WO2020151979A1 - Integrierter oder modular aufgebauter kontroller für einen optimierten stromnetzbetrieb eines aus einem wechselspannungs- oder gleichspannungsnetz generierten gleichspannungsnetzes oder hybridnetzes, seine anwendungen sowie ein verfahren für einen optimierten stromnetzbetrieb - Google Patents

Integrierter oder modular aufgebauter kontroller für einen optimierten stromnetzbetrieb eines aus einem wechselspannungs- oder gleichspannungsnetz generierten gleichspannungsnetzes oder hybridnetzes, seine anwendungen sowie ein verfahren für einen optimierten stromnetzbetrieb Download PDF

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Thomas Beckert
Hauke NANNEN
Jens Weidauer
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Definitions

  • the invention relates to an integrated controller, the integrated controller comprising all functional units compactly in one device, for optimized power supply operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC voltage or DC voltage network, a modular controller, the modular controller separately or in multiple modules has interchangeable modules, for an optimized power network operation of a direct voltage network or hybrid network generated from an alternating voltage or direct voltage network, a digital DC switch for an optimized power network operation of a direct voltage network or hybrid network generated from an alternating voltage or direct voltage network with an integrated controller, whereby the integrated controller comprises all functional units compactly in one device, or with a modular controller, the modular controller being one or more modules re has separately interchangeable modules, a power distribution network with a digital DC switch for optimized power network operation of a DC network or hybrid network generated from an AC or DC network with an integrated controller, the integrated controller comprising all the functional units in one compact device , or with a modular controller, the modular controller having one or more modular separately interchangeable modules, a computer program product for optimized power grid operation of a DC voltage network or hybrid network
  • an integrated controller comprising all functional units in one device, for one optimized power network operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC or DC voltage network according to claim 1, a modular controller, the modular controller having one or more modular separately interchangeable modules for optimized power network operation of an AC voltage or DC voltage generated
  • the object is achieved by an integrated controller, the integrated controller compactly comprising all of the subsequent functional units in one device, for optimized power network operation, one generated from an alternating voltage or direct voltage network
  • a time measuring device for recording a time measurement and assigning it to the recorded measurement parameters
  • An evaluation unit for analyzing and evaluating the recorded measurement parameters with regard to permissible network operation or an overload
  • a storage medium for documentation of the measurement parameters including the assigned time measurements and the evaluations
  • an algorithm for determining the overloaded branch is stored in the evaluation unit for a short circuit in the power network.
  • the hybrid network is a power network in which there are both one or more AC network areas and one or more DC network areas.
  • the feeder can be a load feeder and / or a feeder feeder.
  • the essence of the invention consists in the combination of real-time information, measurement parameters such as the voltage and current profile and storage of these measurement runs, including a subsequent evaluation in a storage medium or in an evaluation unit, which is referred to in the event of an error can be used, so that the faulty branch can be located using an algorithm.
  • the data of the measuring devices in particular voltage and current, but also the temperature in circuit-conducting circuit elements or the number of switching cycles are written to a memory shortly before and during the shutdown for the later analysis.
  • This can e.g. be solved by a ring buffer. Voltage and current waveforms with a sign can be stored in this ring buffer.
  • time information can be generated, preferably using a real-time clock, and then stored in a memory. This information can be used for higher-level error identification taking into account measurement data from other devices.
  • the real-time clock can be set by means of a time server from a central point by means of a communication interface or can be part of the controller.
  • the data is then analyzed. This analysis can take place in the switchgear, in a connected parameterization device or in a cloud.
  • the data recorded in the event of an error can either be evaluated globally in context or only taken into account locally in the device.
  • the course of the current rise or the simultaneous voltage drop can be used to determine the line resistance and the inductance, which occur in the path between the switching device and the fault location. An estimate of the distance can be made using these values and the typical cable coverings.
  • the voltage in the switch is also taken into account in this calculation.
  • the advantage of this invention is that troubleshooting in a DC feeder of a distributed DC network is considerably simplified. If there is no information about the distance of the fault location in this application, localization using additional measurement equipment is required. lent, which is associated with a significantly higher effort. In particular with extensive network characteristics, an inexperienced statement about the distance helps to reduce the corresponding effort for localization. The higher-level comparison can also be used to identify incorrect parameterizations in the DC switches.
  • the information about the removal of the fault location can be visualized via APP or on the device.
  • An app abbreviation for "Application Software” is an application software or a computer program that can perform different functions. It has no system-technical functionality, so the system can work properly without this program. A corresponding service could intrinsically in the The switch firmware is available, but it can also be provided as a cloud service. The device then only takes over the recording of the data. In the event of a fault, the customer could use a service and pay for the one-time evaluation.
  • DC switches Due to their mode of operation, DC switches will have a current and a voltage measurement. In addition to the derivation of trigger criteria for the DC switch, these measurement signals are also to be used to analyze the network quality and to record the energy.
