EP4487215A1 - Technik zur feststellung einer leistungsbeschaltung - Google Patents

Technik zur feststellung einer leistungsbeschaltung

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Publication number
EP4487215A1
EP4487215A1 EP23705286.5A EP23705286A EP4487215A1 EP 4487215 A1 EP4487215 A1 EP 4487215A1 EP 23705286 A EP23705286 A EP 23705286A EP 4487215 A1 EP4487215 A1 EP 4487215A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy source
power supply
energy
participant
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23705286.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mike Wattenberg
Stephan Sagebiel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Original Assignee
Phoenix Contact GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact GmbH and Co KG filed Critical Phoenix Contact GmbH and Co KG
Publication of EP4487215A1 publication Critical patent/EP4487215A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H02J13/14—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network the power network being locally controlled, e.g. home energy management systems [HEMS]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30—Monitoring
    • G06F11/3055—Monitoring arrangements for monitoring the status of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring if the computing system is on, off, available, not available
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H02J13/13—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network
    • H02J13/1311—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network using the power network as support for the transmission
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
    • G06F11/2015—Redundant power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
    • H02J2105/40—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load characterised by the loads connecting to the networks or being supplied by the networks
    • H02J2105/42—Home appliances
    • H02J2105/425—Home appliances the loads being an Information and Communication Technology [ICT] facility

Definitions

  • the invention relates to a technique for determining a power connection between potential connection participants. Without being limited to this, the invention relates in particular to potential circuit participants such as electrical energy sources, energy sinks and coupling modules that are able to determine a power circuit.
  • potential circuit participants such as electrical energy sources, energy sinks and coupling modules that are able to determine a power circuit.
  • More than one power supply unit is often installed in a control cabinet. Multiple power supplies can redundantly power critical loads, some power supplies are buffered with downstream uninterruptible power supplies (UPS), or some power supplies feed a bank of fuses. Many of these switching participants (such as power supplies, UPS and fuses) are now designed with data interfaces, for example to communicate their data to higher-level or higher-level controls such as industrial PCs. There is also direct communication in pairs between switched-mode power supplies and UPSs or switched-mode power supplies and intelligent security systems, which adjust their mode of operation using the communicated data from the other connection participant.
  • UPS uninterruptible power supplies
  • the communication between the devices is insufficient for automatic configuration.
  • the communication does not allow the devices to determine how they are power-wired.
  • it is conventionally necessary to manually assign the devices to one another and to program the respective mode of operation in each device.
  • the document WO 2010/005429 A1 describes the evaluation of a temporal correlation between electrical power consumption and the processor load in order to determine a connection on the power side. This requires uneven power consumption and complex analysis of the consumer.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a technique for being able to flexibly connect the circuit participants in electrical systems, but without the configuration of the circuit participants becoming more time-consuming due to the wide range of installation options. Rather, it is desirable that such systems are easy to install and the circuit participants can be used flexibly and without configuration for the installer.
  • a first aspect relates to an electrical energy source for determining a power connection between potential connection participants.
  • the electrical energy source includes a power supply interface, a data interface and a control unit.
  • the control unit is designed to send its own identification information to potential connection participants via the data interface, with its own identification information including an identifier for the energy source and specifying an identification mode for the energy source.
  • the control unit is also designed to emit a modulation signal at the power supply interface during the detection mode of the energy source, with which each potential circuit participant is able to determine whether the energy source is a circuit participant of the power circuit of the respective potential circuit participant, depending on whether the modulation signal of the energy source is received.
  • control unit is designed to receive external identification information via the data interface from potential connection participants, the external identification information including an identifier of the respective potential connection participant and specifying an identification mode of the respective potential connection participant.
  • the control unit is also designed to monitor a modulation signal at the power supply interface during the detection mode of the respective potential wiring device, the energy source depending on whether the modulation signal of the respective potential wiring device is received determines whether the respective potential wiring device is a wiring device of the power wiring of the energy source is.
  • each potential connection participant can determine whether it is a connection participant of the power connection of the energy source (i.e. whether it is connected to the energy source on the power side) or not, and optionally this can be done in an information exchange via the data interface (i.e. via a Data network) sent to the energy source or received by the energy source.
  • the energy source can determine whether the potential connection participant specified by the identifier is a connection participant of the power connection of the energy source if it receives the identification of another potential connection participant in the external identification information and monitors the modulation signal at its power supply interface (i.e. on the power side) ( i.e. whether this is connected to the energy source on the power side) or not, and optionally this can be sent in an information exchange via the data network to the potential connection subscriber specified by the identifier.
  • the power supply interface can be a (e.g. output-side) power supply connection.
  • the identification information can be sent to all users of a data network connected to the data interface (also referred to in technical terms as “broadcast” to distinguish it from a “unicast”). This means that the potential circuit participants can be the participants in the data network (for example if they even have a power connection such as a power supply interface).
  • the data interface preferably uses a different communication medium than the power supply interface for power wiring. This means that the exchange of information via the data interface or the data network (e.g. on the physical level) does not use lines of the power circuit (which would be possible, for example, by modulation or demodulation of a data signal via the power supply interface), since the different propagation via the data interface (e.g. at all potential circuit participants) and via the power supply interface (e.g. only to all circuit participants of the respective power circuit) enables the power circuit to be determined.
  • the identifier can include a designation and/or address (for example an address in the data network) which is unique (preferably among all potential circuit participants). The latter information can also be referred to as identifying data of the respective potential circuit participant (for example the energy source). Alternatively or in addition, the identifier can include classifying data of the respective potential wiring device (for example the energy source), for example the maximum current provided for an energy source or the maximum current drawn (or absorbed) from an energy sink.
  • circuit participants trained for data communication such as communicative power supply units, UPSs and intelligent security systems, can not only automatically determine with which other circuit participants in the network they can communicate, but if they can also determine which energy source supplies them or who they supply.
  • Outputting and/or receiving the modulation signal at the power supply interface can include modulation or demodulation of the voltage at the power supply interface.
  • the modulation signal at the power supply interface may include a temporal modulation, e.g., a periodic (e.g., harmonic or anharmonic) change, of the voltage.
  • the modulation signal can be a square-wave signal.
  • An amplitude of the modulation may be 0.5% to 5%, for example 1% or 2%, of the nominal voltage.
  • a power supply can also be maintained by the energy source in the detection mode.
  • the amplitude can be 0.33 V or 0.5 V or 1.0 V at a nominal voltage of 12 V or 24 V or 48 V.
  • a frequency of the modulation can be 1 Hz to 100 Hz, for example 10 Hz. Since the frequency of the modulation differs from a frequency of the nominal voltage (0 Hz for direct voltage or, for example, 50 Hz or 60 Hz for alternating voltage), the modulation signal can be detected by a frequency filter (for example a high-pass filter or a low-pass filter).
  • Monitoring the modulation signal at the power supply interface may include measuring a current drawn at the power supply interface.
  • a voltage at the power supply interface is a decreasing function of the current drawn.
  • Monitoring the modulation signal may include monitoring a periodic (e.g., harmonic or anharmonic) change in current draw at the power supply interface. This allows the power source to determine that it is connected in parallel with another power source (which is currently in detection mode). That is, the power source can determine that the power source has received the foreign identification indication from another power source that is connected in parallel to the power source.
  • a periodic (e.g., harmonic or anharmonic) change in current draw at the power supply interface This allows the power source to determine that it is connected in parallel with another power source (which is currently in detection mode). That is, the power source can determine that the power source has received the foreign identification indication from another power source that is connected in parallel to the power source.
  • the voltage at the power supply interface can be a falling function of the current drawn at the power supply interface
  • load sharing for example, communication-free
  • the modulation signal may be received (i.e. sensed or measured) directly as a modulation of the voltage or indirectly as a modulation of the current drawn.
  • the power source control unit may be configured to monitor the modulation signal at the power supply interface in response to the foreign identification information.
  • the own identification information can be designed to prompt every other potential connection participant to monitor the modulation signal of the energy source at its power supply interface.
  • the power source control unit may be configured to monitor the modulation signal at the power supply interface in response to the foreign identification information.
  • the own identification information can be designed to prompt every other potential connection participant to monitor the modulation signal of the energy source at its power supply interface.
  • the self and/or third party identification indication may include or imply an announcement of the identification mode.
  • the identification information can be sent at the beginning of or during the identification mode.
  • Sending or receiving the recognition indication may indicate (e.g. designate) a beginning of the respective recognition mode.
  • each recognition mode can end after a predetermined period of time or after a period specified in the respective recognition specification.
  • the circuit participants are able to assign the received modulation signal or the absence of the modulation signal to the energy source, for example for the controlling the operation of the connection participant in the operating mode and/or in order to send a corresponding connection response to the energy source in response to the sent identification indication as a connection request.
  • the control unit can also be designed to receive a connection response via the data interface from at least one of the potential connection participants in response to the transmission of its own connection request, the connection response comprising an identifier of the respective potential connection participant and indicating whether the respective potential connection participant receives the modulation signal received or not.
  • the control unit can also be configured to send a connection response via the data interface in response to the received external connection request to at least one or all of the potential connection participants or to the connection participant of the external connection request, wherein the connection response includes an identifier for the energy source and indicates whether the energy source has received the modulation signal or not.
  • the identification information can be a connection request.
  • the exchange of information can include a connection response in response to the connection request. grasp. If the circuit response received indicates that the modulation signal of the energy source was received, the relevant circuit participant is a detected circuit participant of the power circuit of the energy source and/or the energy source is a detected circuit participant of the power circuit of the relevant circuit participant. If the connection response sent indicates that the modulation signal of the relevant connection device was received, the relevant connection device is a detected connection device of the power circuit of the energy source and/or the energy source is a detected connection device of the power connection of the relevant connection device.
  • the detection mode i.e. the transmission of the detection information and the output of the modulation signal
  • all other potential circuit participants via the data network their findings from the Communicate detection modes of the one or more energy sources in the exchange of information (e.g. in circuit responses) of the energy source(s) or of all potential circuit participants.
  • the control unit can also be designed to store and/or process the determined power connection of the energy source in order to operate the energy source.
  • a UPS can control (limit, for example) the charging current drawn from the UPS as an energy sink if it has determined that it is a circuit participant in the power circuitry of a power pack as an energy source and a consumer (e.g. a fuse or a fuse distributor) as an energy sink a minimum current specified by the consumer in his identifier is provided by the power pack according to his identifier after deduction of the charging current.
  • a consumer e.g. a fuse or a fuse distributor
  • the energy source can also include a local user interface for outputting a configuration state, the control unit being designed to output at least one configuration state on the local user interface.
  • the configuration state can be: the energy source is currently identification mode, the energy source sends its own identification information or its own connection request, the energy source outputs the modulation signal at the power supply interface of the energy source, the energy source sends the connection response, a potential connection participant is in identification mode, the energy source receives the external identification information or the external connection request, the Power source monitors the modulation signal at the power supply interface of the power source and/or the power source receives the wiring response.
  • the configuration status can be output optically and/or acoustically, for example on a housing of the energy source.
  • the power source may include a power supply or an uninterruptible power supply (UPS).
  • the potential wiring participants can include at least one additional energy source connected in parallel with the energy source, optionally a parallel-connected power supply unit or a parallel-connected UPS.
  • the potential circuit participants can include at least one energy sink, optionally a UPS downstream of the energy source, or an electrical energy store, or a coupling module for redundant coupling of the energy source to at least one other energy source, or a fuse, or a fuse distributor, or a consumer.
  • the energy source can supply the energy sink with electrical energy if the energy source is a circuit participant in the power circuitry of the energy sink or if the energy sink is a circuit participant in the power circuitry of the energy source.
  • the power packs as circuit participants can include transformer power packs, switched-mode power packs or capacitor power packs.
  • the power circuitry can be designed to redundantly supply critical loads. For example, several power supplies can be connected in parallel.
  • the power supply units can have a falling voltage-current characteristic (technically also referred to as "voltage droop").
  • the parallel connection of power supply units with a falling voltage-current characteristic can enable communication-free load sharing.
  • the UPS downstream of a power pack can be connected in parallel to the power pack.
  • the UPS can include two converters connected in series and be designed to provide a voltage and a frequency independently of the mains; or the UPS can comprise a bidirectional inverter and be designed to provide a voltage independent of the mains and a frequency dependent on the mains; or the UPS can include a switch on the output side and be designed to provide a voltage and frequency dependent on the mains.
  • the UPS can ensure a power supply for a limited time. Technically, this is also referred to as "buffered”.
  • the fuse as a circuit participant can be a fuse distributor, which includes several outputs (also: channels) on the power side, which are each fused individually and/or are switched off in the event of an overload according to a predetermined order of priority.
  • the electrical energy store can include one or more electrochemical secondary cells for storing the electrical energy.
  • the electrical energy store can be part of the UPS or be connected to the UPS on the power side via a power circuit. In the latter case, the UPS (besides the features of an energy source and an energy sink) can essentially comprise a charging unit.
  • a second aspect relates to an energy sink for determining a power connection between potential connection participants.
  • the energy sink includes a power supply interface, a data interface and a control unit.
  • the control unit is designed to send its own identification information to potential wiring participants via the data interface, the own identification information including an identifier for the energy sink and specifying an identification mode of the energy sink.
  • the control unit is also designed to output a modulation signal to the power supply interface during the detection mode of the energy sink, with which each potential circuit participant is able to determine whether the energy sink is a circuit participant of the power circuit of the respective potential circuit participant, depending on whether the modulation signal of the energy sink is received.
  • control unit is designed to use an external identification information to receive the data interface from potential connection participants, the foreign identification information comprising an identifier of the respective potential connection participant and indicating a detection mode of the respective potential connection participant.
  • the control unit is also designed to monitor a modulation signal at the power supply interface during the detection mode of the respective potential wiring device, the energy sink depending on whether the modulation signal of the respective potential wiring device is received determines whether the respective potential wiring device is a wiring device of the power wiring of the energy sink is.
  • any effect disclosed in the context of the energy source or the first aspect (e.g. advantages) or design (e.g. features and/or functions) of the energy source, the energy sink, the identification information, the wiring request, the wiring response, the modulation signal, the power supply interface, the data interface , the data network, and/or the control unit apply equally or correspondingly to the energy sink.
  • the power supply interface of the energy sink can be a (e.g. upstream) power supply connection.
  • the monitoring of the modulation signal at the power supply interface can include a measurement of a modulation of the voltage at the power supply interface and/or a demodulation (for example a Fourier transformation of the measured time profile of the voltage).
  • the potential circuit participants can include at least one energy source of the energy sink, for example a power pack or a UPS.
