gebildet sein, die in dem Gerät ohnehin vorhanden sind. Eine derartige Einheit kann beispielsweise ein Mikroprozessor sein, der mit den ohnehin für das Gerät durchzuführenden Steuerungs- und Auswertefunktionen noch nicht ausgelastet betrieben wird und somit hinsichtlich derartiger Funktionen noch freie Kapazitäten aufweist.
Entsprechend einer Ausführungsform des elektrischen Gerätes ist das Gerät aus einer Gruppe ausgewählt, die die folgenden Geräteklassen umfasst:
ein energieeinspeisendes Gerät, insbesondere ein Photovoltaik (PV) - Wechselrichter, - ein energieverbrauchendes elektrisches Gerät, und
ein sowohl energieeinspeisendes als auch energieverbrauchendes Gerät, beispielsweise ein Batterie-Wechselrichter. KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungs- beispiele weiter erläutert und beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifikation einer Zuordnung von
Phasenleitungen eines Verteilnetzes zu Anschlüssen eines elektrischen Gerätes in einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 zeigt eine Darstellung von gemessenen Parametern im Vergleich zu einem als bekannt geltenden Schieflastprofil als Funktion der Zeit.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Identifikation einer Zuordnung von
Phasenleitungen eines Verteilnetzes zu Anschlüssen eines elektrischen Gerätes in einer zweiten Ausführungsform.
FIGURENBESCHREIBUNG
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen L1 , L2, L3 eines Verteilnetzes 3 zu Anschlüssen U, V, W, NL eines elektrischen Gerätes 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Bei dem elektrischen Gerät 1 handelt es sich exemplarisch um ein sowohl energieeinspeisendes als auch energieverbrauchendes Gerät 1 , insbesondere um einen bidirektional betreibbaren Batterie- Wechselrichter. Das Gerät 1 weist mehrere Phasenanschlüsse U, V, W auf, die mit Phasenleitungen L1 , L2, L3 des elektrischen Verteilnetzes 3 verbunden sind. Zusätzlich umfasst das Gerät einen Anschluss NL, der mit einem Nullleiter N des elektrischen Verteilnetzes 3 verbunden ist. Das Verteilnetz 3 ist beispielhaft als ein Hausverteilungsnetz eines Gebäudes ausgelegt, das auf einer Seite mit dem öffentlichen Energieversorgungsnetz EVN verbunden ist. Das Gerät 1 ist eingerichtet, sowohl elektrische Leistung in Form eines Schieflastprofil in das Verteilnetz 3 einzuspeisen, als auch elektrische Energie aus dem Verteilnetz 3 zu entnehmen bzw. zu verbrauchen. Mit der in das Verteilnetz 3 eingespeisten oder aus dem Verteilnetz 3 entnommenen elektrischen Energie kann das elektrische Gerät 1 insbesondere eine daran angeschlossene Batterie (in Fig. 1 nicht dargestellt) entladen oder wiederaufladen. An das Verteilnetz 3 ist zusätzlich ein elektrischer Verbraucher 1 1 angeschlossen. Der Verbraucher 1 1 ist exemplarisch als dreiphasiger Verbraucher dargestellt, der mit jeder der Phasenleitungen L1 , L2, L3 und mit dem Nullleiter N verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem Verbraucher 1 1 um einen ein- oder zweiphasigen Verbraucher handelt. Weiterhin können neben dem einen dargestellten Verbraucher 11 zusätzlich weitere ein- oder mehrphasige Verbraucher an das Verteilnetz 3 angeschlossen sein. Alternativ oder kumulativ zu dem Verbraucher 11 kann auch ein energieeinspeisendes Gerät an das Verteilnetz 3 angeschlossen sein.