  • a controller is integrated, which preferably realizes the following tasks in the form of software:
  • a continuation of the concept according to the invention for the integrated controller can consist in the measuring device for current measured values and / or voltage values and / or values relating to the power and / or the temperature in a current-carrying circuit element integrated in the branch and / or the number of switching cycles of a branch to be connected.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the integrated controller can consist in that the time measurement device is a real time measurement which determines a time interval or time measurements from which the time interval is to be determined.
  • An extension of a special embodiment of the concept according to the invention for the integrated controller can provide that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is in the first step a measurement of at least one measurement parameter at nodes in the power network at which at least one branch is connected, which is compared with the measured value of a previously stored measurement run, further measurements being carried out in the associated branches of the node point with a different measurement from the previous measurement run in the second step.
  • an advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the integrated controller can be that the algorithm for determining the overloaded feeder in the power supply system is a comparative individual analysis of all connected feeders with measurement points already archived in the storage medium for the respective load feeders, with a different comparison measurement archived measured value, which corresponds to an empirical value and on which the Deviations are defined, the short-circuit-triggering branch marks at a specific point in the power grid.
  • a continuation of the concept according to the invention for the integrated controller can consist in that the algorithm for determining the overloaded branch in the power grid is designed as a prioritization according to the probability within a fuzzy logic.
  • the probability arises from the measurement runs already stored, which serve as empirical values.
  • the algorithm "gets to know” the network and uses the empirical values to prioritize it.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the integrated controller can consist in that a prioritization of the different algorithms to be used is stored in the evaluation unit of the integrated controller for optimized power grid operation. This prioritization can be based on a simulation calculation of the individual algorithms, from which the most sensible algorithm or the most sensible parameterization are selected.
  • An extension of a special embodiment of the concept according to the invention for the integrated controller can provide that the prioritization of the algorithms is based on an evaluation of empirical values and is to be integrated into the evaluation unit in the form of a teach-in function.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the integrated controller can consist in the fact that a triggering characteristic for a Overload is stored, which triggers a shutdown process in the branch.
  • a further essential embodiment of the concept according to the invention for the integrated controller is that the integrated controller has a communication interface which enables a connection to a cloud or another external or internal medium or an evaluation unit.
  • the object is also achieved by a modular controller, the modular controller having one or more modular, separately interchangeable modules, for optimized power network operation of a DC network or hybrid network generated from an AC or DC network with:
  • a module for a time measurement device for recording a time measurement and assigning it to the recorded measurement parameters
  • an algorithm for determining the overloaded branch is stored in the evaluation unit for a short circuit in the power network.
  • a continuation of the concept according to the invention for the modularly constructed controller can consist in that the measuring device measures current values and / or voltage values and / or values relating to the power and / or the temperature in a current-carrying circuit element integrated in the branch and / or the number of switching cycles of a feeder to be connected.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the modular controller can be that the time measuring device is a real time measurement which determines a time interval, or time measurements from which the time interval is to be determined.
  • An extension of a special configuration of the concept according to the invention for the modular controller can provide that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is in the first step a measurement of at least one measurement parameter at nodes in the power network at which at least one branch is connected, which is compared with the measured value of a previously stored measurement run, further measurements being carried out in the associated branches of the node point with a different measurement from the previous measurement run in the second step.
  • an advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the modular controller can be that the algorithm for determining the overloaded branch in the power supply system is a comparative individual analysis of all connected branches with measuring points already archived in the storage medium with respect to the respective branches, where there is a different comparison measurement for the archived measured value at a specific point in the power supply identifies the branch that triggers the short circuit.
  • a continuation of the concept according to the invention for the modular controller can consist in that the aluminum is designed to determine the overloaded branch in the power network as a prioritization according to the probability within a fuzzy logic.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the modular controller can be that for an optimized power grid operation a prioritization of the different algorithms to be used is stored in the evaluation unit of the modular controller.
  • An extension of a special embodiment of the concept according to the invention for the modular controller can provide that the prioritization of the algorithms is based on an evaluation of empirical values and is to be integrated into the evaluation unit in the form of a teach-in function.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention can consist in that a triggering characteristic for an overload is stored in the control unit, which triggers a switch-off process in the branch.
  • a further essential embodiment of the concept according to the invention for the modular controller is that the modular controller has a communication interface which enables a connection to a cloud or another external or internal medium or an evaluation unit.
  • a digital DC switch for optimized power grid operation egg nes from an AC or DC voltage generated ge DC network or hybrid network with an integrated controller the integrated controller comprises all the following functional units compact in one device, or with a modular controller, whereby The modular controller has one or more modular, separately interchangeable modules, comprising:
  • a measuring device for recording measurement parameters of the power grid is modular or integrated
  • a timekeeping device for taking a time measurement and assigning it to the recorded measurement parameters is designed to be modular or integrated;
  • An evaluation unit for analyzing and evaluating the recorded measurement parameters with regard to a permissible network operation or an overload, modular or integrated execution
  • a storage medium for documentation of the measurement parameters including the assigned time measurements as well as the evaluations are modular or integrated;
  • Modifications to the drive are modular or integrated, with an algorithm for determining the overloaded feeder being stored in the evaluation unit for a short-circuit in the power grid.