  • the potential wiring devices can include at least one additional energy sink connected in parallel with the energy sink, for example a parallel-connected fuse or a parallel-connected consumer.
  • the energy sink can include a UPS, or an electrical energy store, or a coupling module for redundant coupling of at least two energy sources, or a fuse, or a fuse distributor, or a consumer.
  • the energy sink can include an input side of the UPS, or an input side of the electrical energy store, or an input side of the coupling module, or an input side of the fuse or the fuse distributor.
  • an output side of the UPS, or the electrical energy store, or the coupling module, or the fuse, or the fuse distributor can be an exemplary embodiment of the energy source. That is, one or each of these devices may combine (e.g., merge) features of the energy source and the energy sink, optionally wherein the power supply interface of the energy sink is a power input of the device and the power supply interface of the energy source is a power output of the device.
  • the function of the control unit of the energy source and the function of the control unit of the energy sink can be implemented in a control unit of the device.
  • the electrical energy store can include one or more electrochemical secondary cells for storing the electrical energy.
  • the electrical energy store can be part of the UPS.
  • the energy store can be communicatively connected to the UPS via a power circuit on the power side and/or via a data interface to the UPS.
  • the energy sink may further include any feature of the first aspect or a corresponding feature.
  • the controller can control or dictate the duration, voltage, and/or frequency of the modulation signal.
  • the data interface can be connected (i.e. communicatively connected) to other data interfaces via a wired connection and/or a wireless connection, optionally for the exchange of information on the recognition specification, the wiring request, and/or the wiring response.
  • the data network can be a wired data network or a wireless data network (e.g. a radio network).
  • the data network can also be referred to as a data network.
  • the data network can be a data bus or comprise individual connections in pairs between the potential circuit participants or a chained connection (in technical terms daisy chain).
  • the data network can be an Ethernet or a local device bus (technically: “Local Device Bus” or LDB) or (for example serial) field bus (for example a “Controller Area Network Bus” or CAN bus).
  • the power supply interface of one or each potential circuit participant i.e. the energy sink or the energy source
  • the power supply interface of another potential circuit participant i.e. another energy sink or energy source
  • the power supply interface of an energy source can be connected to the power supply interface of an energy sink.
  • the power supply interface of an energy source can be connected in parallel with the power supply interface of a further energy source.
  • a third aspect relates to a coupling module for decoupling at least two electrical energy sources for the redundant power supply of an electrical energy sink.
  • the coupling module comprises at least two power supply interfaces on the input side for connecting the at least two electrical energy sources, for example according to the first aspect.
  • the coupling module also includes an output-side power supply interface for connecting the electrical energy sink according to the second aspect.
  • the coupling module also includes a data interface for receiving the identification information of a potential connection participant, optionally from one of the electrical energy sources.
  • the coupling module also includes a control unit which is designed to deactivate the decoupling for the duration of the detection mode in response to the received detection information in order to forward the modulation signal.
  • the power supply interfaces of the coupling module can be designed for short-circuit proof decoupling.
  • each of the power supply interfaces on the input side can be electrically conductively connected to the power supply interface on the output side via a decoupling diode or a current regulator (for example by means of a field effect transistor), for example wise such that in the event of a short circuit at one of the input-side power supply interfaces, the at least one other input-side power supply interface and the output-side power supply interface are not short-circuited.
  • Disabling the decoupling may include bypassing the decoupling diode or current regulation, or paralleling the power supply interfaces.
  • the coupling module can also be referred to as a redundancy module or module for the power-side OR link (technically “ORing”).
  • a fourth aspect relates to a system of potential circuit participants.
  • the system includes one or more energy sources according to the first aspect as part of the potential circuit participants.
  • the system also includes one or more energy sinks according to the second aspect as part of the potential circuit participants.
  • the system also includes at least one power circuit between the power supply interface of at least one of the energy sources and the power supply interface of at least one of the energy sinks.
  • the system also includes a data network between the data interfaces of all potential connection participants.
  • the system can optionally include at least one coupling module, which is connected between the at least two energy sources and the energy sink (associated with the power wiring).
  • the system can be configured to switch between the detection mode or a sequence of detection modes and an operating mode.
  • the energy sources can switch to the detection mode in a sequence of detection modes (i.e. sequentially).
  • the system may (e.g., at power-up) begin with the detection mode or sequence of detection modes and switch to operational mode after the detection mode or sequence of detection modes.
  • the detection mode or the sequence of detection modes for maintenance or testing of the system can be carried out manually or after a predetermined maintenance interval. Switching to the detection mode can mean that your own detection information is sent and/or the modulation signal is output at your own power supply interface.
  • the system may further include a local system user interface for reporting a system status.
  • the control units of the energy sources can be designed to output at least one system status to the local system user interface. Examples of system status include: at least one of the power sources is in detect mode, which of the power sources is in detect mode, and all power sources or all potential participants are in run mode.
  • the power source controllers can control the output at the system user interface via the data network.
  • Each energy source can use the same modulation signal (e.g. due to the sequential detection modes).
  • several or all energy sources can be used simultaneously in the modulation mode, with the modulation signals from different energy sources being different, for example comprising orthogonal sequences (eg Walsh codes).
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an energy source for determining a power connection between potential connection participants according to a first embodiment of a first aspect
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of an energy sink for determining a power connection between potential connection participants according to a first embodiment of a second aspect
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of a system of potential circuit participants according to a first embodiment of a third aspect
  • FIG. 4 shows a schematic block diagram of the system with two energy sources connected in parallel and an energy sink according to a second embodiment
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of the system with an energy source, a downstream UPS together with an energy store, and an energy sink according to a third embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of the system with an energy source, a UPS acting as an energy source and energy sink, together with an energy store, and an energy sink according to a first variant of the third embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic block diagram of the system with two energy sources, a coupling module deactivated in the detection mode, and an energy sink according to a fourth embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic block diagram of the system with two energy sources, a coupling module acting as energy source and energy sink, and an energy sink according to a variant of the fourth embodiment
  • Fig. 9 shows a schematic block diagram of the system with a power pack as the energy source, an energy store acting as an energy source and energy sink, a fuse as an energy sink, and a UPS, which is the energy sink of the power pack, energy source and sink of the energy store and energy source of the consumer, according to a second variant of the third embodiment;
  • Fig. 10 shows a schematic block diagram of the system with a power pack as the energy source, an energy store acting as an energy source and energy sink, a fuse as an energy sink, and a UPS, which is the energy sink of the power pack, energy source and sink of the energy store and energy source of the consumer, according to a third variant of the third embodiment; and
  • FIG. 11 shows a schematic block diagram of the system with energy sources and energy sinks as circuit participants of a first and a second power circuit of a fifth specific embodiment.
  • extended reference symbols to which a letter or an apostrophe is added in order to represent and describe functional groups in a coherent or clearer manner.
  • An extended reference character of the form XYZa (e.g., 302a) or XYZ' (e.g., 302') is an example of a feature generally designated by reference character XYZ (e.g., 302).
  • reference character XYZ e.g., 302
  • Electrical devices which are electrically conductively connected on the power side by a power circuit, are considered circuit participants of the respective called power circuit. Examples of the power wiring or multiple power wirings are shown and described below from FIG. 3 with reference number 302 .
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an electrical energy source (abbreviated: energy source) generally designated by reference numeral 100 for determining a power connection (for example among several power connections) between potential connection participants according to a first embodiment of the first aspect.
  • the energy source 100 is an example or part of a potential circuit participant.
  • the energy source 100 includes a power supply interface 102, for example for the electrically conductive connection of the energy source 100 to the power circuitry 302 (for example a local power grid).
  • Energy source 100 also includes a data interface 104 for exchanging information between potential wiring participants, for example for data connection of energy source 100 to a data network 304.
  • energy source 100 includes a local user interface 108 that displays a configuration status of energy source 100 on site and/or with reference to the respective Energy source 100 indicates.
  • the energy source 100 comprises a control unit 106.
  • the control unit 106 can control the power supply interface 102, the data interface 104, and optionally a local user interface 108.
  • the control unit 106 can control or include a modulator or demodulator, which is connected to the power supply interface 102, for outputting and/or monitoring the modulation signal.
  • the control unit 106 is connected to the data interface 104 for communication.
  • the energy source 100 can be an output-side functional part of a (potential) circuit participant.
  • the energy source or the (potential) circuit participant can be a power pack, an uninterruptible power supply (UPS), an electrical energy store, or a coupling module.
  • UPS uninterruptible power supply
  • the power source 100 changes its output voltage (e.g., by +/- 0.5 V at e.g., 1 Hz) for a specified time (e.g., 10, 20, or 30 seconds or longer) in a small but reliably measurable range.
  • the energy source 100 identifies itself via the data interface 104 by sending identification information.
  • the recognition information is an identification signal with an identifier (technically: "Identity” or “Identifier”, abbreviated: ID) of the energy source 100.
  • ID an identifier
  • the recognition information indicates the detection mode of the energy source 100.
  • the control unit 106 of the energy source 100 monitors the presence of a modulation signal at the power supply interface 102 (i.e. at the output in the case of the energy source 100 or correspondingly at the input in the case of an energy sink) when another potential circuit participant (e.g. another energy source 100) through its detection indication indicates that it is in detection mode. If the modulation signal of the other wiring participant is received (i.e. the modulation signal is recognized), the energy source 100 establishes that the other potential wiring participant is a wiring participant of the power wiring of the energy source 100. The energy source 100 then optionally responds to the other connection participants, e.g. the other energy sources 100. This connection response indicates the identification of the energy source 100 and reports the receipt (or non-reception) of the modulation signal.
  • a modulation signal at the power supply interface 102 i.e. at the output in the case of the energy source 100 or correspondingly at the input in the case of an energy sink
  • another potential circuit participant e.g. another energy source 100
  • the control unit 106 processes received modulation signals and identifiers.
  • the control unit 106 can store the received and processed information, in particular with regard to the power wiring, and/or control its own operation as a function thereof.
  • the control unit 106 is able to control the local interface module 108 to indicate the configuration state (e.g. the operating mode or the detection mode) and/or the result of the detection mode based on the processed information after the completion of the modulation mode (e.g. by LED lights or a screen). Upon termination of the detection mode, the control unit 106 places the energy source 100 in the normal operating mode.
  • the configuration state e.g. the operating mode or the detection mode
  • the control unit 106 Upon termination of the detection mode, places the energy source 100 in the normal operating mode.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of an energy sink, generally designated by reference numeral 200, for determining a power connection between potential connection participants.
  • the energy sink 200 comprises a power supply interface 202, a data interface 204 and a control unit 206.
  • the energy sink 200 further comprises a local user interface 208.
  • These features can be configured the same as or corresponding to the description of the energy source 100.
  • the power supply interface 102 of the energy source 100 emits electrical power via the power wiring 302
  • the energy sink 200 absorbs electrical power at the power supply interface 202 .
  • controller 206 may control power interface 202, data interface 204, and local user interface 208.
  • the energy sink 200 has a power supply interface 202 for the electrically conductive connection of the energy sink 200 to the power circuitry 302 (for example a local power grid).
  • the energy sink 200 includes a data interface 204 for the communicative connection of the energy sink 200 to a data network 304.
  • the energy sink 200 includes a control unit 206, which is connected to the power supply interface 202 and the data interface 204.
  • the energy sink 200 can be an input-side component of a circuit participant (i.e. a network component), for example a coupling module, a UPS, a fuse or a fuse distributor.
  • a circuit participant i.e. a network component
  • a coupling module for example a UPS, a fuse or a fuse distributor.
  • the control unit 206 can monitor the power supply interface 202 with regard to the modulation signal in the detection mode of another potential connection participant (for example an energy source 100). If the energy sink 200 receives a modulation signal via the power supply interface 202, it assigns this to the external identification information received via the data interface 204. The energy sink 200 thus establishes that the other potential circuit subscriber is a circuit subscriber of its power circuit.
  • the control unit 206 processes received modulation signals and associated identification information.
  • the control unit 206 can store the received and processed information and/or use it for its own operation.
  • the system 300 comprises one or more energy sources 100 according to the first aspect and one or more energy sinks according to the second aspect. Furthermore, the system comprises at least one power circuit (ie a coherent electrical circuit) between the power supply interface 102 of at least one of the energy sources 100 and the power supply interface 202 of at least one of the energy sinks 200.
  • the system 300 also includes a data network 304 between the data interfaces 104, 204 of all potential connection participants 100, 200.
  • a black line of a power circuit 304 means an electrically conductive connection between power supply interfaces 102 and 202 (e.g. power supply interfaces 102a, 102b, 102c, 202a, 202b, 202c).
  • power supply interfaces 102 and 202 e.g. power supply interfaces 102a, 102b, 102c, 202a, 202b, 202c.
  • the positive pole and negative pole of the power supply interfaces 102 and 202 of all circuit participants 100 and 200 of the respective power circuit can be connected to one another in an electrically conductive manner.
  • each phase and the neutral conductor of the power supply interfaces 102 and 202 of all circuit participants 100 and 200 of the respective power circuit can be electrically conductively connected to one another.
  • the system 300 can include at least one coupling module, generally designated by the reference numeral 250, for the redundant coupling of two or more energy sources 100 to one or more energy sinks 200.
  • Fig. 7 shows an embodiment of the coupling module 250.
  • the circuit participants identify themselves as logical units (e.g. as network nodes or bus participants) via the data network 304.
  • the data network 304 can be implemented by a data bus, for example a so-called daisy chain or a CAN bus.
  • the data network 304 i.e. the communication link
  • the connection participants 100, 200, 250 can be communication among equals, which can also be referred to as a peer-to-peer communication link or horizontal communication link.
  • the system 300 If several energy sources 100 (e.g. power packs or other electrical energy sources with adjustable output voltages) are present in the system 300, this means that these circuit participants successively enter a recognition mode (which can also be referred to as identification mode). In this case, one switching participant after the other changes its output voltage in a relatively small but easily measurable range for a predetermined (for example configured or specified by a technical standard) time. This change in the output voltage is referred to as modulation and represents a realization of the modulation signal. The range of change in the output voltage can also be referred to as the amplitude of the modulation signal.
  • a recognition mode which can also be referred to as identification mode.
  • modulation represents a realization of the modulation signal.
  • the range of change in the output voltage can also be referred to as the amplitude of the modulation signal.
  • the output voltage at the power supply interface 102 can be changed by an amplitude of, for example, +/-0.5 V at a rate of, for example, 1 Hz over a duration of the detection mode of, for example, 30 seconds.
  • the modulation signal can be a sine wave, a triangle wave, a sawtooth wave or a square wave of a voltage (i.e. square wave voltage, etc.) which is superimposed on a regular supply voltage.