Bei dem elektrischen Gerät 1 ist beabsichtigt, jeden der Anschlüsse U, V, W eindeutig mit einer bestimmten Phasenleitung L1 , L2, L3 zu verbinden. Konkret ist beabsichtigt, dass ein erster Anschluss U mit einer ersten Phasenleitung L1 , ein zweiter Anschluss V mit einer zweiten Phasenleitung L2 und ein dritter Anschluss W mit einer dritten Phasenleitung L3 verbunden wird. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das elektrische Gerät 1 mit seinen Anschlüssen U, V, W jedoch fehlerhaft mit den Phasenleitungen L1 , L2, L3 des Verteilnetzes 3 verbunden. Exemplarisch ist zwar ein erster Anschluss U noch mit der ihm korrekterweise zugeordneten ersten Phasenleitung L1 verbunden. Hingegen ist ein zweiter Anschluss V fälschlicherweise mit der dritten Phasenleitung L3 und ein dritter Anschluss W fälschlicherweise mit der zweiten Phasenleitung L2 verbunden. Der Anschluss NL ist korrekt mit dem Nullleiter N des Verteilnetzes 3 verbunden.
Zur Identifikation einer Zuordnung der Phasenleitungen L1 , L2, L3 mit den Anschlüssen U, V, W des Geräts 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Steuerung und zum Datenaustausch mit dem Gerät 1 verbunden. Die steuerungstechnische und datentechnische Verbindung ist in Figur 1 über eine gestrichelte Linie symbolisiert. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Steuereinheit 5 und eine damit verbundene Auswerteeinheit 4. Die Vorrichtung 10 ist mit einer Detektionseinheit 2 verbunden, die eingerichtet ist, je einen elektrischen Parameters 21a, 21 b, 21 c, insbesondere je einen Zeitverlauf der elektrischen Parameter 21a, 21 b, 21c an jeder der mehreren Phasenleitungen L1 , L2, L3, an die auch das elektrische Gerät 1 angeschlossen ist, zu detektieren. Beispielhaft umfasst die Detektionseinheit 2 Stromsensoren 2.1 , 2.2, 2.3 zur Detektion von Strömen 11 , I2, I3 durch die Phasenleitungen L1 , L2, L3 und Spannungssensoren 2.4, 2.5, 2.6, um eine Spannung der Phasenleitungen L1 , L2, L3 zu bestimmen.
Um eine Zuordnung der Phasenleitungen L1 , L2, L3 zu identifizieren bzw. zu bestimmen, welcher der Phasenleitungen L1 , L2, L3 mit welchem der Anschlüsse U, V, W des Geräts 1 verbunden ist, übermittelt die Vorrichtung 10, insbesondere deren Steuereinheit 5, dem Gerät 1 einem Schieflastprofil zugeordnete Soll-Parameter 20a, 20b, 20c als Sollwerte. In Reaktion darauf stellt das Gerät 1 die dem vorgegebenen Schieflastprofil zugeordneten Soll-Parameter 20a, 20b, 20c an seinen Anschlüssen U, V, W ein. Mit anderen Worten erzeugt das Gerät 1 also einen elektrischen Leistungsfluss über die Anschlüsse U, V, W, der den Soll-Parametern 20a, 20b, 20c des vorgegebenen Schieflastprofils entspricht. Dabei wird ein Start für das Abfahren der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c von dem Gerät 1 der Vorrichtung 10 signalisiert. Durch diese Signalisierung getriggert steuert die Vorrichtung 10 die Detektionseinrichtung 2 an, Messungen von Strom 11 , I2, I3 und Spannung U 1 , U2, U3 an jeder der Phasenleitungen L1 , L2, L3 durchzuführen. Die von der Detektionseinheit 2 gemessenen Werte werden an die Vorrichtung 10, insbesondere deren Auswerteeinheit 4, als Mess-Parameter 21 a, 21 b, 21c übermittelt. Wie in Fig. 2 näher erläutert wird, bestimmt die Auswerteeinheit 4 über einen Vergleich der Mess-Parameter 21a, 21 b, 21 c mit den Soll-Parametern 20a, 20b, 20c des vorgegebenen Schieflastprofils eine aktuell vorliegende Zuordnung der Phasenleitungen L1 , L2, L3 bzw. deren elektrische Verbindung mit den Anschlüssen U, V, W des Geräts 1.