  • the digital DC switch according to the invention can be designed as a separate, discrete switch, which as such represents a product that can be ordered. However, the digital DC switch can also be a discrete sub-area of the power distribution network according to the invention.
  • the digital DC switch may also have Vorla desclienen which include precharging resistors and capacitors.
  • a continuation of the concept according to the invention for the digital DC switch can consist in the measuring device measuring current values and / or voltage values and / or values relating to the power and / or the temperature in a current-carrying circuit element integrated in the branch and / or the number the switching cycles of a branch to be connected.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the digital DC switch can consist in the fact that the time measurement device is a real time measurement, which a time interval or time measurements from which the time interval is to be determined.
  • An extension of a special embodiment of the concept according to the invention for the digital DC switch can provide that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network in the first step is a measurement of at least one measurement parameter at nodes in the power network to which at least one branch is connected which is compared with the measured value of a previously stored measurement run, further measurements being carried out in the associated branches of the node with a different measurement from the previous measurement run in the second step.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the digital DC switch can consist in the fact that the algorithm for determining the overloaded branch in the power supply system is a comparative individual analysis of all connected branches with measuring points already archived in the storage medium for the respective branches, with a different one Comparative measurement to the archived measured value at a specific point in the power supply indicates the branch that triggers a short circuit.
  • Power network is designed in the form of fuzzy logic.
  • a continuation of the concept according to the invention for the digital DC switch can consist in that the algorithm for determining the overloaded branch in the power grid is designed as a prioritization according to the probability within a fuzzy logic.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the digital DC switch can consist in that For optimized power grid operation, a prioritization of the different algorithms to be used is stored in the evaluation unit of the integrated or modular controller.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the digital DC switch can provide that the prioritization of the algorithms is based on an evaluation of empirical values and is to be integrated into the evaluation unit in the form of a teach-in function.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention can consist in that a triggering characteristic for an overload is stored in the control unit, which triggers a switch-off process in the branch.
  • the integrated or modular controller has a communication interface which enables a connection to a cloud or another external or internal medium or an evaluation unit.
  • a power distribution network with a digital DC switch for optimized power network operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC voltage or DC voltage network with an integrated controller the integrated controller having all of the following functional units compact in one Device comprises, or with a modular controller, the modular controller having one or more modular separately interchangeable modules, comprising:
  • a measuring device for recording measurement parameters of the power grid is modular or integrated;
  • a timekeeping device for taking a time measurement and assigning it to the recorded measurement parameters is designed to be modular or integrated;
  • An evaluation unit for analyzing and evaluating the recorded measurement parameters with regard to a permissible network operation or an overload, modular or integrated execution
  • a storage medium for documentation of the measurement parameters including the assigned time measurements as well as the evaluations are modular or integrated;
  • a control unit for the transmission of possible changes in the operating system has a modular or integrated design, an algorithm for determining the overloaded branch being stored in the evaluation unit for a short circuit in the power network.
  • a continuation of the concept according to the invention for the power distribution network can consist in the measuring device for current measured values and / or voltage values and / or values relating to the power and / or the temperature in a current-carrying circuit element integrated in the branch and / or the number of switching cycles of one to be connected Branch.
  • a special embodiment of this concept according to the invention can consist in that the time measuring device is a real time measurement which determines a time interval or time measurements from which the time interval is to be determined.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the power distribution network can provide that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network in the first step is a measurement of at least one measurement parameter at nodes in the power network to which at least one branch is connected, which is compared with the measured value of a previously stored measurement run, whereby in the associated branches of the node points with a deviating measurement from the previous measurement run, further measurements are carried out in the second step.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the power distribution network can consist in the fact that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is a comparative individual analysis of all connected branches with measuring points already archived in the storage medium for the respective load branches, with a different comparison measurement to the archived one Measured value at a specific point in the power supply identifies the short-circuit from the tripping branch.
  • Power network is designed in the form of fuzzy logic.
  • Power distribution network can consist in that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is designed as a prioritization according to the probability within a fuzzy logic.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the power distribution network can consist in that a prioritization of the different algorithms to be used is stored in the evaluation unit of the integrated or modular controller for an optimized power network operation.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the power distribution network can provide for the prioritization of the algorithms to be based on an evaluation of empirical values and to be integrated into the evaluation unit in the form of a teach-in function.
  • An advantageous additional aspect of the concept according to the invention for the power distribution network can consist in that a triggering characteristic for an overload is stored in the control unit, which triggers a switch-off process in the branch.
  • the integrated or modular controller has a communication interface which enables a connection to a cloud or another external or internal medium or an evaluation unit.