  • the regular supply voltage can correspond to the output voltage that is present at the power supply interface of the energy source outside of the detection mode.
  • the energy source can also fulfill the function of the power supply in the detection mode.
  • Fig. 4 schematically shows a second embodiment of the system 300 with two parallel-connected energy sources 100 and 100 'and an energy sink 200.
  • power supply units are shown as energy sources 100 with white areas and fuses or fuse distributors as energy sinks 200 are shown with diagonally hatched areas.
  • the energy sources 100 and 100' are connected in parallel on the output side (for example on the secondary side). If one of the energy sources 100 or 100' is in the detection mode, it fluctuates due to load sharing (ie, load balancing), the output current of the power source that is not itself in detection mode is in the same clock as the modulation signal. Ie the current fluctuation is an example for receiving the modulation signal in the case of a parallel connection.
  • a coupling module (with its own data interface 254) generally designated by reference numeral 250 can interconnect redundant energy sources 100, e.g. to enable redundancy in the event of a short circuit in one of the energy sources.
  • the corresponding circuit participant 100, 200, 250 signals the detection mode and/or a communication downstream of the detection mode (for example sending the wiring response) of the results of one or more detection modes.
  • FIG. 5 schematically shows a third embodiment of the system 300 with an energy source 100a and a downstream UPS 200a as an energy sink from the perspective of the energy source 100a, and a fuse distributor as an energy sink 200b.
  • the power supply is shown as power sources 100a with white areas
  • the UPS 200a is shown with checked area
  • the fuse box 200b as power sinks 200 is shown with diagonally hatched areas.
  • An energy store 201 can be connected externally to the UPS without a data interface, as shown in FIGS. 5 and 6, or it can be designed as a circuit participant with a data interface and control unit.
  • the UPS 200a as a passive UPS in regular operation (ie if the energy source 100a has not failed) can pass through the power circuitry 302a and thus the modulation signal output by the energy source to the energy sink 200b.
  • Fig. 6 schematically shows a variant of the third embodiment, in which the UPS combines the function of an energy sink 200a (regarding the power connection with the energy source 100a) and the function of an energy source 100b (regarding the power connection with the energy sink 200b).
  • This can be advantageous for a double conversion UPS, ie in which the energy source fails 100a the power path does not have to be switched because the power flows through the converter of the energy store even in normal operation. However, this can prevent the modulation signal from being forwarded from the power circuitry 302a to the output-side power supply interface 102b.
  • the UPS as a circuit node with the double function 100b and 200a, sends its own identification information and outputs a modulation signal in the UPS's identification mode at the output-side power supply interface 102b.
  • FIG. 7 shows a fourth embodiment of the system 300 with an active coupling module 250 (which can also be referred to as a redundancy module) that may be present (for example on the secondary side of one or more power supply units as energy sources 100 and 100′).
  • a control function of the coupling module 250 i.e. the decoupling of the input-side power supply interfaces 252, is deactivated as long as a circuit participant (e.g. power supply units 100 or 100') in the data network 304 is still in detection mode.
  • the controller 256 of the coupling module 250 bridges decoupling diodes or connects the input-side power supply interfaces 252 directly to the output-side power supply interfaces 253, as shown schematically in FIG.
  • the modulation signal can be forwarded from one of the energy sources 100 or 100' to the energy sink 200.
  • the decoupling modules 250 can be so-called "OR-ing” modules, i.e. decoupling modules that enable a power-side OR linking of two or more power supply units, so that there is a redundant power supply even in the event of a short circuit in the power supply interface 102 of one of the linked power supply units 100 or 100 '.
  • FIG. 8 schematically shows the system 300 with two energy sources 100a and 100b, a coupling module acting as an energy source 100c and energy sinks 200a and 200b, and an energy sink 200c according to a variant of the fourth specific embodiment.
  • the coupling module 250 of FIG. 7 is designed in the variant of FIG. 8 with the functions of an energy sink 200a/200b and an energy source 100c.
  • the coupling module 100c/200a/200b monitors the modulation signals of the energy sources 100a and 100b, and outputs a modulation signal itself in its own detection mode.
  • the variant has the advantage that a finer granulated power circuitry can be determined and that the decoupling of the energy sources 100a and 100b also exists during the detection modes.
  • each potential connection participant connected to the data network 304 optionally provides the findings from the detection mode, ie the information from which energy source 100 it is fed or with which energy source it is connected in parallel, via the data network 304 .
  • the data network 304 (i.e., data link) may be a data bus, e.g.
  • the recognition of the power wiring 302 i.e. the recognized connections on the power side
  • the recognition of the power wiring 302 i.e. the recognized connections on the power side
  • a higher-level ie higher-level, for example software-based
  • the system controller is implemented in a distributed computer network (also known as a cloud in technical terms).
  • the distributed computer network is in data connection with a campus radio network 304, i.e. one or more base stations for a radio network 304 (technically also referred to as a radio access network or RAN) for wireless communication with the data interfaces 104, 204, 254 of all or one Part of the circuit participants 100, 200, 250 of the system 300.
  • a campus radio network 304 i.e. one or more base stations for a radio network 304 (technically also referred to as a radio access network or RAN) for wireless communication with the data interfaces 104, 204, 254 of all or one Part of the circuit participants 100, 200, 250 of the system 300.
  • the higher-level system control is a local computer system (for example in the same building as the control cabinet) on site.
  • the system controller is optionally designed to visualize the power-side connections (ie the one or more power circuits 302) detected by the circuit participants 100, 200, 250 and/or to check (e.g. carry out a plausibility check) according to predetermined (e.g. configured rules). ).
  • the higher-level system controller can output topological wiring diagrams based on the recognized connections on the power side and/or make comparisons with stored (i.e stored and/or retrievable) wiring plans (ie electrical plans).
  • FIG. 11 shows a system 300 with two power circuits 302a and 302b.
  • the UPSs 100a'/200a' and 100b'/200b ' or the fuse distributors 200a and 200b (shown with diagonally hatched areas) designed for data communication determine from which power supply unit 100a or 100b (shown with white areas) they are supplied (i.e. fed) as an energy source (e.g. switched-mode power supply) and set their system functions automatically to this electric power source 100a or 100b.
  • an energy source e.g. switched-mode power supply
  • Energy sources 100a connected in parallel on the secondary side are also able to assign the energetic connection (ie the power circuitry 302a) to the secondary sides and adjust to parallel operation due to the load distribution (i.e. a fluctuation in the output current) fluctuating in the same cycle as the modulation signal in the detection mode . That is, the current fluctuation is an example of receiving the modulation signal in the case of a parallel connection.
  • Fig. 11 schematically represents embodiments of the system 300 and the circuit participants 100, 200.
  • the system 300 comprises three switched-mode power supplies 100a (double) and 100b (single), two UPSs 100a'/200a' and (shown with a white area). 100b'/200b' (i.e. each with the functions of an energy sink for charging and an energy source when discharging an associated energy store), and two fuse distributors 200a and 200b (communicating via their data interfaces 204a and 204b, respectively), which are all connected via the data network 304 (e.g a horizontal communication link) are interconnected.
  • these potential circuit participants 100, 200 form two supply systems.
  • These potential connection participants 100, 200 of these two subsystems of the system 300 communicate via the uniform data network 304.
  • 2 switching power supplies 100a are connected in parallel and supply the first UPS as an energy sink 200a' and the fuse distributor 200a.
  • the switched-mode power supply 100b feeds the UPS 200b′ as an energy sink and the fuse distributor 200b.
  • the feeding potential circuit participants determine that there are several potential circuit participants 100, 200 (e.g. several energy sources 100) which are designed for the detection mode, i.e. can adjust the output voltage for example to output the modulation signal.
  • the first potential connection participant (e.g. the first energy source 100a) now goes into the detection mode (i.e. the identification mode) in a specific sequence.
  • the potential circuit participant adjusts the output voltage for 30 seconds in a 1 Hz cycle by +/-0.5 V as a modulation signal and signals the detection mode via an LED on site as a local user interface and by means of the detection information via the data network 304 (e.g. a local device bus or technically "Local Device Bus", LDB for short).
  • the data network 304 e.g. a local device bus or technically "Local Device Bus", LDB for short.
  • the UPS 200a' In the detection mode of the first energy source 100a, the UPS 200a' detects this voltage fluctuation at its input 202a' and stores that it is being supplied by the switched-mode power supply 100a (assigned via its identifier in the detection information in the LDB).
  • the further switched-mode power supply 100a connected in parallel detects a fluctuation in the output current in the same cycle of the modulation signal and stores that it is connected in parallel with the first switched-mode power supply 100a.
  • the fuse distributor 200a also detects the fluctuation of the voltage as a modulation signal and stores that it is supplied by the switched-mode power supply 100a.
  • the detection mode ie, the identification mode of the first power source 100a ends.
  • the next energy source e.g. the additional energy source 100a
  • begins its detection mode ie the output of the modulation signal by fluctuating the output voltage at the power supply interface 102b, optionally signaling by LED at the local user interface, and sending the detection information via the data interface 104a on the LDB.
  • the associated circuit participants (first energy source 100a, UPS 100a′ and fuse distributor 200a) determine accordingly that they belong to the line circuitry 302a of the additional energy source 100a connected in parallel. This continues until each energy source 100 has gone through the detection mode once.
  • Each potential wiring participant 100, 200 now knows from which energy source 100 it is fed, or with which energy source 100 it is connected in parallel.
  • Each connection subscriber 100, 200 optionally provides this topology information via the data network 304 (ie the data connection, for example an LDB), so that an overall picture is obtained.

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Abstract

Gemäß einem Aspekt umfasst eine Energiequelle (100) zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung (302) zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern (100; 200) eine Stromversorgungsschnittstelle (102), eine Datenschnittstelle (104) und eine Steuereinheit (106). In einer Alternative kann die Steuereinheit (106) eine eigene Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle (104) an potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) senden, wobei die eigene Erkennungsangabe eine Kennung der Energiequelle (100) umfasst und einen Erkennungsmodus der Energiequelle (100) angibt. Während des Erkennungsmodus der Energiequelle (100) wird ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (102) ausgegeben, womit jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) abhängig davon, ob das Modulationssignal der Energiequelle (100) empfangen wird, festzustellen vermag, ob die Energiequelle (100) ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) ist.

Description

Technik zur Feststellung einer Leistungsbeschaltung
Die Erfindung betrifft eine Technik zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern. Ohne darauf beschränkt zu sein betrifft die Erfindung insbesondere potenzielle Beschaltungsteilnehmer wie elektrische Energiequellen, Energiesenken und Kopplungsmodule, die in der Lage sind, eine Leistungsbeschaltung festzustellen.
In einem Schaltschrank sind oft mehr als ein Netzteil verbaut. Mehrere Netzteile können kritische Lasten redundant versorgen, manche Netzteile werden mit nachgelagerten Unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USVen) gepuffert, oder manche Netzteile speisen eine Reihe von Sicherungen. Viele dieser Beschaltungsteilnehmer (wie Netzteile, USVen und Sicherungen) werden mittlerweile mit Datenschnittstellen ausgeführt, beispielsweise um ihre Daten an überlagerte oder übergeordnete Steuerungen wie beispielsweise Industrie-PCs zu kommunizieren. Auch gibt es bereits eine paarweise Direktkommunikation zwischen Schaltnetzteilen und USVen oder Schaltnetzteilen und intelligenten Sicherungssystemen, die ihre Arbeitsweise mithilfe der kommunizierten Daten des jeweils anderen Beschaltungsteilnehmers aufeinander einstellen.
Jedoch ist die Kommunikation zwischen den Vorrichtungen für eine automatische Konfiguration unzureichend. Die Kommunikation erlaubt den Vorrichtungen nicht festzustellen, wie sie leistungsseitig verschaltet sind. Um die leistungsseitige Verschaltung zu konfigurieren ist es herkömmlicherweise notwendig, die Vorrichtungen untereinander manuell zuzuordnen und die jeweilige Funktionsweise in jeder Vorrichtung zu programmieren.
Für ein Rechenzentrum beschreibt das Dokument WO 2010/005429 A1 die Auswertung einer zeitlichen Korrelation zwischen elektrischer Leistungsaufnahme und der Prozessorauslastung, um eine leistungsseitige Beschaltung festzustellen. Dies setzt eine ungleichmäßige Leistungsaufnahme und eine komplexe Analyse des Verbrauchers voraus.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Technik anzugeben, um in elektrischen Systemen die Beschaltungsteilnehmer flexibel verschalten zu können, jedoch ohne dass die Konfiguration der Beschaltungsteilnehmer aufgrund der vielfältigen Installationsmöglichkeiten zeitaufwendiger wird. Vielmehr ist wünschenswert, dass solche Systeme einfach zu installieren sind und die Beschaltungsteilnehmer für den Installateur flexibel und konfigurationsfrei einsetzbar sind.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren offenbart.
Ein erster Aspekt betrifft eine elektrische Energiequelle zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern. Die elektrische Energiequelle umfasst eine Stromversorgungsschnittstelle, eine Datenschnittstelle und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, eine eigene Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle an potenzielle Beschaltungsteilnehmer zu senden, wobei die eigene Erkennungsangabe eine Kennung der Energiequelle umfasst und einen Erkennungsmodus der Energiequelle angibt. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, während des Erkennungsmodus der Energiequelle ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle auszugeben, womit jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer abhängig davon, ob das Modulationssignal der Energiequelle empfangen wird, festzustellen vermag, ob die Energiequelle ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers ist. Alternativ oder ergänzend ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine fremde Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle von potenziellen Beschaltungsteilnehmern zu empfangen, wobei die fremde Erkennungsangabe eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers umfasst und einen Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers angibt. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, während des Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen, wobei die Energiequelle abhängig davon, ob das Modulationssignal des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers empfangen wird, feststellt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle ist.
Indem die Energiequelle allen potenziellen Beschaltungsteilnehmern ihre Kennung in der Erkennungsangabe sendet und das Modulationssignal an ihrer Stromversorgungs- Schnittstelle (d.h. leistungsseitig) ausgibt, kann jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer feststellen, ob er Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle ist (d.h., ob er leistungsseitig mit der Energiequelle verbunden ist) oder nicht, und optional kann dies in einem Informationsaustausch über die Datenschnittstelle (d.h. über ein Datennetzwerk) an die Energiequelle gesendet bzw. von der Energiequelle empfangen werden.