Fig. 2 zeigt Diagramme der an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 gemessenen Mess-Parameter 21a, 21 b, 21c im Vergleich zu dem als bekannt geltenden - weil vorgegebenen - Soll- Parametern 20a, 20b, 20c des Schieflastprofils als Funktion der Zeit t. Exemplarisch wird der Vergleich auf Basis einer elektrischen Leistung P(t) als Soll- wie auch Mess-Parameter durchgeführt. Die von der Auswerteeinheit 4 aus den Messungen von Strom 11 , I2, I3 und Spannung U 1 , U2, U3 für jede der Phasenleitungen L1 , L2, L3 ermittelten Leistungen P(t) sind als Mess-Parameter 21a, 21 b, 21c in den einzelnen Diagrammen jeweils in Form durchgezogener Linien illustriert. Die für die jeweiligen Anschlüsse U, V, W vorgegebenen Leistungen P(t), also die Soll-Parameter 20a, 20b, 20c des Schießlastprofils, sind jeweils in Form einer gestrichelten Linie dargestellt. Dabei sind in Fig. 2 die Soll-Parameter 20a, 20b, 20c in den Diagrammen derjenigen Phasenleitungen L1 , L2, L3 eingezeichnet, bei denen sie bei korrekter Zuordnung der Phasenleitungen L1 , L2, L3 zu den Anschlüssen U, V, W auftreten würden. Die in den Diagrammen dargestellten Soll-Parameter 20a, 20b, 20c und Mess- Parameter 21 a, 21 b, 21 c sind jeweils im Sinne einer einhüllenden Funktion oder als zeitabhängige Leistungsamplituden der ansonsten sinusförmigen momentanen elektrischen Leistungen zu verstehen.
Die Soll-Parameter 20a, 20b, 20c des exemplarisch illustrierten Schieflastprofils der Fig. 2 weisen für jeden Anschluss U, V, W unterschiedliche sägezahnähnliche Leistungserhöhungen bzw. Leistungseinbrüche als Signalformen auf. Konkret ist der über den Anschluss U von dem Gerät 1 generierte Leistungsfluss - i.e. der Soll-Parameter 20a - durch einen sich in einem Zeitabstand tAnf - tEnd wiederholenden sägezahnähnlichen Leistungseinbruch gekennzeichnet. Der über den Anschluss V von dem Gerät 1 generierte Leistungsfluss - i.e. der Soll-Parameter 20b - weist zwei aufeinanderfolgende sägezahnähnliche Leistungserhöhungen auf. Der über den Anschluss W von dem Gerät 1 erzeugte Leistungsfluss - d.h. der Soll-Parameter 20c - beinhaltet eine sägezahnähnliche Leistungserhöhung gefolgt von zwei sägezahnähnlichen Leistungseinbrüchen. Auch die über die Anschlüsse V und W von dem Gerät 1 als Soll- Parameter 20b, 20c erzeugten Leistungsflüsse wiederholen sich nach dem Zeitabstand tAnf - tEnd-
Die mittels der Detektionseinheit 2 an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 bestimmten Mess- Parameter 21 a, 21 b, 21c - hier die gemessenen elektrischen Leistungen P(t) - werden von der Auswerteeinheit 4 mit den Zeitverläufen der an den Anschlüssen U, V, W eingestellten Soll- Parametern 20a, 20b, 20c verglichen. Beispielsweise ergibt ein Vergleich des an der ersten Phasenleitung L1 bestimmten Mess-Parameters 21a mit dem an dem ersten Anschluss U eingestellten Soll-Parameter 20a eine zeitliche Übereinstimmung der sägezahnähnlichen Leistungseinbrüche. Daher ist davon auszugehen, dass die erste Phasenleitung L1 korrekterweise mit dem ersten Anschluss U verbunden ist. Hingegen liefert ein Vergleich des an der zweiten Phasenleitung L2 bestimmten