  • a computer program product for optimized power network operation of a direct voltage network or hybrid network generated from an alternating voltage or direct voltage network which is stored on a medium with a functional orientation as a computer and has medium-readable program means which cause the medium to be determined Evaluate measurement parameters of the power network and evaluate them with regard to permissible network operation or an overload, an algorithm for determining the overloaded branch being carried out for a short circuit in the power network.
  • the computer program product has medium-readable program means which cause the medium to run through an algorithm in the form of fuzzy logic to determine the overloaded branch in the power network.
  • a continuation of the concept according to the invention for the computer program product can consist in that the computer program product has medium-readable program means which cause the medium to use an algorithm for determining the overloaded branch in the power network on the basis of a to carry out the same individual analysis of all connected branches with measuring points already archived in the storage medium for the respective branches, with a different comparison measurement to the archived measured value at a specific point in the power supply system characterizing the short-circuit-triggering branch.
  • a special embodiment of this concept according to the invention for the computer program product can consist in the fact that the computer program product has medium-readable program means which cause the medium to generate an algorithm for determining the overloaded branch in the power network in the form of a prioritization according to the probability within fuzzy logic to go through.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the computer program product can provide that the computer program product has medium-readable program means which cause the medium to determine a prioritization of the different algorithms to be used for optimized power grid operation.
  • the object is further achieved according to the invention by a method for optimized power network operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC voltage or DC voltage network by means of an integrated controller, the integrated controller comprising all subsequent functional units compactly in one device, or by means of a modular structure Controllers, the modular controller having one or more modules separately replaceable modules, with the steps:
  • an algorithm for determining the overloaded branch is carried out for a short circuit in the power grid.
  • a continuation of the inventive concept for the method may consist of current measurement values and / or voltage values and / or values relating to the power and / or the temperature in a current-carrying circuit element integrated in the branch and / or the number of the measurement parameters for the power network Switching cycles of a feeder to be connected are determined.
  • a special embodiment of the concept according to the invention for the method can consist in that the time measurement is carried out as a real time measurement, which determines a time interval, or in the form of time measurements, from which the time interval is determined.
  • An extension of a special embodiment of the inventive concept for the method can provide that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is carried out in the first step as a measurement of at least one measurement parameter at nodes in the power network at which at least one branch is connected, which means is compared with the measured value of a previously stored measurement run, and that in the second step in the associated If this junction is branched off, measurements with further deviations from the previous measurement run can be carried out.
  • An advantageous additional aspect of the inventive concept for the method can consist in that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is carried out as a comparative individual analysis of all connected branches with measuring points already archived in the storage medium for the respective branches, one deviating Comparative measurement to the archived measured value at a specific point in the power supply.
  • a continuation of the inventive concept for the method can consist in that the algorithm for determining the overloaded branch in the power network is carried out as a prioritization according to the probability within a fuzzy logic.
  • a special embodiment of the concept according to the invention for the method can consist in that the prioritization of the algorithms is carried out based on an evaluation of empirical values and in the form of a teach-in function it is imported into an evaluation unit within the controller.
  • An extension of a special embodiment of the concept according to the invention for the method can provide that a shutdown process in the branch is triggered by a tripping characteristic in a control unit, which characterizes an overload.
  • the object is achieved in particular by using an integrated controller according to claims 1 to 11, wherein the integrated controller comprises all functional units compactly in one device, for optimized power network operation of a direct voltage network or hybrid network generated from an alternating voltage or direct voltage network, or of a modular controller according to claims 12 to 22, wherein the modular controller has one or more modular separately interchangeable modules for optimized power network operation of a DC network or hybrid network generated from an AC or DC network in a digital DC switch according to Claims 23 to 33 and by means of the digital DC switch in a power distribution network according to claims 34 to 44 in an automation system.
  • the object is preferably achieved by using an integrated controller according to claims 1 to 11, wherein the integrated controller comprises all functional units compactly in one device, for optimized power network operation of a direct voltage network or hybrid network generated from an alternating voltage or direct voltage network, or of a modular controller according to claims 12 to 22, wherein the modular controller has one or more modular separately interchangeable modules for optimized power network operation of a DC network or hybrid network generated from an AC or DC network in a digital DC switch according to Claims 23 to 33 and by means of the digital DC switch in a power distribution network according to claims 34 to 44 in drive technology.
  • DC voltage network or generated DC voltage network Hybrid network or a modular controller ge according to claims 12 to 22, wherein the modular controller has one or more modular separately interchangeable modules for optimized power network operation of a DC network or hybrid network generated from an AC or DC network in a digital DC -Switch according to claims 22 to 33 and by means of the digital DC switch in a power distribution network according to claims 34 to 44 in power electronics.
  • the object is also achieved according to the invention by using a computer program product for optimized mains operation of an alternating voltage or
  • the object is also achieved according to the invention by using a computer program product for optimized current network operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC voltage or DC voltage network in accordance with claims 45 to 49 in drive technology.
  • the object is finally achieved according to the invention also by using a computer program product for an optimized power grid operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC voltage or DC voltage network according to claims 45 to 49 in power electronics.