Alternativ oder ergänzend kann die Energiequelle, wenn sie die Kennung eines anderen potentiellen Beschaltungsteilnehmers in der fremden Erkennungsangabe empfängt und das Modulationssignal an ihrer Stromversorgungsschnittstelle (d.h. leistungsseitig) überwacht, feststellen, ob der durch die Kennung angegebene potentielle Beschaltungsteilnehmer ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle ist (d.h., ob dieser leistungsseitig mit der Energiequelle verbunden ist) oder nicht, und optional kann dies in einem Informationsaustausch über das Datennetzwerk an den durch die Kennung angegebenen potentiellen Beschaltungsteilnehmer gesendet werden.
Die Stromversorgungsschnittstelle kann ein (beispielsweise ausgangsseitiger) Stromversorgungsanschluss sein.
Die Erkennungsangabe kann an alle Teilnehmer eines an der Datenschnittstelle angeschlossenen Datennetzwerks gesendet werden (fachsprachlich auch als "broadcast" in Abgrenzung zu einem "unicast" bezeichnet). Das heißt, die potenziellen Beschaltungsteilnehmer können die Teilnehmer des Datennetzwerks sein (beispielsweise soweit sie überhaupt einen Leistungsanschluss wie eine Stromversorgungsschnittstelle haben).
Vorzugsweise nutzt die Datenschnittstelle ein anderes Kommunikationsmedium als die Stromversorgungsschnittstelle zur Leistungsbeschaltung. Das heißt, der Informationsaustausch über die Datenschnittstelle oder das Datennetzwerk nutzt (beispielsweise auf der physikalischen Ebene) nicht Leitungen der Leistungsbeschaltung (was beispielsweise durch Modulation bzw. Demodulation eines Datensignals über die Stromversorgungsschnittstelle möglich wäre), da die unterschiedliche Ausbreitung über die Datenschnittstelle (beispielsweise an alle potentiellen Beschaltungsteilnehmer) und über die Stromversorgungsschnittstelle (beispielsweise nur an alle Beschaltungsteilnehmer der jeweiligen Leistungsbeschaltung) die Feststellung Leistungsbeschaltung ermöglicht. Die Kennung kann eine (vorzugsweise unter allen potentiellen Beschaltungsteilneh- mern) eindeutige Bezeichnung und/oder Adresse (beispielsweise eine Adresse im Datennetzwerk) umfassen. Letztere Angaben können auch als identifizierende Daten des jeweiligen potentiellen Beschaltungsteilnehmers (beispielsweise der Energiequelle) bezeichnet werden. Alternativ oder ergänzend kann die Kennung klassifizierende Daten des jeweiligen potentiellen Beschaltungsteilnehmers (beispielsweise der Energiequelle) umfassen, beispielsweise zum maximal bereitgestellten Strom bei einer Energiequelle oder maximal entnommenen (bzw. aufgenommen) Strom bei einer Energiesenke.
Für den Installateur stellt es eine erhebliche Vereinfachung dar, wenn die zur Datenkommunikation ausgebildeten Beschaltungsteilnehmer, wie z.B. kommunikative Netzteile, USVen und intelligente Sicherungssysteme, nicht nur automatisch feststellen können, mit welchen anderen Beschaltungsteilnehmern im Netzwerk sie kommunizieren können, sondern wenn sie auch feststellen können, welche Energiequelle sie versorgt bzw. wen sie versorgen.
Das Ausgeben und/oder das Empfangen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle kann eine Modulation beziehungsweise Demodulation der Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle umfassen. Das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle kann eine zeitliche Modulation, z.B. eine periodische (beispielsweise harmonischen oder anharmonischen) Änderung, der Spannung umfassen.
Das Modulationssignal kann ein Rechtecksignal sein.
Eine Amplitude der Modulation (oder ein Bereich der Änderung der Spannung) kann 0,5 % bis 5%, beispielsweise 1 % oder 2%, der Nennspannung sein. Dadurch kann eine Stromversorgung durch die Energiequelle auch im Erkennungsmodus aufrechterhalten sein. Beispielsweise kann die Amplitude 0,33 V oder 0,5 V oder 1 ,0 V bei einer Nennspannung von 12 V oder 24 V oder 48 V sein.
Eine Frequenz der Modulation kann 1 Hz bis 100 Hz, beispielsweise 10 Hz, sein. Indem die Frequenz der Modulation von einer Frequenz der Nennspannung (0 Hz bei Gleichspannung oder beispielsweise 50 Hz oder 60 Hz bei Wechselspannung) verschieden ist, kann das Modulationssignal durch einen Frequenzfilter (beispielsweise einen Hochpass oder einen Tiefpass) erfasst werden. Das Überwachen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle kann ein Messen eines an der Stromversorgungsschnittstelle entnommenen Stroms umfassen. Optional ist eine Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle eine fallende Funktion des entnommenen Stroms ist.
Das Überwachen des Modulationssignals kann ein Überwachen einer periodischen (beispielsweise harmonischen oder anharmonischen) Änderung der Stromentnahme an der Stromversorgungsschnittstelle umfassen. Dadurch kann die Energiequelle feststellen, dass sie parallel zu einer weiteren Energiequelle (die gerade im Erkennungsmodus ist) geschaltet ist. Das heißt, die Energiequelle kann feststellen, dass die Energiequelle die fremde Erkennungsangabe von einer weiteren Energiequelle empfangen hat, welche parallel zur Energiequelle geschaltet ist.
Indem die Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle eine fallende Funktion des an der Stromversorgungsschnittstelle entnommenen Stroms sein kann, kann eine (beispielsweise kommunikationsfreie) Lastaufteilung zwischen den parallelgeschalteten Energiequellen ermöglicht sein. Während eine der parallelgeschalteten Energiequellen im Erkennungsmodus ist, kann für die jeweils (oder jede) andere parallelgeschaltete Energiequelle das Modulationssignal direkt als Modulation der Spannung oder indirekt als Modulation des entnommenen Stroms zu empfangen (d.h. zu erfassen oder zu messen) sein.
Die Steuereinheit der Energiequelle kann dazu ausgebildet sein, in Reaktion auf die fremde Erkennungsangabe, das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen. Alternativ oder ergänzend kann die eigene Erkennungsangabe dazu ausgebildet sein, jeden anderen potenziellen Beschaltungsteilnehmer zu veranlassen, das Modulationssignal der Energiequelle an seiner Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen.
Die Steuereinheit der Energiequelle kann dazu ausgebildet sein, in Reaktion auf die fremde Erkennungsangabe das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen. Alternativ oder ergänzend kann die eigene Erkennungsangabe dazu ausgebildet sein, jeden anderen potenziellen Beschaltungsteilnehmer zu veranlassen, das Modulationssignal der Energiequelle an seiner Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen. Die eigene und/oder fremde Erkennungsangabe kann eine Ankündigung des Erkennungsmodus umfassen oder implizieren. Alternativ oder ergänzend kann (beispielsweise gemäß einem genormten Kommunikationsprotokoll) die Erkennungsangabe mit Beginn oder während des Erkennungsmodus gesendet werden.
Das Senden oder das Empfangen der Erkennungsangabe kann einen Anfang des jeweiligen Erkennungsmodus angeben (z.B. bestimmen). Alternativ oder ergänzend kann jeder Erkennungsmodus nach einer vorbestimmten Dauer oder nach einer in der jeweiligen Erkennungsangabe angegebenen Dauer enden.
Indem der Erkennungsmodus zusammen mit der Kennung der Energiequelle angekündigt wird oder indem die Kennung der Energiequelle in zeitlichem Zusammenhang mit der Ausgabe des Modulationssignals gesendet wird, sind die Beschaltungsteilnehmer in der Lage, das empfangene Modulationssignal oder das Ausbleiben des Modulationssignals der Energiequelle zuzuordnen, beispielsweise für die Steuerung des Betriebs des Beschaltungsteilnehmer im Betriebsmodus und/oder um an die Energiequelle eine entsprechende Beschaltungsantwort zu senden in Reaktion auf die gesendete Erkennungsangabe als eine Beschaltungsanfrage.
Die eigene oder fremde Erkennungsangabe kann eine eigene beziehungsweise fremde Beschaltungsanfrage sein. Die Steuereinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, in Reaktion auf die gesendete eigene Beschaltungsanfrage, eine Beschaltungsantwort über die Datenschnittstelle zu empfangen von mindestens einem der potenziellen Beschaltungsteilnehmer, wobei die Beschaltungsantwort eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers umfasst und angibt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer das Modulationssignal empfangen hat oder nicht. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit ferner dazu ausgebildet sein, in Reaktion auf die empfangene fremde Beschaltungsanfrage eine Beschaltungsantwort über die Datenschnittstelle zu senden an mindestens einen oder alle der potenziellen Beschaltungsteilnehmer oder an den Beschaltungsteilnehmer der fremden Beschaltungsanfrage, wobei die Beschaltungsantwort eine Kennung der Energiequelle umfasst und angibt, ob die Energiequelle das Modulationssignal empfangen hat oder nicht.
Die Erkennungsangabe kann eine Beschaltungsanfrage sein. Der Informationsaustausch kann eine Beschaltungsantwort in Reaktion auf die Beschaltungsanfrage um- fassen. Wenn die empfangene Beschaltungsantwort angibt, dass das Modulationssignal der Energiequelle empfangen wurde, ist der betreffende Beschaltungsteilnehmer ein festgestellter Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle und/oder ist die Energiequelle ein festgestellter Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des betreffenden Beschaltungsteilnehmers. Wenn die gesendete Beschaltungsantwort angibt, dass das Modulationssignal des betreffenden Beschaltungsteilnehmers empfangen wurde, ist der betreffende Beschaltungsteilnehmer ein festgestellter Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle und/oder ist die Energiequelle ein festgestellter Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des betreffenden Beschaltungsteilnehmers.
Beispielsweise kann es für das Feststellen der Leistungsbeschaltungen zwischen allen potenziellen Beschaltungsteilnehmern genügen, dass nur die Energiequellen unter den potenziellen Beschaltungsteilnehmern den Erkennungsmodus (d.h. das Senden der Erkennungsangabe und das Ausgeben des Modulationssignals) ausführen, und alle anderen potenziellen Beschaltungsteilnehmer über das Datennetzwerk ihre Feststellungen aus den Erkennungsmodi der einen oder mehreren Energiequellen im Informationsaustausch (z.B. in Beschaltungsantworten) der oder den Energiequellen o- der allen potenziellen Beschaltungsteilnehmern mitteilen.
Die Steuereinheit kann ferner dazu ausgebildet sein die festgestellte Leistungsbeschaltung der Energiequelle zu speichern und/oder zu verarbeiten zum Betrieb der Energiequelle.
Beispielsweise kann eine USV, wenn sie festgestellt hat, dass sie Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung eines Netzteils als Energiequelle und eines Verbrauchers (beispielsweise einer Sicherung oder eines Sicherungsverteilers) als Energiesenke ist, den von der USV als Energiesenke entnommenen Ladestrom so steuern (beispielsweise begrenzen), dass ein vom Verbraucher in dessen Kennung angegebener Mindeststrom vom Netzteil laut dessen Kennung bereitgestellt wird nach Abzug des Ladestroms.
Die Energiequelle kann ferner eine lokale Benutzerschnittstelle zur Ausgabe eines Konfigurationszustands umfassen, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, an der lokalen Benutzerschnittstelle mindestens einen Konfigurationszustand auszugeben. Beispiele des Konfigurationszustands können sein: die Energiequelle ist im Er- kennungsmodus, die Energiequelle sendet die eigene Erkennungsangabe oder die eigene Beschaltungsanfrage, die Energiequelle gibt das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle der Energiequelle aus, die Energiequelle sendet die Beschaltungsantwort, ein potentieller Beschaltungsteilnehmer ist im Erkennungsmodus, die Energiequelle empfängt die fremde Erkennungsangabe oder die fremde Beschaltungsanfrage, die Energiequelle überwacht das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle der Energiequelle, und/oder die Energiequelle empfängt die Beschaltungsantwort.
Der Konfigurationszustand kann optisch und/oder akustisch ausgegeben werden, beispielsweise an einem Gehäuse der Energiequelle.
Die Energiequelle kann ein Netzteil oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) umfasst. Alternativ oder ergänzend können die potentiellen Beschaltungsteilnehmer mindestens eine zur Energiequelle parallelgeschaltete weitere Energiequelle umfassen, optional ein parallelgeschaltetes Netzteil oder eine parallelgeschaltete USV. Alternativ oder ergänzend können die potentiellen Beschaltungsteilnehmer mindestens eine Energiesenke umfassen, optional eine der Energiequelle nachgeschaltete USV, oder einen elektrischen Energiespeicher, oder ein Kopplungsmodul zur redundanten Kopplung der Energiequelle mit mindestens einer weiteren Energiequelle, oder eine Sicherung, oder einen Sicherungsverteiler, oder einen Verbraucher.
Die Energiequelle kann die Energiesenke mit elektrischer Energie versorgen, wenn die Energiequelle Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiesenke ist oder wenn die Energiesenke Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle ist.
Die Netzteile als Beschaltungsteilnehmer können Transformatornetzteile, Schaltnetzteile oder Kondensatornetzteile umfassen.
Die Leistungsbeschaltung kann dazu ausgebildet sein, kritische Lasten redundant zu versorgen. Beispielsweise können mehrere Netzteile parallelgeschaltet sein. Die Netzteile können eine fallende Spannungs-Strom-Kennlinie (fachsprachlich auch als "Voltage Droop" bezeichnet) aufweisen. Durch die Parallelschaltung von Netzteilen mit fallender Spannungs-Strom-Kennlinie kann eine kommunikationsfreie Lastaufteilung ermöglicht sein. Die einem Netzteil nachgelagerte USV kann parallel zum Netzteil geschaltet sein. Alternativ oder ergänzend kann die USV zwei hintereinandergeschaltete Wandler umfassen und dazu ausgebildet sein, eine Spannung und eine Frequenz unabhängig vom Netz bereitzustellen; oder die USV kann einen bidirektionalen Wechselrichter umfassen und dazu ausgebildet sein, eine Spannung unabhängig vom Netz und eine Frequenz abhängig vom Netz bereitzustellen; oder die USV kann einen ausgangsseitigen Umschalter umfassen und dazu ausgebildet sein, eine Spannung und Frequenz abhängig vom Netz bereitzustellen.
Die USV kann eine Stromversorgung zeitlich begrenzt sicherstellen. Dies wird fachsprachlich auch als "gepuffert" bezeichnet.
Die Sicherung als Beschaltungsteilnehmer kann ein Sicherungsverteiler sein, der leistungsseitig mehrere Ausgänge (auch: Kanäle) umfasst, die jeweils für sich abgesichert sind und/oder im Überlastfall nach einer untereinander vorbestimmten Rangordnung abgeschaltet werden.