Mess-Parameters 21 b mit dem an dem zweiten Anschluss V eingestellten Soll-Parameter keine Übereinstimmung der sägezahnähnlichen Leistungseinbrüche bzw. Leistungserhöhungen. Das gleiche gilt für einen Vergleich des an der dritten Phasenleitung L3 bestimmten Mess-Parameters 21 c mit dem an dem dritten Anschluss W eingestellten Soll-Parameter 20c. Aus diesem Grund kann geschlossen werden, dass die zweite Phasenleitung L2 nicht - wie korrekterweise vorgesehen - mit dem zweiten Anschluss V verbunden ist. Gleichfalls kann geschlossen werden, dass die dritte Phasenleitung L3 nicht - wie beabsichtigt - mit dem ihm zugeordneten dritten Anschluss W verbunden ist. Allerdings stimmen die Leistungseinbrüche bzw. Leistungserhöhungen des an der zweiten Phasenleitung L2 gemessenen Mess-Parameters 21 b mit den Leistungseinbrüchen und Leistungserhöhungen des an dem dritten Anschluss W eingestellten Soll-Parameters 20c überein. Eine entsprechende Übereinstimmung ergibt sich ebenfalls bei einem Vergleich des an der dritten Phasenleitung L3 bestimmten Mess-Parameters 21c mit dem an dem zweiten Anschluss V eingestellten Soll-Parameter 20b. Hieraus kann geschlossen werden, dass fälschlicherweise die zweite Phasenleitung L2 mit dem dritten Anschluss W, und die dritte Phasenleitung L3 mit dem zweiten Anschluss V verbunden ist. Die fehlerhafte Zuordnung der Phasenleitungen L2, L3 zu den Anschlüssen V, W kann von der Vorrichtung 10 signalisiert werden.
Die fehlerhafte Zuordnung kann einerseits dadurch korrigiert werden, dass die elektrische Verbindung der Phasenleitungen L2, L3 mit den Anschlüssen W, V, beispielsweise durch eine Elektrofach kraft, aufgetrennt und in korrekter Zuordnung wiederhergestellt wird. Alternativ kann die fehlerhafte Zuordnung jedoch auch durch eine Software-Änderung an dem Gerätes 1 selbst oder an einer dem Gerät 1 vorgelagerten Steuerungseinrichtung korrigiert werden. Letzteres ist in Fig. 1 schematisch illustriert. So sind den Anschlüssen U, V, W des Gerätes 1 innerhalb der Software bestimmte Anschlussbezeichnungen R, S, T zugeordnet. Konkret ist bei in korrekter Weise mit den Anschlüssen U, V, W verbundenen Phasenleitungen L1 , L2, L3 die Anschlussbezeichnung R (über den ersten Anschluss U) der ersten Phasenleitung L1 , die Anschlussbezeichnung S (über den zweiten Anschluss V) der zweiten Phasenleitung L2 und die Anschlussbezeichnung T (über den dritten Anschluss W) der dritten Phasenleitung L3 zugeordnet. Um in Fig. 1 die sich ergebende fehlerhafte Zuordnung der Anschlussbezeichnungen S, T über die Anschlüsse W, V mit den Phasenleitungen L2, L3 zu korrigieren, wird innerhalb der Software des Geräts 1 die Anschlussbezeichnung S dem dritten Anschluss W und damit der zweiten Phasenleitung L2, sowie die Anschlussbezeichnung T dem zweiten Anschluss V und damit der dritten Phasenleitung L3 zugeordnet. Auch auf diese Weise ist - wie ursprünglich geplant und trotz weiterhin bestehender fehlerhafter Verbindung der Phasenleitungen L2, L3 mit den Anschlüssen W, V - die Anschlussbezeichnung S mit der zweiten Phasenleitung L2 und die Anschlussbezeichnung T mit der dritten Phasenleitung L3 verknüpft.