  • the integrated or modularly constructed controller according to the invention for optimized power grid operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC or DC voltage network can be arranged in a digital DC switch.
  • This digital DC switch can be designed as a compact device or open in the
  • the digital DC switch is connected to a graphic display medium, for example a display, on which the power distribution network can be shown.
  • the controller preferably has a coding, which is designed as an interface to a graphics card, so that the fault location in the power distribution network can be made visible either in color and / or by means of pulsed displays.
  • the digital DC switch has a communication connection to a control system. This control system can in particular be designed as a cloud or as another external medium with a different type of message transmission or as an internal medium.
  • Fig. 1 shows an overview in a schematic representation
  • the DC switch 3 according to the invention is within the DC -Network between the power generator 1 and the consumer 3 positioned.
  • a current measuring device 4 and a voltage measuring device 5 is preferably arranged.
  • the digital DC switch 3 has a higher-level controller 6, which is connected to the current and voltage measuring devices 4, 5.
  • the controller 6 can be connected to a display 7, which is arranged either externally outside the digital DC switch 3 or integrated in the digital DC switch 3.
  • the controller 6 can also be Communication link 8 to be connected to a control system 9.
  • the digital DC switch 3 can be designed as a compact device or openly integrated in the power distribution network as part of this network.
  • the integrated or modular controller according to the invention for optimized power grid operation of a DC voltage network or hybrid network generated from an AC or DC voltage network, the associated digital DC switch, the power distribution network with this digital DC switch and the method for optimized power grid operation A DC network or hybrid network generated from an AC or DC voltage network by means of a controller are distinguished by the fact that by means of a computer program product the targeted execution of algorithms with different procedures enables a fault location to be located in the DC network.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, einen modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, einen digitalen DC-Schalter für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, ein Stromverteilungsnetz mit einem digitalen DC-Schalter für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, ein Computerprogrammprodukt für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, ein Verfahren für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mittels eines integrierten Kontrollers, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mittels eines modular aufgebauten Kontrollers, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Gegenstände in einer Automatisierungsanlage, in der Antriebstechnik oder in der Leistungselektronik.

Description

Beschreibung
Integrierter oder modular aufgebauter Kontroller für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspan- nungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungs netzes oder Hybridnetzes, seine Anwendungen sowie ein Verfah ren für einen optimierten Stromnetzbetrieb
Die Erfindung betrifft einen integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, einen modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, einen digitalen DC- Schalter für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus ei nem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrier ten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funkti onseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, ein Stromverteilungsnetz mit einem digitalen DC- Schalter für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus ei nem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrier ten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funkti onseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, ein Computerprogrammprodukt für einen optimier ten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, ein Verfahren für einen optimierten Stromnetz betrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspan- nungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mittels eines integrierten Kontrollers, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät um fasst, oder mittels eines modular aufgebauten Kontrollers, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodula re separat austauschbare Module aufweist, sowie die Verwen dung der erfindungsgemäßen Gegenstände in einer Automatisie rungsanlage, in der Antriebstechnik oder in der Leistungs elektronik.
In gegenwärtigen, dem Standard entsprechenden AC-Netzen schalten übliche Leitungsschutzschalter mit elektromechani scher Auslösung innerhalb von einigen Millisekunden ab. Damit diese Abschaltung erfolgen kann, muss sich ein entsprechender Kurzschlussstrom aufbauen. Dieser sorgt häufig für Verschmo rungen bzw. Brandspuren an der Stelle des Kurzschlusses. Die Fehlerstelle ist somit einfach zu lokalisieren.
Bei modernen DC-Netzen mit schellen, halbleiterbasierten Schaltern werden Fehlerfälle zeitnah, innerhalb von wenigen ps abgeschaltet. Eine Ausbildung eines Lichtbogens findet aufgrund der Kürze des Ereignisses nicht statt. Eine Lokali sation der Fehlerstelle ist entsprechend schwer möglich, da Verschmorungen bzw. Brandspuren keinen optischen Hinweis auf die Fehlerstelle bieten.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung da rin, einen Kontroller für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einer zusätzlichen Funktion für eine schnelle Fehlerfallanalyse in klusive Ortung zu schaffen sowie ein dazugehöriges Verfahren und mögliche Anwendungen und Verwendungen der erfindungsgemä ßen Gegenstände anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch: einen inte grierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspan- nungs- oder Gleichspannungsnetzes generierten Gleichspan nungsnetzes oder Hybridnetzes gemäß Anspruch 1, einen modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontrol ler ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module auf weist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten
Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes gemäß Anspruch 12, einen digitalen DC-Schalter für einen optimierten Stromnetz betrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspan nungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kon troller alle Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät um fasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare se parat austauschbare Module aufweist, gemäß Anspruch 23, ein Stromverteilungsnetz mit einem digitalen DC-Schalter für ei nen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspan nungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungs netzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinheiten kom pakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebau ten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, ge mäß Anspruch 34, ein Computerprogrammprodukt für einen opti mierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes gemäß Anspruch 45, ein Verfahren für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspan nungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungs netzes oder Hybridnetzes mittels eines integrierten Kontrol lers, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionseinhei ten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mittels eines modu lar aufgebauten Kontrollers, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu le aufweist gemäß Anspruch 50 sowie die Verwendung der erfin dungsgemäßen Gegenstände in einer Automatisierungsanlage, in der Antriebstechnik oder in der Leistungselektronik gemäß der Ansprüche 59 bis 64. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind jeweils der Gegenstand der abhängigen An sprüche .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen integrierten Kontroller gelöst, wobei der integrierte Kontroller alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät um fasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten
Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit:
- einer Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes;
- einer Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern;
- einer Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung;
- einem Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen;
- einer Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe triebsänderungen,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
Die nachfolgenden Definitionen gelten für die komplette An meldung: Das Hybridnetz ist ein Stromnetz, in welchem sowohl ein oder mehrere Wechselstromnetzbereiche als auch ein oder mehrere Gleichstromnetzbereiche vorliegen. Der Abzweig kann ein Lastabzweig oder/und eine Einspeiseabzweig sein.