Der elektrische Energiespeicher kann eine oder mehrere elektrochemische Sekundärzellen umfassen zur Speicherung der elektrischen Energie. Der elektrische Energiespeicher kann Teil der USV sein oder über eine Leistungsbeschaltung mit der USV leistungsseitig verbunden sein. In letzterem Fall kann die USV (neben den Merkmalen einer Energiequelle und einer Energiesenke) im Wesentlichen eine Ladeeinheit umfassen.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine Energiesenke zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern. Die Energiesenke umfasst eine Stromversorgungsschnittstelle, eine Datenschnittstelle und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, eine eigene Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle an potenzielle Beschaltungsteilnehmer zu senden, wobei die eigene Erkennungsangabe eine Kennung der Energiesenke umfasst und einen Erkennungsmodus der Energiesenke angibt. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, während des Erkennungsmodus der Energiesenke ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle auszugeben, womit jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer abhängig davon, ob das Modulationssignal der Energiesenke empfangen wird, festzustellen vermag, ob die Energiesenke ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers ist. Alternativ oder ergänzend ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine fremde Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle von potenziellen Beschaltungsteilnehmern zu empfangen, wobei die fremde Erkennungsangabe eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers umfasst und einen Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers angibt. Die Steuereinheit ist ferner dazu ausgebildet, während des Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen, wobei die Energiesenke abhängig davon, ob das Modulationssignal des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers empfangen wird, feststellt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiesenke ist.
Alle hierin genannten Merkmale der Energiequelle können gleich oder entsprechend für die Energiesenke realisierbar sein. Beispielsweise kann jede im Kontext der Energiequelle oder des ersten Aspekts offenbarte Wirkung (beispielsweise Vorteile) oder Ausgestaltung (beispielsweise Merkmale und/oder Funktionen) der Energiequelle, der Energiesenke, der Erkennungsangabe, der Beschaltungsanfrage, der Beschaltungsantwort, des Modulationssignals, der Stromversorgungsschnittstelle, der Datenschnittstelle, des Datennetzwerks, und/oder der Steuereinheit gleich oder entsprechend für die Energiesenke gelten.
Zum Beispiel kann die Stromversorgungsschnittstelle der Energiesenke ein (beispielsweise eingangsseitiger) Stromversorgungsanschluss sein.
Das Überwachen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle kann ein Messen einer Modulation der Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle und/oder eine Demodulation (beispielsweise eine Fourier-Transformation des gemessenen zeitlichen Verlaufs der Spannung) umfasst.
Die potentiellen Beschaltungsteilnehmer können mindestens eine Energiequelle der Energiesenke umfassen, beispielsweise ein Netzteil oder eine USV. Alternativ oder ergänzend können die potentiellen Beschaltungsteilnehmer mindestens eine zur Energiesenke parallelgeschaltete weitere Energiesenke umfassen, beispielsweise eine parallelgeschaltete Sicherung oder einen parallelgeschalteten Verbraucher. Alternativ o- der ergänzend kann die Energiesenke eine USV, oder einen elektrischen Energiespeicher, oder ein Kopplungsmodul zur redundanten Kopplung von mindestens zwei Energiequellen, oder eine Sicherung, oder einen Sicherungsverteiler, oder einen Verbraucher umfasst. Die Energiesenke kann eine Eingangsseite der USV, oder eine Eingangsseite des elektrischen Energiespeichers, oder eine Eingangsseite des Kopplungsmoduls, oder eine Eingangsseite der Sicherung oder des Sicherungsverteilers umfassen. Alternativ oder ergänzend kann eine Ausgangsseite der USV, oder des elektrischen Energiespeicher, oder des Kopplungsmoduls, oder der Sicherung, oder des Sicherungsverteilers ein Ausführungsbeispiel der Energiequelle sein. D.h. eine oder jede dieser Vorrichtungen kann Merkmale der Energiequelle und der Energiesenke kombinieren (beispielsweise vereinigen), optional wobei die Stromversorgungsschnittstelle der Energiesenke ein Leistungseingang der Vorrichtung ist und die Stromversorgungsschnittstelle der Energiequelle ein Leistungsausgang der Vorrichtung ist. Alternativ oder ergänzend können die Funktion der Steuereinheit der Energiequelle und die Funktion der Steuereinheit der Energiesenke in einer Steuereinheit der Vorrichtung implementiert sein.
Der elektrische Energiespeicher kann eine oder mehrere elektrochemische Sekundärzellen umfassen zur Speicherung der elektrischen Energie. Der elektrische Energiespeicher kann Teil der USV sein. Alternativ oder ergänzend kann der Energiespeicher über eine Leistungsbeschaltung mit der USV leistungsseitig und/oder über eine Datenschnittstelle mit der USV kommunikativ verbunden sein.
Die Energiesenke kann ferner ein jedes Merkmal des ersten Aspekts oder ein dementsprechendes Merkmal umfassen.
In jedem Ausführungsbeispiel kann bei jedem Aspekt (d.h. bei der Energiequelle und/oder der Energiesenke) die Steuereinheit die Dauer, die Spannung und/oder die Frequenz des Modulationssignals steuern oder vorgeben.
Alternativ oder ergänzend kann die Datenschnittstelle über eine drahtgebundene Verbindung und/oder eine drahtlose Verbindung mit anderen Datenschnittstelle in Verbindung stehen (d.h. kommunikativ verbunden sein), optional zum Informationsaustausch der Erkennungsangabe, der Beschaltungsanfrage, und/oder der Beschaltungsantwort. D.h. das Datennetzwerk kann ein leitungsgebundenes Datennetzwerk oder ein drahtloses Datennetzwerk (beispielsweise ein Funknetzwerk) sein.
Das Datennetzwerk kann auch als Datennetz bezeichnet werden. Das Datennetzwerk kann ein Datenbus sein oder paarweise Einzelverbindungen zwischen den potentiellen Beschaltungsteilnehmern umfassen oder eine verkettete Verbindung (fachsprachlich Daisy Chain) umfassen. Alternativ oder ergänzend kann das Datennetzwerk ein Ethernet oder ein lokaler Gerätebus (fachsprachlich: "Local Device Bus" oder LDB) oder (beispielsweise serieller) Feldbus (beispielsweise ein "Controller Area Network Bus" oder CAN-Bus) sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Stromversorgungsschnittstelle eines oder jedes potentiellen Beschaltungsteilnehmers (d.h. der Energiesenke oder der Energiequelle) mit mindestens einer Stromversorgungsschnittstelle eines anderen potentiellen Beschaltungsteilnehmers (d.h. einer anderen Energiesenke oder Energiequelle) elektrisch leitend verbunden (kurz: elektrisch verbunden oder verbunden) sein, wodurch diese potentiellen Beschaltungsteilnehmer zu Beschaltungsteilnehmer derselben Leistungsbeschaltung werden. Beispielsweise kann die Stromversorgungsschnittstelle einer Energiequelle mit der Stromversorgungsschnittstelle einer Energiesenke verbunden sein. Optional kann die Stromversorgungsschnittstelle einer Energiequelle mit der Stromversorgungsschnittstelle einer weiteren Energiequelle parallelgeschaltet sein.
Ein dritter Aspekt betrifft ein Kopplungsmodul zur Entkopplung von mindestens zwei elektrischen Energiequellen zur redundanten Stromversorgung einer elektrischen Energiesenke. Das Kopplungsmodul umfasst mindesten zwei eingangsseitige Stromversorgungsschnittstellen zum Anschluss der mindestens zwei elektrischen Energiequellen, beispielsweise gemäß dem ersten Aspekt. Das Kopplungsmodul umfasst ferner eine ausgangsseitige Stromversorgungsschnittstelle zum Anschluss der elektrischen Energiesenke gemäß dem zweiten Aspekt. Das Kopplungsmodul umfasst ferner eine Datenschnittstelle zum Empfangen der Erkennungsangabe eines potentiellen Beschaltungsteilnehmers, optional von einer der elektrischen Energiequellen. Das Kopplungsmodul umfasst ferner eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf die empfangene Erkennungsangabe die Entkopplung für die Dauer des Erkennungsmodus zu deaktivieren zur Weiterleitung des Modulationssignals.
Die Stromversorgungsschnittstellen des Kopplungsmoduls können zur kurzschlussfesten Entkopplung ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann jede der eingangsseitigen Stromversorgungsschnittstellen über eine Entkopplungsdiode oder eine Stromregelung (beispielsweise mittels eines Feldeffekt-Transistors) mit der ausgangsseitige Stromversorgungsschnittstelle elektrisch leitend verbunden sein, beispiels- weise derart, dass bei einem Kurzschluss an einer der eingangsseitigen Stromversorgungsschnittstellen die mindestens eine andere eingangsseitige Stromversorgungsschnittstelle und die ausgangsseitige Stromversorgungsschnittstelle nicht kurzgeschlossen sind.
Das Deaktivieren der Entkopplung kann ein Überbrücken der Entkopplungsdiode oder der Stromregelung oder ein Parallelschalten der Stromversorgungsschnittstellen umfassen.
Das Kopplungsmodul kann auch als Redundanzmodul oder Modul zur leistungsseitigen Oder-Verknüpfung (fachsprachlich "OR-ing") bezeichnet werden.
Ein vierter Aspekt betrifft ein System potentieller Beschaltungsteilnehmer. Das System umfasst eine oder mehrere Energiequellen gemäß dem ersten Aspekt als Teil der potentiellen Beschaltungsteilnehmer. Das System umfasst ferner eine oder mehrere Energiesenken gemäß dem zweiten Aspekt als Teil der potentiellen Beschaltungsteilnehmer. Das System umfasst ferner mindestens eine Leistungsbeschaltung zwischen der Stromversorgungsschnittstelle mindestens einer der Energiequellen und der Stromversorgungsschnittstelle mindestens einer der Energiesenken. Das System umfasst ferner ein Datennetzwerk zwischen den Datenschnittstellen aller potentiellen Beschaltungsteilnehmer.
Optional kann das System mindestens ein Kopplungsmodul umfassen, das zwischen den mindestens zwei Energiequellen und der (gemäß der Leistungsbeschaltung zugehörigen) Energiesenke geschaltet ist.
Das System kann dazu ausgebildet sein, zwischen dem Erkennungsmodus oder einer Folge von Erkennungsmodi und einem Betriebsmodus umzuschalten. Alternativ oder ergänzend können die Energiequellen in einer Abfolge von Erkennungsmodi (d.h. sequentiell) in den Erkennungsmodus umschalten.
Das System kann (beispielsweise beim Einschalten) mit dem Erkennungsmodus oder der Folge von Erkennungsmodi beginnen und nach dem Erkennungsmodus oder der Folge von Erkennungsmodi in den Betriebsmodus umschalten. Alternativ oder ergänzend kann der Erkennungsmodus oder die Folge von Erkennungsmodi zu einer Wartung oder Prüfung des Systems manuell oder nach einem vorbestimmten Wartungsintervall ausgeführt werden. Hierbei kann in den Erkennungsmodus umzuschalten bedeuten, dass die eigene Erkennungsangabe gesendet wird und/oder das Modulationssignal an der eigenen Stromversorgungsschnittstelle ausgegeben wird.
Das System kann ferner eine lokale Systembenutzerschnittstelle zur Ausgabe eines Systemzustands umfassen. Die Steuereinheiten der Energiequellen (oder eine Systemsteuerung des Systems) können dazu ausgebildet sein, an der lokalen Systembenutzerschnittstelle mindestens einen Systemzustande auszugeben. Beispiele des Systemzustand umfassen: mindestens eine der Energiequellen ist im Erkennungsmodus, welche der Energiequellen im Erkennungsmodus ist, und alle Energiequellen oder alle potentiellen Beschaltungsteilnehmer sind im Betriebsmodus.
Die Steuereinheiten der Energiequellen können über das Datennetzwerk die Ausgabe an der Systembenutzerschnittstelle steuern.
Die Energiequellen können nach einer vorbestimmten Reihenfolge sequentiell in den Erkennungsmodus umschalten. Die Reihenfolge kann beispielsweise einer vorbestimmten Priorität, einer räumlichen Anordnung (beispielsweise entlang einer Tragschiene), und/oder gemäß einer Reihenfolge der Kennungen der Energiequellen sein.
Jede Steuereinheiten der Energiequellen kann dazu ausgebildet sein, wenn keine fremde Erkennungsangabe empfangen wurde oder nach Ablauf der Dauer des Erkennungsmodus eines anderen potentiellen Beschaltungsteilnehmers, nach einer zufälligen Zeit in den Erkennungsmodus umzuschalten zum Senden der eigene Erkennungsangabe und zur Ausgabe des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle.
Indem jede Steuereinheit eine zufällige Zeit wartet nachdem im Datennetzwerk kein Erkennungsmodus aktiv ist, kann eine Kollision der Erkennungsmodi verschiedener Energiequellen (beispielsweise eine Kollision der Erkennungsangabe und/oder der Modulationssignale) verhindert werden, sofern nicht zwei Energiequellen die gleiche zufällige Zeit ziehen.
Jede Energiequelle kann (beispielsweise aufgrund der sequentiellen Erkennungsmodi) dasselbe Modulationssignal nutzen. Alternativ oder ergänzend können mehrere oder alle Energiequellen gleichzeitig in den Modulationsmodus nutzen, wobei die Modulationssignale verschiedener Energiequellen verschieden sind, beispielsweise orthogonale Sequenzen (z.B. Walsh-Codes) umfassen. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Energiequelle zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potentiellen Beschaltungsteilnehmern gemäß einer ersten Ausführungsform eines ersten Aspekts;
Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung einer Energiesenke zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potentiellen Beschaltungsteilnehmern gemäß einer ersten Ausführungsform eines zweiten Aspekts;
Fig. 3 eine schematische Blockdarstellung eines Systems potentieller Beschaltungsteilnehmer gemäß einer ersten Ausführungsform eines dritten Aspekts;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit zwei parallelgeschalteten Energiequellen und einer Energiesenke gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit einer Energiequelle, einer nachgeschalteten USV nebst Energiespeicher, und einer Energiesenke gemäß einer dritten Ausführungsform;
Fig. 6 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit einer Energiequelle, einer als Energiequelle und Energiesenke fungierende USV nebst Energiespeicher, und einer Energiesenke gemäß einer ersten Variante der dritten Ausführungsform;
Fig. 7 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit zwei Energiequellen, einem im Erkennungsmodus deaktivierten Kopplungsmodul, und einer Energiesenke gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig. 8 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit zwei Energiequellen, einem als Energiequelle und Energiesenke fungierenden Kopplungsmodul, und einer Energiesenke gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform; Fig. 9 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit einem Netzteil als Energiequelle, einem als Energiequelle und Energiesenke fungierenden Energiespeicher, einer Sicherung als Energiesenke, und einer USV, welche Energiesenke des Netzteils, Energiequelle und -senke des Energiespeichers und Energiequelle des Verbrauchers ist, gemäß einer zweiten Variante der dritten Ausführungsform;
Fig. 10 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit einem Netzteil als Energiequelle, einem als Energiequelle und Energiesenke fungierenden Energiespeicher, einer Sicherung als Energiesenke, und einer USV, welche Energiesenke des Netzteils, Energiequelle und -senke des Energiespeichers und Energiequelle des Verbrauchers ist, gemäß einer dritten Variante der dritten Ausführungsform; und
Fig. 11 ein schematisches Blockschaltbild des Systems mit Energiequellen und Energiesenken als Beschaltungsteilnehmer einer ersten und einer zweiten Leistungsbeschaltung einer fünften Ausführungsform.