Die in Fig. 2 dargestellten Signalformen in den Zeitverläufen der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c (hier: die sägezahnähnlichen Leistungserhöhungen und Leistungseinbrüche) sind rein exemplarischer Natur und es sind alternativ andere Signalformen möglich. Die Signalformen der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c sollten sich jedoch einerseits voneinander unterscheiden, insbesondere durch ihre Formgebung und/oder durch den Zeitpunkt des Auftretens einer Signalform, um eine Rückverfolgbarkeit zu den ihnen zugeordneten Anschlüssen U, V, W zu gewährleisten. Zum anderen sollten sie so gewählt sein, dass sie innerhalb der Mess- Parameter 21a, 21 b, 21 c und insbesondere in einer Überlagerung mit weiteren Variationen, die durch weitere an die Phasenleitungen L1 , L2, L3 des Verteilnetzes 3 angeschlossene Geräte, z.B. weitere Verbraucher 1 1 , erzeugt werden, hervortreten und somit identifizierbar sind. Dies ist umso wichtiger, wenn es sich bei den durch die weiteren Geräte erzeugten weiteren Variationen nicht wie in Fig. 2 dargestellt um zeitlich konstante Signalformen (also lediglich einen Offset innerhalb der Überlagerung), sondern ebenfalls um zeitlich variierende Variationen handelt. Damit die Signalformen der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c in den Mess-Parametern 21a, 21 b, 21 c identifizierbar sind, ist eine adaptive Anpassung der Soll-Parameter in Abhängigkeit der ohnehin in den Phasenleitungen L1 , L2, L3 detektierten weiteren Variationen möglich. Mit anderen Worten, je stärker die weiteren Variationen in den Mess-Parametern 21 a, 21 b, 21c auftreten, desto ausgeprägter können auch die Signalformen der Soll-Parameter 20a 20b, 20c gewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass eine bestimmte Signalform der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c mit einer für den jeweiligen Anschluss U, V, W charakteristischen und von einer Netzfrequenz des Verteilnetzes 3 verschiedenen Frequenz wiederholt wird. Diese Signalform ist somit auch in den Mess-Parametern 21a, 21 b, 21c der mit den Anschlüssen U, V, W verbundenen Phasenleitungen L1 , L2, L3 detektierbar. Die Mess-Parameter 21 a, 21 b, 21 c können mittels einer Fourier-Transformation auf eine Existenz der für die Anschlüsse U, V, W charakteristischen Frequenzen hin analysiert werden. Über die in den Mess-Parametern 21a, 21 b, 21 c ermittelten Frequenzen kann dann auf die diesen Frequenzen entsprechenden Soll- Parameter 20a, 20b, 20c und darüber auf die jeweiligen Anschlüsse U, V, W geschlossen werden. In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen L1 , L2, L3 eines Verteilnetzes 3 zu Anschlüssen U, V, W eines elektrischen Geräts 1 in einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Fig. 3 entspricht in vielen Merkmalen der Fig. 1 , weswegen im Hinblick auf die gleichartigen Merkmale auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen wird. Im Folgenden werden daher lediglich die Unterschiede der zweiten Ausführungsform relativ zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erläutert.