Der Kern der Erfindung besteht in der Kombination aus einer Echtzeitinformation, Messparametern wie der Spannungs- und Stromverlauf und einer Speicherung dieser Messdurchgänge in klusive einer anschließenden Auswertung in einem Speicherme dium bzw. in einer Auswerteeinheit, auf welches im Fehlerfall zurückgegriffen werden kann, so dass mittels eines Algorith- muses die Ortung des fehlerhaften Abzweigs möglich ist.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass zur späte ren Analyse die Daten der Messeinrichtungen, insbesondere Spannung und Strom, aber auch die Temperatur in stromkreis führenden Stromkreiselementen oder die Anzahl der Schaltzyk len kurz vor und während der Abschaltung in einen Speicher geschrieben werden. Dies kann z.B. durch einen Ringspeicher gelöst werden. Spannung und Stromverläufe mit Vorzeichenanga be können in diesem Ringspeicher abgelegt werden.
Zusätzlich kann eine Zeitinformation, vorzugsweise mittels einer Echtzeituhr generiert werden und anschließend in einem Speicher hinterlegt werden. Diese Information kann zur über geordneten Fehleridentifikation unter Berücksichtigung von Messdaten anderer Geräte verwendet werden. Die Echtzeituhr kann mittels Time-Server von zentraler Stelle gestellt werden mittels einer Kommunikationsschnittstelle oder ein Bestand teil des Kontrollers sein. Die Daten werden im Anschluss ana lysiert. Diese Analyse kann sowohl im Schaltgerät, in einem angebundenen Parametriergerät oder einer Cloud erfolgen. Die im Fehlerfall aufgenommenen Daten können entweder global im Zusammenhang ausgewertet werden oder nur lokal im Gerät Be rücksichtigung finden. Der Verlauf des Stromanstiegs bzw. der gleichzeitige Spannungsabfall können zur Bestimmung des Lei tungswiderstands und der Induktivität verwendet werden, wel che in der Strecke zwischen Schaltgerät und Fehlerstelle auf- treten. Über diese Werte und die typischen Leitungsbeläge kann eine Abschätzung der Entfernung vorgenommen werden. In dieser Berechnung findet zusätzlich die Spannung im Schalter Berücksichtigung .
Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass eine Fehler suche in einem DC-Abgang eines verteilten DC-Netzes erheblich vereinfacht wird. Falls in dieser Anwendung keine Informatio nen über die Entfernung der Fehlerstelle vorliegen, ist eine Lokalisation mittels zusätzlichen Messequipments erforder- lieh, womit ein deutlich höherer Aufwand verbunden ist. Ins besondere bei weitläufigen Netzausprägungen hilft eine unge fähre Aussage über die Entfernung entsprechende Aufwände zur Lokalisation zu vermindern. Durch den übergeordneten Ver gleich können zusätzlich Fehlparametrierungen in den DC- Schaltern identifiziert werden. Die Information über die Ent fernung der Fehlerstelle kann per APP oder am Gerät visuali- siert werden . Eine App (Abkürzung für „Application Software" ) ist eine AnwendungsSoftware oder ein Computerprogogramm, wel ches unterschiedliche Funktionen erfüllen kann . Sie hat dabei keine systemtechnische Funktionalität, sodass das System auch ohne dieses Programm ordnungsgemäß arbeiten kann . Ein ent sprechender Dienst könnte intrinsisch in der Firmware des Schalters vorhanden sein. Es ist aber auch eine Bereitstel lung als Cloud-Dienst denkbar. Das Gerät übernimmt dann le diglich die Aufzeichnung der Daten. Der Kunde könnte so im Fehlerfall einen Dienst in Anspruch nehmen und für die einma lige Auswertung bezahlen.