Hierin werden Ausführungsbeispiele der Aspekte und einzelne Merkmale teilweise mit erweiterten Bezugszeichen bezeichnet, an die ein Buchstabe oder ein Hochkomma angefügt ist, um funktionale Gruppen zusammenhängend oder übersichtlicher darzustellen und zu beschreiben. Dabei ist ein erweitertes Bezugszeichen der Form XYZa (beispielsweise 302a) oder XYZ' (beispielsweise 302') ein Beispiel für ein allgemein mit Bezugszeichen XYZ (beispielsweise 302) bezeichnetes Merkmal. Ferner sind in verschiedenen Ausführungsformen gezeigte oder beschriebene Merkmale mit gleichen oder erweiterten Bezugszeichen austauschbar.
Elektrische Vorrichtungen, die über Datenschnittstellen miteinander kommunizieren können und/oder leistungsseitig elektrisch leitend verbunden oder verbindbar sind werden als potenziellen Beschaltungsteilnehmer bezeichnet. Beispiele der Datenschnittstellen sind nachstehend ab Fig. 1 bzw. 2 mit Bezugszeichen 104, 204 und 254 gezeigt und beschrieben. Beispiele eines entsprechenden Datennetzwerks sind nachstehend ab Fig. 3 mit Bezugszeichen 304 gezeigt und beschrieben.
Elektrische Vorrichtungen, welche durch eine Leistungsbeschaltung leistungsseitig elektrisch leitend verbunden sind werden als Beschaltungsteilnehmer der jeweiligen Leistungsbeschaltung bezeichnet. Beispiele der Leistungsbeschaltung bzw. mehrerer Leistungsbeschaltungen sind nachstehend ab Fig. 3 mit Bezugszeichen 302 gezeigt und beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten elektrischen Energiequelle (kurz: Energiequelle) zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung (beispielsweise unter mehreren Leistungsbeschaltungen) zwischen potentiellen Beschaltungsteilnehmern gemäß einer ersten Ausführungsform des ersten Aspekts. Die Energiequelle 100 ist ein Beispiel oder ein Bestandteil eines potentiellen Beschaltungsteilnehmers.
Die Energiequelle 100 umfasst eine Stromversorgungsschnittstelle 102, beispielsweise zur elektrisch leitenden Verbindung der Energiequelle 100 mit der Leistungsbeschaltung 302 (beispielsweise einem lokalen Stromnetz). Ferner umfasst die Energiequelle 100 eine Datenschnittstelle 104 zum Informationsaustausch zwischen potentiellen Beschaltungsteilnehmern, beispielsweise zur Datenverbindung der Energiequelle 100 mit einem Datennetzwerk 304. Optional umfasst die Energiequelle 100 eine lokale Benutzerschnittstelle 108, die einen Konfigurationszustand der Energiequelle 100 vor Ort und/oder mit Bezug zur jeweiligen Energiequelle 100 angibt.
Ferner umfasst die Energiequelle 100 eine Steuereinheit 106. Die Steuereinheit 106 kann die Stromversorgungsschnittstelle 102, die Datenschnittstelle 104, und gegebenenfalls eine lokale Benutzerschnittstelle 108 steuern. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 106 zum Ausgeben und/oder Überwachen des Modulationssignals einen Modulator bzw. Demodulator steuern oder umfassen, der an der Stromversorgungsschnittstelle 102 angeschlossen ist. Die Steuereinheit 106 ist mit der Datenschnittstelle 104 zu Kommunikation verbunden.
Die Energiequelle 100 kann ein ausgangsseitiger Funktionsteil eines (potentiellen) Beschaltungsteilnehmers sein. Die Energiequelle oder der (potentielle) Beschaltungsteilnehmer kann ein Netzteil, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), ein elektrischer Energiespeicher, oder ein Kopplungsmodul sein.
Die Steuereinheit 106 der Energiequelle 100 kann zwischen einem Erkennungsmodus (der auch als Modulationsmodus bezeichnet werden kann) und einem Betriebsmodus der Energiequelle 100 umschalten. Im Betriebsmodus gibt die Energiequelle an der Stromversorgungsschnittstelle 102 eine vorbestimmte Betriebsspannung aus. Im Modulationsmodus gibt die Energiequelle 100 ein Modulationssignal über die Stromversorgungsschnittstelle 102 aus, indem das Modulationssignal auf die Betriebsspannung moduliert wird. Dabei ist eine Amplitude des Modulationssignals klein (beispielsweise weniger als 5%) gegenüber einer Amplitude oder einer Gleichspannung der Betriebsspannung.
Beispielsweise ändert die Energiequelle 100 im Erkennungsmodus ihre Ausgangsspannung (z. B. um +/- 0,5 V bei z. B. 1 Hz) für eine bestimmte Zeit (z. B. 10, 20, oder 30 Sekunden oder länger) in einem kleinen, aber zuverlässig messbaren Bereich. Zuvor oder während der Ausgabe des Modulationssignals identifiziert sich die Energiequelle 100 über die Datenschnittstelle 104, indem eine Erkennungsangabe gesendet wird. Die Erkennungsangabe ist ein Identifikationssignal mit einer Kennung (fachsprachlich: "Identity" oder "Identifier", kurz: ID) der Energiequelle 100. Ferner gibt die Erkennungsangabe (beispielswiese explizit oder implizit) den Erkennungsmodus der Energiequelle 100 an.
Alternativ oder ergänzend überwacht die Steuereinheit 106 der Energiequelle 100 das Vorhandensein eines Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle 102 (d.h. am Ausgang im Fall der Energiequelle 100 oder entsprechend am Eingang im Fall einer Energiesenke), wenn ein anderer potentieller Beschaltungsteilnehmer (beispielsweise eine andere Energiequelle 100) durch seine Erkennungsangebe angibt, im Erkennungsmodus zu sein. Wird das Modulationssignal des anderen Beschaltungsteilnehmers empfangen (d.h. wird das Modulationssignal erkannt), stellt die Energiequelle 100 fest, dass der andere potentielle Beschaltungsteilnehmers ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle 100 ist. Optional antwortet die Energiequelle 100 daraufhin dem oder den anderen Beschaltungsteilnehmern, z.B. den anderen Energiequellen 100. Diese Beschaltungsantwort gibt die Kennung der Energiequelle 100 an und berichtet den Empfang (oder Nichtempfang) des Modulationssignals.
Vorrichtungen (wie beispielsweise eine USV), welche die Funktion einer Energiequelle und einer Energiesenke in sich vereinen, können eine Steuereinheit und eine Datenschnittstelle für beide Funktionen nutzen. Alternativ oder ergänzend ist auch die Kennung dieser Funktionen in derselben Vorrichtung einheitlich. Die Steuereinheit 106 verarbeitet empfangene Modulationssignale und Kennungen. Die Steuereinheit 106 kann die empfangenen und verarbeiteten Informationen, insbesondere hinsichtlich der Leistungsbeschaltung, speichern und/oder den eigenen Betrieb davon abhängig steuern.
Die Steuereinheit 106 ist in der Lage, das lokale Schnittstellenmodul 108 zu steuern, um den Konfigurationszustand (beispielsweise den Betriebsmodus oder den Erkennungsmodus) und/oder das Ergebnis des Erkennungsmodus auf der Grundlage der verarbeiteten Informationen nach Abschluss des Modulationsmodus anzuzeigen (z. B. durch LED-Leuchten oder einen Bildschirm). Nach Beendigung des Erkennungsmodus versetzt die Steuereinheit 106 die Energiequelle 100 in den normalen Betriebsmodus.
Die Steuereinheit 106 kann den Erkennungsmodus nach dem Einschalten und/oder in vorbestimmten Zeitabständen oder bei besonderen Ereignissen wiederholen. Beispiele für solche Ereignisse sind z. B. ein Ausfall eines anderen Beschaltungsteilnehmers (d.h. einer anderen Netzkomponente, z. B. einer anderen Energiequelle) oder ein Hinzufügen eines anderen Beschaltungsteilnehmers (d.h. einer neuen Netzkomponente). Der Ausfall kann durch eine Fehlermeldung über das Datennetzwerk von dem betroffenen potentiellen Beschaltungsteilnehmer empfangen werden. Beim Hinzufügen kann durch eine fremde Erkennungsangabe des hinzugefügten potentiellen Beschaltungsteilnehmers an der Datenschnittstelle 104 empfangen werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt zeigt Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer allgemein mit Bezugszeichen 200 bezeichneten Energiesenke zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern.
Die Energiesenke 200 umfasst eine Stromversorgungsschnittstelle 202, eine Datenschnittstelle 204 und eine Steuereinheit 206. Optional umfasst die Energiesenke 200 ferner eine lokale Benutzerschnittstelle 208. Diese Merkmale können gleich oder entsprechend der Beschreibung der Energiequelle 100 ausgebildet sein. Während die Stromversorgungsschnittstelle 102 der Energiequelle 100 elektrische Leistung abgibt über die Leistungsbeschaltung 302, nimmt die Energiesenke 200 an der Stromversorgungsschnittstelle 202 elektrische Leistung auf. Beispielsweise kann die Steuereinheit 206 die Stromversorgungsschnittstelle 202, die Datenschnittstelle 204, und die lokale Benutzerschnittstelle 208 steuern. Alternativ oder ergänzend weist die Energiesenke 200 eine Stromversorgungsschnittstelle 202 zum elektrisch leitenden Verbindung der Energiesenke 200 mit der Leistungsbeschaltung 302 (beispielsweise einem lokalen Stromnetz) auf. Ferner umfasst die Energiesenke 200 eine Datenschnittstelle 204 zur kommunikativen Verbindung der Energiesenke 200 mit einem Datennetz 304. Ferner umfasst die Energiesenke 200 eine Steuereinheit 206, die mit der Stromversorgungsschnittstelle 202 und der Datenschnittstelle 204 verbunden ist.
Die Energiesenke 200 kann eingangsseitiger Bestandteil eines Beschaltungsteilnehmers (d.h. einer Netzkomponente) sein, beispielsweise eines Kopplungsmoduls, einer USV, einer Sicherung oder eines Sicherungsverteilers.
Die Steuereinheit 206 kann im Erkennungsmodus eines anderen potentiellen Beschaltungsteilnehmers (beispielsweise einer Energiequelle 100) die Stromversorgungsschnittstelle 202 hinsichtlich des Modulationssignals überwachen. Empfängt die Energiesenke 200 ein Modulationssignal über die Stromversorgungsschnittstelle 202, ordnet sie dieses der über die Datenschnittstelle 204 empfangenen fremden Erkennungsangabe zu. Damit stellt die Energiesenke 200 fest, dass der andere potentiellen Beschaltungsteilnehmers ein Beschaltungsteilnehmer seiner Leistungsbeschaltung ist.
Die Steuereinheit 206 verarbeitet empfangene Modulationssignale und zugehörigen Erkennungsangaben. Die Steuereinheit 206 kann die empfangenen und verarbeiteten Informationen speichern und/oder zum eigenen Betrieb nutzen.
Die Fig. 3 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Systems potentieller Beschaltungsteilnehmer 100, 200 gemäß einer ersten Ausführungsform des dritten Aspekts. Das System ist allgemein mit dem Bezugszeichen 300 bezeichnet. Da die Beschaltungsteilnehmer 100, 200 zur Kommunikation über ihre jeweiligen Datenschnittstellen 104, 204 in Verbindung stehen, kann das System 300 auch als kommunikatives System bezeichnet werden.
Das System 300 umfasst eine oder mehrere Energiequellen 100 gemäß dem ersten Aspekt und eine oder mehrere Energiesenken gemäß dem zweiten Aspekt. Ferner umfasst das System mindestens eine Leistungsbeschaltung (d.h. eine zusammenhängende elektrische Beschaltung) zwischen der Stromversorgungsschnittstelle 102 mindestens einer der Energiequellen 100 und der Stromversorgungsschnittstelle 202 mindestens einer der Energiesenken 200. Ferner umfasst das System 300 ein Datennetzwerk 304 zwischen den Datenschnittstellen 104, 204 aller potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200.
Hierin bedeutet eine schwarze Linie einer Leistungsbeschaltung 304 (beispielsweise jeder der folgenden Leistungsbeschaltungen 304a, 304b, 304c) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Stromversorgungsschnittstellen 102 und 202 (beispielsweise den Stromversorgungsschnittstellen 102a, 102b, 102c, 202a, 202b, 202c). In jedem Ausführungsbeispiel können im Fall einer Gleichstromversorgung jeweils Pluspol und Minuspol der Stromversorgungsschnittstellen 102 und 202 aller Beschaltungsteilnehmer 100 und 200 der jeweiligen Leistungsbeschaltung miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Im Fall einer Wechselstromversorgung oder Drehstromversorgung kann jeweils jede Phase und der Nullleiter der Stromversorgungsschnittstellen 102 und 202 aller Beschaltungsteilnehmer 100 und 200 der jeweiligen Leistungsbeschaltung miteinander elektrisch leitend verbunden sein.
Optional kann das System 300 mindestens ein allgemein mit dem Bezugszeichen 250 bezeichnetes Kopplungsmodul umfassen zur redundanten Kopplung von zwei oder mehr Energiequellen 100 an einen oder mehr Energiesenken 200. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kopplungsmoduls 250.
Nach der leistungsseitigen Verdrahtung (d.h. der oder den Leistungsbeschaltung 302) und der kommunikativen Verdrahtung (d.h. dem Datennetzwerk 304) der potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200, 250 untereinander zur Datenkommunikation (beispielsweise in einem Schaltschrank) und dem Einschalten einer Leistungsversorgung des Systems 300 (beispielsweise dem Einschalten der Schrankversorgung) identifizieren sich die Beschaltungsteilnehmer als logische Einheiten (beispielsweise als Netzwerkknoten oder Busteilnehmer) untereinander über das Datennetzwerk 304.