Im Unterschied zur Fig. 1 weist das elektrische Gerät 1 der Fig. 3 eine Detektionseinrichtung 9 mit Stromsensoren 9u, 9v, 9w und Spannungssensoren (in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) auf. Die Detektionseinrichtung 9 ist in der Lage, über die Ausgänge U, V, W fließende Ströme IU, IV, IW und an den Ausgängen U, V, W anliegende Spannungen UU, UV, UW als elektrische Größen zu detektieren und die so detektierten elektrischen Größen an die Vorrichtung 10 zu kommunizieren. Im Gegensatz zur Fig. 1 erhält das Gerät 1 keine Vorgabe hinsichtlich eines einzustellenden Schieflastprofils an seinen Anschlüssen U, V, W. Vielmehr entscheidet das Gerät 1 in Fig. 3 selbst, wann das Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen L1 , L2, L3 zu den Anschlüssen U, V, W gestartet wird. Dabei kann das Verfahren im normalen Betrieb des Geräts 1 durchgeführt werden, beispielsweise dann, wenn an den Anschlüssen U, V, W des Geräts 1 ein für das Verfahren geeignetes Schieflastprofil vorliegt bzw. erwartet wird. Ist dies der Fall, so signalisiert das Gerät 1 der Vorrichtung 10 einen Startzeitpunkt tAnf des Verfahrens. Das Gerät 1 misst dann an seinen Anschlüssen U, V, W die über die Anschlüsse U, V, W fließenden Ströme IU, IV, IW und die dort herrschenden Spannungen UU, UV, UW als elektrische Größen. Wie auch in Figur 1 beschrieben signalisiert das Gerät 1 einen Startzeitpunkt tAnf des Verfahrens, bei dem die Detektion der elektrischen Größen beginnt. Die Vorrichtung 10 steuert dann - getriggert über die Signalisierung des Startzeitpunktes von dem Gerät 1 - die mit ihr verbundene Detektionseinheit 2 zur Detektion von Mess-Parametern 21 a, 21 b, 21c an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 an. Die Detektion der elektrischen Größen an den Anschlüssen U, V, W des Geräts 1 und der Mess-Parameter 21 a, 21 b, 21 c an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 erfolgt über eine vorbestimmte Zeitdauer, oder solange, bis diese durch das Gerät 1 oder die Vorrichtung 10 beendet wird. Vorteilhafter Weise signalisiert das Gerät 1 der Vorrichtung 10 ebenfalls einen Endzeitpunkt tEnd, der die Detektion der elektrischen Größen an den Anschlüssen U, V, W bzw. der Mess-Parameter 21a, 21 b, 2c an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 beendet. Das Gerät 1 kommuniziert die elektrischen Größen bzw. deren Zeitverläufe an die Vorrichtung 10. Die Auswerteeinheit 4 der Vorrichtung interpretiert die kommunizierten elektrischen Größen - gegebenenfalls nach einer Weiterverarbeitung derselben - als Soll-Parameter 20a, 20b, 20c des eingestellten Schieflastprofils. Ein Vergleich der Soll-Parameter 20a, 20b, 20c des Schieflastprofils mit den an den Phasenleitungen L1 , L2, L3 ermittelten Mess-Parametern 21a, 21 b, 21 c, wie auch - falls gefordert - eine Korrektur einer fehlerhaften Zuordnung von Phasenleitungen L1 , L2, L3 und Anschlüssen U, V, W verläuft danach analog zu der in Figur 2 beschriebenen Art und Weise.
BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen (L1 , L2, L3) eines elektrischen Verteilnetzes (3) zu Anschlüssen (U, V, W) eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes (1 ), wobei das Gerät (1 ) an mehrere Phasenleitungen (L1 , L2, L3) des elektrischen Verteilnetzes (3) angeschlossen ist, mit den Schritten:
Einstellen von einem Schieflastprofil zugeordneten Soll-Parametern (20a, 20b, 20c) an den Anschlüssen (U, V, W) des elektrischen Gerätes (1 ),
Detektion eines Mess-Parameters (21 a, 21 b, 21 c), insbesondere eines Zeitverlaufes eines Mess-Parameters (21 a, 21 b, 21 c), an jeder der mehreren Phasenleitungen (L1 , L2, L3) mittels einer Detektionseinheit (2),
Vergleich der detektierten Mess-Parameter (21 a, 21 b, 21 c) mit den Soll-Parametern (20a, 20b, 20c) des Schieflastprofils, und
Identifikation der Zuordnung der Phasenleitungen (L1 , L2, L3) zu den Anschlüssen (U, V, W) auf Basis des Vergleichs.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Start - optional auch ein Ende - des Einstellens der Soll-Parameter (20a, 20b, 20c) des Schieflastprofils von dem elektrischen Gerät (1 ) signalisiert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll- Parameter (20a, 20b, 20c) und/oder die Mess-Parameter (21 a, 21 b, 21 c) jeweils elektrischer Natur sind und einen Strom l(t), eine Spannung U(t), eine Leistung P(t), und/oder eine Phasendifferenz f zwischen Strom l(t) und Spannung U(t) beinhalten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren eine Signalisierung einer korrekten Zuordnung oder einer nicht korrekten Zuordnung der Phasenleitungen (L1 , L2, L3) zu den jeweiligen Anschlüssen (U, V, W) auf Basis des Vergleiches umfasst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll- Parameter (20a, 20b, 20c) des Schieflastprofils im normalen Betrieb des Gerätes (1 ) eingestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll- Parameter des (20a, 20b, 20c) Schieflastprofils von dem Gerät (1 ) selbst, oder von einer mit dem Gerät (1 ) verbundenen Steuerungseinrichtung vorgegeben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine nicht korrekte Zuordnung der Phasenleitungen (L1 , L2 L3) zu den Anschlüssen (U, V, W) mittels einer Softwareänderung des Gerätes (1 ) selbst, oder einer mit dem Gerät (1 ) verbundenen Steuerungseinrichtung reagiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll- Parameter (20a, 20b, 20c) des Schieflastprofils innerhalb eines Zeitraums At von zumindest 30s zeitlich konstante, aber zwischen den Anschlüssen (U, V, W) unterschiedliche Stromamplituden aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Größen an den Anschlüssen (U, V, W) des elektrischen Gerätes (1 ) gemessen, gegebenenfalls kommuniziert, und bei einer Ermittlung der Soll-Parameter (20a, 20b, 20c) berücksichtigt werden.
10. Vorrichtung (10) zur Identifikation einer Zuordnung von Phasenleitungen (L1 , L2, L3) eines elektrischen Verteilnetzes (3) zu Anschlüssen (U, V, W) eines schieflastfähigen elektrischen Gerätes (1 ),
die mit einer Detektionseinheit (2) zur Detektion eines Mess-Parameters (21a, 21 b, 21c) an jeder der mehreren Phasenleitungen (L1 , L2, L3) des elektrischen Verteilnetzes (3), an die das Gerät (1 ) angeschlossen ist, verbunden ist, und
eine Auswerteeinheit (4) zum Vergleich der an den Phasenleitungen (L1 , L2, L3) detektierten Mess-Parameter (21a, 21 b, 21 c) mit Soll-Parametern (20a, 20b, 20c) umfasst, wobei die Soll-Parameter (20a, 20b, 20c) an den Anschlüssen (U, V, W) des Gerätes (1 ) eingestellt werden und einem Schieflastprofil zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Steuereinheit (5) aufweist, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
11. Schieflastfähiges elektrisches Gerät (1 ) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (U, V, W), über die das Gerät (1 ) an eine Vielzahl von Phasenleitungen (L1 , L2, L3) eines elektrischen Verteilnetzes (3) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1 ) eine Vorrichtung (10) zur Identifikation einer Zuordnung der Phasenleitungen (L1 , L2, L3) des elektrischen Verteilnetzes (3) zu den Anschlüssen (U, V, W) nach Anspruch 10 umfasst oder mit dieser verbunden ist.
12. Elektrisches Gerät (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1 ) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die folgenden Geräteklassen beinhaltet:
- ein energieeinspeisendes Gerät, insbesondere einen Photovoltaik (PV) - Wechselrichter,
- ein energieverbrauchendes elektrisches Gerät, und
- ein sowohl energieeinspeisendes als auch energieverbrauchendes Gerät, beispielsweise einen Batterie-Wechselrichter.
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