Das Datennetzwerk 304 kann durch einen Datenbus realisiert sein, beispielsweise eine sogenannte Daisy Chain oder einen CAN-Bus. Alternativ oder ergänzend kann Datennetzwerk 304 (d.h. die Kommunikationsverbindung) zwischen den Beschal- tungsteilnehmern 100, 200, 250 eine Kommunikation unter Gleichen sein, die fachsprachlich auch als Peer-to-Peer-Kommunikationsverbindung oder horizontale Kommunikationsverbindung bezeichnet werden kann.
Sind mehrere Energiequellen 100 (beispielsweise Netzteile oder andere elektrische Energiequellen mit einstellbaren Ausgangsspannungen) im System 300 vorhanden, so begeben sich diese Beschaltungsteilnehmer nacheinander in einen Erkennungsmodus (der auch als Identifizierungsmodus bezeichnet werden kann). Dabei ändert ein Beschaltungsteilnehmer nach dem anderen für eine vorbestimmte (beispielsweise konfigurierte oder durch einen technischen Standard spezifizierte) Zeit seine Ausgangsspannung in einem relativ kleinen aber gut messbaren Bereich. Diese Änderung der Ausgangsspannung wird als Modulation bezeichnet und stellt eine Realisierung des Modulationssignals dar. Der Bereich der Änderung der Ausgangsspannung kann auch als Amplitude des Modulationssignals bezeichnet werden.
In jeder Ausführungsform kann zur Ausgabe des Modulationssignals die Ausgangsspannung an der Stromversorgungsschnittstelle 102 über eine Dauer des Erkennungsmodus von beispielsweise 30 Sekunden um eine Amplitude von beispielsweise +/-0,5 V in einem Takt von beispielsweise 1 Hz geändert werden. Alternativ oder ergänzend kann das Modulationssignal eine Sinus-Schwingung, eine Dreieckschwingung, eine Sägezahnschwingung oder eine Rechteckschwingung einer Spannung (d.h. Rechteckspannung, etc.) sein, welche einer regulären Versorgungsspannung überlagert ist. Die reguläre Versorgungsspannung kann der Ausgangsspannung entsprechen, die außerhalb des Erkennungsmodus an der Stromversorgungsschnittstelle der Energiequelle anliegt.
Indem die Amplitude des Modulationssignals klein gegenüber regulären Versorgungsspannung ist, kann die Energiequelle die Funktion der Stromversorgung auch im Erkennungsmodus erfüllen.
Die reguläre Versorgungsspannung im Betriebsmodus kann eine Gleichspannung sein, beispielsweise 24 V oder 48 V. Alternativ kann die Versorgungsspannung einer Wechselspannung eines Niederspannungsnetzes (beispielsweise mit einem Effektivwert von 230 V und einer Frequenz von 50 Hz) entsprechen.
Fig. 4 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform des Systems 300 mit zwei parallelgeschalteten Energiequellen 100 und 100' und einer Energiesenke 200. Hierin sind Netzteile als Energiequellen 100 mit weißer Flächen dargestellt und Sicherungen oder Sicherungsverteiler als Energiesenken 200 sind mit diagonal schraffierten Flächen dargestellt.
Die Energiequellen 100 und 100' sind ausgangsseitig (z.B. sekundärseitig) parallelgeschaltet. Ist eine der Energiequellen 100 oder 100' im Erkennungsmodus, so schwankt aufgrund des Lastverteilung (d.h. des Lastausgleichs) der Ausgangsstrom der Energiequelle, die nicht selbst im Erkennungsmodus ist, im selben Takt wie das Modulationssignal. D.h. die Stromschwankung ist ein Beispiel für das Empfangen des Modulationssignals im Fall einer Parallelschaltung.
Optional kann (beispielsweise alternativ zur Parallelschaltung zweier Energiequellen 100) ein allgemein mit Bezugszeichen 250 bezeichnetes Kopplungsmodul (mit eigener Datenschnittstelle 254) redundante Energiequellen 100 zusammenschalten, z.B. um die Redundanz für den Fall eines Kurzschluss in einer der Energiequellen zu ermöglichen.
Über die Datenschnittstelle 104, 204, 254 und optional über eine Benutzerschnittstelle 108, 208 (beispielsweise Signalleuchten mit LEDs am jeweiligen Beschaltungsteilnehmer 100, 200, 250) signalisiert der entsprechende Beschaltungsteilnehmer 100, 200, 250 den Erkennungsmodus und/oder eine dem Erkennungsmodus nachgelagerte Kommunikation (beispielsweise das Senden der Beschaltungsantwort) der Ergebnisse eines oder mehrerer Erkennungsmodi.
Fig. 5 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform des Systems 300 mit einer Energiequelle 100a und einer nachgelagerte USV 200a als Energiesenke aus Sicht der Energiequelle 100a, und einem Sicherungsverteiler als einer Energiesenke 200b. Hierin ist das Netzteil als Energiequellen 100a mit weißer Flächen dargestellt, die USV 200a mit karierter Fläche dargestellt, und der Sicherungsverteiler 200b als Energiesenken 200 ist mit diagonal schraffierten Flächen dargestellt.
Ein Energiespeicher 201 kann ohne Datenschnittstelle extern an die USV angeschlossen sein, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, oder als Beschaltungsteilnehmer mit Datenschnittstelle und Steuereinheit ausgebildet sein.
Die USV 200a kann als passive USV im Regelbetrieb (wenn also die Energiequelle 100a nicht ausgefallen ist) die Leistungsbeschaltung 302a und damit das von der Energiequelle ausgegebene Modulationssignal an die Energiesenke 200b durchleiten.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Variante der dritten Ausführungsform, bei welcher die USV die Funktion einer Energiesenke 200a (bezüglich der Leistungsbeschaltung mit der Energiequelle 100a) und die Funktion einer Energiequellen 100b (bezüglich der Leistungsbeschaltung mit der Energiesenke 200b) in sich vereint. Dies kann vorteilhaft sein für eine USV mit Doppelwandler, d.h. bei welcher im Ausfalls der Energiequelle 100a der Leistungspfad nicht umgeschaltet werden muss, weil auch im Regelbetrieb die Leistung durch den Wandler des Energiespeicher fließt. Dies kann jedoch einer Weiterleitung des Modulationssignals aus der Leistungsbeschaltung 302a an der ausgangsseitigen Stromversorgungsschnittstelle 102b verhindern. Stattdessen sendet die USV als Beschaltungsteilnehmer mit der Doppelfunktion 100b und 200a eine eigene Erkennungsangabe und gibt ein Modulationssignal im Erkennungsmodus der USV an der ausgangsseitigen Stromversorgungsschnittstelle 102b aus.
Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Systems 300 mit einem eventuell (beispielsweise sekundärseitig eines oder mehrerer Netzteile als Energiequellen 100 und 100') vorhandene aktive Kopplungsmodul 250 (das auch als Redundanzmodul bezeichnet werden kann). Eine Regelfunktion des Kopplungsmoduls 250, d.h. die Entkopplung der eingangsseitigen Stromversorgungsschnittstellen 252, wird deaktiviert solange sich ein Beschaltungsteilnehmer (beispielsweise Netzteile 100 oder 100') im Datennetzwerk 304 noch im Erkennungsmodus befindet. Beispielsweise überbrückt die Steuerung 256 des Kopplungsmoduls 250 Entkopplungsdioden oder verbindet die eingangsseitigen Stromversorgungsschnittstellen 252 direkt mit der ausgangseitigen Stromversorgungsschnittstellen 253, wie in Fig. 7 schematisch dargestellt ist. Dadurch kann das Modulationssignal von einer der Energiequellen 100 oder 100' an die Energiesenke 200 weitergeleitet werden.
Die Entkopplungsmodule 250 können sogenannte "OR-ing"-Module sein, d.h. Entkopplungsmodule die eine leistungsseitige ODER-Verknüpfung von zwei oder mehr Netzteilen ermöglichen, so dass eine redundante Stromversorgung besteht auch im Falle eines Kurzschlusses der Stromversorgungsschnittstelle 102 eines der verknüpften Netzteile 100 oder 100'.
Fig. 8 zeigt schematisch das System 300 mit zwei Energiequellen 100a und 100b, einem als Energiequelle 100c und Energiesenken 200a und 200b fungierenden Kopplungsmodul, und einer Energiesenke 200c gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform. Das heißt, das Kopplungsmodul 250 der Fig. 7 ist in der Variante der Fig. 8 mit den Funktionen einer Energiesenke 200a/200b und einer Energiequelle 100c ausgebildet. Dementsprechend überwacht das Kopplungsmodul 100c/200a/200b die Modulationssignale der Energiequellen 100a und 100b, und gibt im eigenen Erkennungsmodus selbst ein Modulationssignal aus. Die Variante hat den Vorteil, dass eine feiner granulierte Leistungsbeschaltung festgestellt werden kann und das die Entkopplung der Energiequellen 100a und 100b auch während der Erkennungsmodi besteht.
In jeder Ausführungsform stellt optional jeder an das Datennetzwerk 304 angeschlossener potentieller Beschaltungsteilnehmer die Erkenntnisse aus dem Erkennungsmodus, also die Information von welcher Energiequell 100 es jeweils gespeist wird oder mit welcher Energiequelle es parallelgeschaltet ist, über das Datennetzwerk 304 bereit.
Alternativ oder ergänzend kann in jeder Ausführungsform das Datennetzwerk 304 (d.h. die Datenverbindung) ein Datenbus sein, der beispielsweise fachsprachlich als "local device bus" (LDB) oder horizontale Kommunikation bezeichnet wird.
Alternativ oder ergänzend kann die aus einem Erkennungsmodus oder mehreren Erkennungsmodi resultierende Erkennung der Leistungsbeschaltung 302 (d.h. die erkannten leistungsseitigen Verbindungen) an eine überlagerte (d.h. übergeordnete, beispielsweise software-basierte) Systemsteuerung ausgegeben werden.
Die Fign. 9 und 10 zeigen jeweils Ausführungsbeispiel einer solchen Systemsteuerung. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist die Systemsteuerung in einem verteilten Computernetzwerk (fachsprachlich auch als Cloud bezeichnet) implementiert. Alternativ oder ergänzend steht das verteilte Computernetzwerk in Datenverbindung mit einem Campus-Funknetz 304, d.h. einer oder mehrere Basisstationen für ein Funknetz 304 (fachsprachlich auch als Radio Access Network oder RAN bezeichnet) zur drahtlosen Kommunikation mit den Datenschnittstellen 104, 204, 254 aller oder einem Teil der Beschaltungsteilnehmer 100, 200, 250 des System 300.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 10 ist die übergeordnete Systemsteuerung ein lokales Computersystem (beispielsweise im selben Gebäude wie der Schaltschrank) vor Ort.
In jedem Ausführungsbeispiel ist optional die Systemsteuerung dazu ausgebildet, die von den Beschaltungsteilnehmern 100, 200, 250 erfassten leistungsseitigen Verbindungen (d.h. die eine oder mehreren Leistungsbeschaltungen 302) zu visualisieren und/oder nach vorbestimmten (beispielsweise konfigurierten Regeln) zu prüfen (z.B. eine Plausibilitätskontrolle durchführen). Alternativ oder ergänzend kann die übergeordnete Systemsteuerung topologische Verschaltungspläne aufgrund der erkannten leistungsseitigen Verbindungen ausgeben und/oder Vergleiche mit hinterlegten (d.h. gespeicherten und/oder abrufbaren) Verschaltungsplänen (d.h. Elektroplänen) ausführen.
Fig. 11 zeigt ein System 300 mit zwei Leistungsbeschaltungen 302a und 302b. Zusammen mit den bereitgestellten anderen Daten eines digitalen Typenschildes (beispielsweise in der Erkennungsangabe) und/oder der Überwachung des Modulationssignals (beispielsweise der Messung der Eingangsspannung) können nun z.B. die (mit karierten Flächen dargestellten) USVen 100a'/200a' und 100b'/200b' oder die (mit diagonal schraffierten Flächen dargestellten) zur Datenkommunikation ausgebildete Sicherungsverteiler 200a und 200b feststellen, von welchem (mit weißer Flächen dargestellten) Netzteil 100a oder 100b als Energiequelle (beispielsweise Schaltnetzteil) sie jeweils versorgt (d.h. gespeist) werden und stellen Ihre Systemfunktionen automatisch auf diese elektrische Energiequelle 100a oder 100b ein.
Ebenfalls sind sekundärseitig parallelgeschaltete Energiequellen 100a (beispielsweise Schaltnetzteile) durch die im Erkennungsmodus im selben Takt wie das Modulationssignal schwankende Lastverteilung (d.h. eine Schwankung des Ausgangsstroms) in der Lage, die energetische Verbindung (d.h. die Leistungsbeschaltung 302a) der Sekundärseiten zuzuordnen und sich auf Parallelbetrieb einzustellen. D.h. die Stromschwankung ist ein Beispiel für das Empfangen des Modulationssignals im Fall einer Parallelschaltung.
Fig. 11 stellt schematisch Ausführungsformen des System 300 und der Beschaltungsteilnehmer 100, 200 dar. Im gezeigten Beispiel umfasst das System 300 drei (mit weißen Fläche dargestellte) Schaltnetzteile 100a (zweifach) und 100b (einfach), zwei USVen 100a'/200a' und 100b'/200b' (d.h. jeweils mit den Funktionen einer Energiesenke zum Aufladen und einer Energiequelle beim Entladen eines zugeordneten Energiespeichers), und zwei (über ihre Datenschnittstellen 204a bzw. 204b kommunizierende) Sicherungsverteiler 200a und 200b, die alle über das Datennetzwerk 304 (beispielsweise eine horizontale Kommunikationsverbindung) zusammengeschaltet sind. Entsprechend der beiden Leistungsbeschaltungen 302a und 302b bilden diese potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200 zwei Versorgungssysteme. Diese potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200 dieser zwei Teilsysteme des Systems 300 kommunizieren über das einheitliche Datennetzwerk 304. Im ersten Versorgungssystem sind 2 Schaltnetzteile 100a parallelgeschaltet und versorgen die erste USV als Energiesenke 200a' und den Sicherungsverteiler 200a.
Im zweiten Versorgungssystem speist das Schaltnetzteil 100b die USV 200b' als Energiesenke und den Sicherungsverteiler 200b.
Nach dem Einschalten der Netzspannung identifizieren sich alle potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200 im Bus als Datennetzwerk 304 und werden adressiert. Die speisenden potentiellen Beschaltungsteilnehmer (d.h. die Energiequellen 100) stellen fest, dass es mehrere potentielle Beschaltungsteilnehmer 100, 200 (beispielsweise mehrere Energiequellen 100) gibt, welche für den Erkennungsmodus ausgebildet sind, also beispielsweise die Ausgangsspannung verstellen können zur Ausgabe des Modulationssignals.
In einer bestimmten Reihenfolge begibt sich nun der erste potentielle Beschaltungsteilnehmer (z.B. die erste Energiequelle 100a) in den Erkennungsmodus (d.h. den Identifizierungsmodus). Hierbei verstellt der potentielle Beschaltungsteilnehmer die Ausgangsspannung für 30 Sekunden im 1 Hz-Takt um +/-0,5 V als Modulationssignal und signalisiert den Erkennungsmodus über eine LED vor Ort als lokale Benutzerschnittstelle und mittels der Erkennungsangabe über den Datennetzwerk 304 (beispielsweise einen Lokalen Gerätebus oder fachsprachlich "Local Device Bus", kurz LDB).
Im Erkennungsmodus der ersten Energiequelle 100a stellt die USV 200a' diese Spannungsschwankung an Ihrem Eingang 202a' fest und speichert, dass sie von Schaltnetzteil 100a (zugeordnet über dessen Kennung in der Erkennungsangabe im LDB) versorgt wird.
Das parallelgeschaltete weitere Schaltnetzteil 100a stellt eine Schwankung des Ausgangsstroms im selben Takt des Modulationssignals fest und speichert, dass es mit dem ersten Schaltnetzteil 100a parallelgeschaltet ist.
Der Sicherungsverteiler 200a stellt die Schwankung der Spannung als Modulationssignal ebenfalls fest und speichert, dass er von dem Schaltnetzteil 100a versorgt wird.
Nach 30 Sekunden endet der Erkennungsmodus (d.h. der Identifizierungsmodus) der ersten Energiequelle 100a. Im Anschluss beginnt die nächste Energiequelle, z.B. die weitere Energiequelle 100a, mit ihrem Erkennungsmodus, d.h. der Ausgabe des Modulationssignals durch Schwankung der Ausgangsspannung an der Stromversorgungsschnittstelle 102b, optional der Signalisierung per LED an der lokalen Benutzerschnittstelle, und dem Senden der Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle 104a auf dem LDB. Die zugehörigen Beschaltungsteilnehmer (erste Energiequelle 100a, USV 100a' und Sicherungsverteiler 200a) stellen entsprechend fest, dass sie zur Leitungsbeschaltung 302a der parallelgeschalteten weiteren Energiequelle 100a gehören. So geht es weiter, bis jede Energiequelle 100 einmal den Erkennungsmodus durchlaufen hat. Jedem potentiellen Beschaltungsteilnehmer 100, 200 ist nun bekannt, von welcher Energiequelle 100 es gespeist wird, bzw. mit welcher Energiequelle 100 es parallelgeschaltet ist. Optional stellt diese Topologie-Informationen jeder Beschaltungsteilnehmer 100, 200 über das Datennetzwerk 304 (d.h. die Datenverbindung, z.B. einen LDB) bereit, so dass sich ein Gesamtbild ergibt.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste
Elektrische Energiequelle als potentieller Beschaltungsteilnehmer 100
Stromversorgungsschnittstelle der Energiequelle 102
Datenschnittstelle der Energiequelle 104
Steuereinheit der Energiequelle 106
Lokale Benutzerschnittstelle der Energiequelle 108
Elektrische Energiesenke als potentieller Beschaltungsteilnehmer 200
Stromversorgungsschnittstelle der Energiesenke 202
Datenschnittstelle der Energiesenke 204
Steuereinheit der Energiesenke 206
Lokale Benutzerschnittstelle der Energiesenke 208
Kopplungsmodul 250
Eingangsseitige Stromversorgungsschnittstellen des Kopplungsmoduls 252
Ausgangsseitige Stromversorgungsschnittstelle des Kopplungsmoduls 253
Datenschnittstelle des Kopplungsmoduls 254
Steuereinheit des Kopplungsmoduls 256
System potentieller Beschaltungsteilnehmer 300
Leistungsbeschaltung 302
Datennetzwerk 304
Systembenutzerschnittstelle 306

Claims

Patentansprüche Elektrische Energiequelle (100) zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung (302) zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern (100; 200), umfassend eine Stromversorgungsschnittstelle (102), eine Datenschnittstelle (104) und eine Steuereinheit (106), wobei die Steuereinheit (106) dazu ausgebildet ist:
- eine eigene Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle (104) an potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) zu senden, wobei die eigene Erkennungsangabe eine Kennung der Energiequelle (100) umfasst und einen Erkennungsmodus der Energiequelle (100) angibt, und während des Erkennungsmodus der Energiequelle (100) ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (102) auszugeben, womit jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) abhängig davon, ob das Modulationssignal der Energiequelle (100) empfangen wird, festzustellen vermag, ob die Energiequelle (100) ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) ist; und/oder
- eine fremde Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle (104) von potenziellen Beschaltungsteilnehmern (100; 200) zu empfangen, wobei die fremde Erkennungsangabe eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) umfasst und einen Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) angibt, und während des Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (102) zu überwachen, wobei die Energiequelle (100) abhängig davon, ob das Modulationssignal des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) empfangen wird, feststellt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiequelle (100) ist. Elektrische Energiequelle (100) nach Anspruch 1 , wobei das Ausgeben oder Empfangen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle (102) eine Modulation der Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle (102) umfasst. Elektrische Energiequelle (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Überwachen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle (102) ein Messen eines an der Stromversorgungsschnittstelle (102) entnommenen Stroms umfasst, optional wobei eine Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle (102) eine fallende Funktion des entnommenen Stroms ist. Elektrische Energiequelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuereinheit (106) der Energiequelle (100) dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf die empfangene fremde Erkennungsangabe das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen, und/oder wobei die eigene Erkennungsangabe dazu ausgebildet ist, jeden anderen potenziellen Beschaltungsteilnehmer zu veranlassen, das Modulationssignal der Energiequelle (100) an seiner jeweiligen Stromversorgungsschnittstelle zu überwachen. Energiequelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die eigene oder fremde Erkennungsangabe eine eigene beziehungsweise fremde Beschaltungsanfrage ist, und die Steuereinheit (106) ferner dazu ausgebildet ist:
- in Reaktion auf die gesendete eigene Beschaltungsanfrage eine Beschaltungsantwort über die Datenschnittstelle (104) zu empfangen von mindestens einem der potenziellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200), wobei die Beschaltungsantwort eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) umfasst und angibt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) das Modulationssignal empfangen hat oder nicht; und/oder
- in Reaktion auf die empfangene fremde Beschaltungsanfrage eine Beschaltungsantwort über die Datenschnittstelle (104) zu senden an mindestens einen oder alle der potenziellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) oder an den Beschaltungsteilnehmer (100; 200) der fremden Beschaltungsanfrage, wobei die Beschaltungsantwort eine Kennung der Energiequelle (100) umfasst und angibt, ob die Energiequelle (100) das Modulationssignal empfangen hat oder nicht. Elektrische Energiequelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (106) ferner dazu ausgebildet ist:
- die festgestellte Leistungsbeschaltung (302) der Energiequelle (100) zu speichern und/oder zu verarbeiten zum Betrieb der Energiequelle (100). Elektrische Energiequelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner eine lokale Benutzerschnittstelle (108) zur Ausgabe eines Konfigurationszustands umfassend, wobei die Steuereinheit (106) dazu ausgebildet ist, an der lokalen Benutzerschnittstelle (108) mindestens einen der folgenden Konfigurationszustände auszugeben:
- die Energiequelle (100) ist im Erkennungsmodus,
- die Energiequelle (100) sendet die eigene Erkennungsangabe oder die eigene Beschaltungsanfrage,
- die Energiequelle (100) gibt das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (102) der Energiequelle (100) aus,
- die Energiequelle (100) sendet die Beschaltungsantwort,
- ein potentieller Beschaltungsteilnehmer (100; 200) ist im Erkennungsmodus,
- die Energiequelle (100) empfängt die fremde Erkennungsangabe oder die fremde Beschaltungsanfrage,
- die Energiequelle (100) überwacht das Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (102) der Energiequelle (100), und
- die Energiequelle (100) empfängt die Beschaltungsantwort. Elektrische Energiequelle (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Energiequelle (100) ein Netzteil oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, USV, umfasst, und/oder wobei die potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) mindestens eine zur Energiequelle (100) parallelgeschaltete weitere Energiequelle (100) umfassen, optional ein parallelgeschaltetes Netzteil (100) oder eine parallelgeschaltete unterbrechungsfreie Stromversorgung, USV (100); und/oder wobei die potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) mindestens eine Energiesenke (200) umfassen, optional eine der Energiequelle (100) nachgeschaltete USV (200), oder einen elektrischen Energiespeicher (200), oder ein Kopplungsmodul (200) zur redundanten Kopplung der Energiequelle (100) mit mindestens einer weiteren Energiequelle (100), oder eine Sicherung (200), oder einen Sicherungsverteiler (200), oder einen Verbraucher (200). Elektrische Energiesenke (200) zum Feststellen einer Leistungsbeschaltung (302) zwischen potenziellen Beschaltungsteilnehmern (100; 200), umfassend eine Stromversorgungsschnittstelle (202), eine Datenschnittstelle (204) und eine Steuereinheit (206), wobei die Steuereinheit (206) dazu ausgebildet ist:
- eine eigene Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle (204) an potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) zu senden, wobei die eigene Erkennungsangabe eine Kennung der Energiesenke (200) umfasst und einen Erkennungsmodus der Energiesenke (200) angibt, und während des Erkennungsmodus der Energiesenke (200) ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (202) auszugeben, womit jeder potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) abhängig davon, ob das Modulationssignal der Energiesenke (200) empfangen wird, festzustellen vermag, ob die Energiesenke (200) ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) ist; und/oder
- eine fremde Erkennungsangabe über die Datenschnittstelle (204) von potenziellen Beschaltungsteilnehmern (100; 200) zu empfangen, wobei die fremde Erkennungsangabe eine Kennung des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) umfasst und einen Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) angibt, und während des Erkennungsmodus des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) ein Modulationssignal an der Stromversorgungsschnittstelle (202) zu überwachen, wobei die Energiesenke (200) abhängig davon, ob das Modulationssignal des jeweiligen potenziellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200) empfangen wird, feststellt, ob der jeweilige potenzielle Beschaltungsteilnehmer (100; 200) ein Beschaltungsteilnehmer der Leistungsbeschaltung der Energiesenke (200) ist. Elektrische Energiesenke (200) nach Anspruch 9, wobei das Überwachen des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle (202) ein Messen einer Modulation der Spannung an der Stromversorgungsschnittstelle (202) umfasst. Elektrische Energiesenke (200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) mindestens eine Energiequelle (100) der Energiesenke (200) umfassen, optional ein Netzteil oder eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, USV, und/oder wobei die potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) mindestens eine zur Energiesenke (200) parallelgeschaltete weitere Energiesenke (200) umfassen, optional eine parallelgeschaltete Sicherung (200) oder einen parallelgeschalteten Verbraucher (200); und/oder wobei die Energiesenke (200) eine USV (200), oder einen elektrischen Energiespeicher (200), oder ein Kopplungsmodul (200) zur redundanten Kopplung von mindestens zwei Energiequellen (100), oder eine Sicherung (200), oder einen Sicherungsverteiler (200), oder einen Verbraucher (200) umfasst. Elektrische Energiesenke (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , ferner umfassend ein jedes Merkmal eines der Ansprüche 1 bis 8 oder ein dementsprechendes Merkmal. Kopplungsmodul (250) zur Entkopplung von mindestens zwei elektrischen Energiequellen (100) zur redundanten Stromversorgung einer elektrischen Energiesenke (200), umfassend: mindesten zwei eingangsseitige Stromversorgungsschnittstellen (252) zum Anschluss der mindestens zwei elektrischen Energiequellen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; eine ausgangsseitige Stromversorgungsschnittstelle (253) zum Anschluss der elektrischen Energiesenke (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12; eine Datenschnittstelle (254) zum Empfangen der Erkennungsangabe eines potentiellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200), optional einer der elektrischen Energiequellen (100); und eine Steuereinheit (256), die dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf die empfangene Erkennungsangabe die Entkopplung für die Dauer des Erkennungsmodus zu deaktivieren zur Weiterleitung des Modulationssignals. . System (300) potentieller Beschaltungsteilnehmer (100; 200), umfassend:
- eine oder mehrere Energiequellen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Teil der potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200);
- eine oder mehrere Energiesenken (200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 als Teil der potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200);
- mindestens eine Leistungsbeschaltung (302) zwischen der Stromversorgungsschnittstelle (102) mindestens einer der Energiequellen (100) und der Stromversorgungsschnittstelle (202) mindestens einer der Energiesenken (200); und
- ein Datennetzwerk (304) zwischen den Datenschnittstellen (104; 204) aller potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200). . System (300) nach Anspruch 14, wobei das System (300) dazu ausgebildet ist, zwischen dem Erkennungsmodus oder einer Folge von Erkennungsmodi und einem Betriebsmodus umschalten, und/oder wobei die Energiequellen (100) in der Folge von Erkennungsmodi sequentiell in den Erkennungsmodus umschalten.. System (300) nach Anspruch 14 oder 15, ferner eine lokale Systembenutzerschnittstelle (306) zur Ausgabe eines Systemzustands umfassend, wobei die Steuereinheiten (106) der Energiequellen (100) dazu ausgebildet sind, an der lokalen Systembenutzerschnittstelle (306) mindestens einen der folgenden Systemzustände auszugeben:
- mindestens eine der Energiequellen (100) ist im Erkennungsmodus,
- welche der Energiequellen (100) im Erkennungsmodus ist, und
- alle Energiequellen (100) oder alle potentiellen Beschaltungsteilnehmer (100; 200) sind im Betriebsmodus. . System (300) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Energiequellen
(100) nach einer vorbestimmten Reihenfolge, optional gemäß einer Reihenfolge der Kennungen der Energiequellen (100), sequentiell in den Erkennungsmodus umschalten, oder wobei jede Steuereinheiten (106) der Energiequellen (100) dazu ausgebildet ist, wenn keine fremde Erkennungsangabe empfangen wurde oder nach Ablauf der Dauer des Erkennungsmodus eines anderen potentiellen Beschaltungsteilnehmers (100; 200), nach einer zufälligen Zeit in den Erkennungsmodus umzuschalten zum Senden der eigene Erkennungsangabe und zur Ausgabe des Modulationssignals an der Stromversorgungsschnittstelle.
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