DC-Schalter werden bedingt durch ihre Funktionsweise über ei ne Strom- und eine Spannungsmessung verfügen. Diese Messsig nale sollen neben der Ableitung von Auslösekriterien für den DC-Schalter auch zur Analyse der Netzqualität und zur Erfas sung der Energie verwendet werden. Dazu wird ein Kontroller integriert, welcher folgende Aufgaben vorzugsweise in Form einer Software realisiert:
- Echtzeituhr, die von einem externen Zeitgeber synchroni siert werden kann;
- Bereitstellen von Augenblickswerten des Stromes, der
Spannung und der Leistung;
- Bereitstellen von Mittelwerten des Stromes, der Spannung und der Leistung;
- Bereitstellen der aufgenommenen und der abgegebenen
Energie ;
- Bereitstellen des Oberschwingungsgehalts von Strom und Spannung aufgeteilt auf einzelne harmonische Werte sowie als integralen Wert (THD, Klirrfaktor) ;
- Darstellen der Messwerte in einem Display; - Übertragung der Werte zu einem überlagerten Leitsystem über eine Kommunikationsschnittstelle.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den inte grierten Kontroller kann darin bestehen, dass die Messein richtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den integrierten Kontroller kann darin bestehen, dass die Zeitmesseinrichtung eine EchtZeitmessung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermitteln ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den integrierten Kontroller kann vorsehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlaste ten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zu mindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, wel che mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs verglichen wird, wobei in den zugehörigen Abzweigen des Kno tenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Mess durchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durch geführt werden.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für den integrierten Kontroller kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichende Einzelanalyse aller zuge schalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivier ten Messpunkten zu den jeweiligen Lastabzweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert, welcher einem Erfahrungswert entspricht und an welchem die Abweichungen festgelegt werden, an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
Es entspricht einer speziellen Aus führungs form des erfin dungsgemäßen Konzepts für den integrierten Kontroller, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den inte grierten Kontroller kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist. Die Wahrscheinlichkeit ergibt sich dabei aus den bereits hinterlegten Messdurchgängen, wel che als Erfahrungswerte dienen. Der Algorithmus „lernt" das Netz kennen und gibt mittels der Erfahrungswerte eine Priori sierung vor.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den integrierten Kontroller kann darin bestehen, dass für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Priori sierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Al gorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten Kontrollers hinterlegt ist. Dieser Priorisierung kann eine Simulationsbe rechnung der einzelnen Algorithmen zu Grunde liegen, aus wel cher der sinnvollste Algorithmus bzw. die sinnvollste Para metrierung ausgewählt werden.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den integrierten Kontroller kann vorsehen, dass die Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit zu in tegrieren ist.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für den integrierten Kontroller kann darin bestehen, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
Eine weitere wesentliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzept für den integrierten Kontroller besteht darin, dass der integrierte Kontroller eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein ande res externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit ermöglicht .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch einen modular aufgebauten Kontroller gelöst, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit:
- einem Modul für eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes;
- einem Modul für eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern;
- einem Modul für eine Auswerteeinheit zur Analyse und Be wertung der aufgenommenen Messparameter hinsichtlich ei nes zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung;
- einem Modul für ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Auswertungen;
- einem Modul für eine Steuereinheit zur Übermittlung mög licher Netzbetriebsänderungen,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den modu lar aufgebauten Kontroller kann darin bestehen, dass die Mes seinrichtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in ei nem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den modular aufgebauten Kontroller kann darin be stehen, dass die Zeitmesseinrichtung eine EchtZeitmessung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmes sungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermitteln ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den modular aufgebauten Kontroller kann vorsehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des über lasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, wel che mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs verglichen wird, wobei in den zugehörigen Abzweigen des Kno tenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Mess durchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durch geführt werden.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für den modular aufgebauten Kontroller kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlaste ten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichende Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Abzweigen ist, wo bei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Mess wert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Konzepts für den modular aufgebauten Kontroller, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den modu lar aufgebauten Kontroller kann darin bestehen, dass der Al- gorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Strom netz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den modular aufgebauten Kontroller kann darin be stehen, dass für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Pri orisierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des modular aufgebauten Kontrollers hinterlegt ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den modular aufgebauten Kontroller kann vorsehen, dass eine Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteein heit zu integrieren ist.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
Eine weitere wesentliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts für den modular aufgebauten Kontroller besteht da rin, dass der modular aufgebaute Kontroller eine Kommunikati onsschnittstelle aufweist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. ei ne Auswerteeinheit ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zudem durch einen digitalen DC-Schalter gelöst für einen optimierten Stromnetzbetrieb ei nes aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz ge nerierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller al le nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare se parat austauschbare Module aufweist, umfassend:
- eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes modular oder integriert ausgeführt;
- eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern modu lar oder integriert ausgeführt;
- eine Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung modular oder inte griert ausgeführt;
- ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen modular oder integriert ausgeführt;
- eine Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe
triebsänderungen modular oder integriert ausgeführt, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist. Der erfindungsgemäße digitale DC- Schalter kann als separater, diskreter Schalter ausgebildet sein, welcher als solcher ein bestellbares Produkt darstellt. Es kann sich beim digitalen DC-Schalter aber auch um einen diskreten Teilbereich des erfindungsgemäßen Stromverteilungs netzes handeln. Der digitale DC-Schalter kann zudem Vorla deschaltungen aufweisen, welche Vorladewiderstände und Kon densatoren beinhalten.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den digi talen DC-Schalter kann darin bestehen, dass die Messeinrich tung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den digitalen DC-Schalter kann darin bestehen, dass die Zeitmesseinrichtung eine EchtZeitmessung ist, welche ei- nen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermitteln ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den digitalen DC-Schalter kann vor sehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumin dest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs vergli chen wird, wobei in den zugehörigen Abzweigen des Knoten punkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Mess durchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durch geführt werden.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für den digitalen DC-Schalter kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichende Einzelanalyse aller zuge schalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivier ten Messpunkten zu den jeweiligen Abzweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslö senden Abzweig kennzeichnet.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Konzepts für den digitalen DC-Schalter, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im
Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für den digi talen DC-Schalter kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für den digitalen DC-Schalter kann darin bestehen, dass für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten oder modular aufgebauten Kontrollers hinterlegt ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für den digitalen DC-Schalter kann vor sehen, dass die Priorisierung der Algorithmen auf einer Aus wertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit zu integ rieren ist.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts kann darin bestehen, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
Eine weitere wesentliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts für den digitalen DC-Schalter besteht darin, dass der integrierte oder modular aufgebaute Kontroller eine Kom munikationsschnittstelle aufweist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem durch ein Stromver teilungsnetz mit einem digitalen DC-Schalter gelöst für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspan- nungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungs netzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontroller alle nachfolgenden Funkti onseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, umfassend:
- eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes modular oder integriert ausgeführt; - eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern modu lar oder integriert ausgeführt;
- eine Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung modular oder inte griert ausgeführt;
- ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen modular oder integriert ausgeführt;
- eine Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe triebsänderungen modular oder integriert ausgeführt, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz kann darin bestehen, dass die Messein richtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts kann darin bestehen, dass die Zeitmesseinrichtung eine EchtZeitmessung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermitteln ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz kann vor sehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumin dest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs vergli chen wird, wobei in den zugehörigen Abzweigen des Knoten- punkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Mess durchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durch geführt werden.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichende Einzelanalyse aller zuge schalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivier ten Messpunkten zu den jeweiligen Lastabzweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss aus lösenden Abzweig kennzeichnet.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im
Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für das
Stromverteilungsnetz kann darin bestehen, dass der Algorith mus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für das Stromverteilungsnetz kann darin bestehen, dass für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten oder modular aufgebauten Kontrollers hinterlegt ist.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz kann vor sehen, dass die Priorisierung der Algorithmen auf einer Aus wertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit zu integ rieren ist. Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz kann darin bestehen, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
Eine weitere wesentliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Stromverteilungsnetz besteht darin, , dass der integrierte oder modular aufgebaute Kontroller eine Kom munikationsschnittstelle aufweist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Computerpro grammprodukt für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes gelöst, welches auf einem Medium mit einer funktionalen Ausrichtung als Computer gespeichert ist und mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, ermittelte Messparameter des Stromnetzes auszuwerten und hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung zu bewerten, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz ein Algorithmus zur Er mittlung des überlasteten Abzweigs durchgeführt wird.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Computerprogrammprodukt, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel auf weist, welche das Medium dazu veranlassen, zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz einen Algorithmus in Form einer Fuzzy-Logik zu durchlaufen.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Com puterprogrammprodukt kann darin bestehen, dass das Computer programmprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, einen Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz auf Basis einer ver- gleichenden Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den je weiligen Abzweigen zu durchlaufen, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert an einer bestimm ten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet .
Eine spezielle Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Kon zepts für das Computerprogrammprodukt kann darin bestehen, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, einen Algorith mus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit inner halb einer Fuzzy-Logik zu durchlaufen.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Computerprogrammprodukt kann vorsehen, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Pro grammittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Priorisierung der un terschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen zu ermitteln .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß des Weiteren durch ein Ver fahren gelöst für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz gene rierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mittels eines integrierten Kontrollers, wobei der integrierte Kontroller alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mittels eines modular aufgebauten Kontrollers, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodula re separat austauschbare Module aufweist, mit den Schritten:
- Messen von Messparametern des Stromnetzes mittels einer Messeinrichtung des modular aufgebauten oder integrier ten Kontrollers;
- Messen der Zeit und zuordnen der Zeitmesswerte zu den aufgenommenen Messparametern mittels einer Zeitmessein- richtung des modular aufgebauten oder integrierten Kon trollers ;
- Auswerten und bewerten der aufgenommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung mittels einer Auswerteeinheit des modular aufgebauten oder integrierten Kontrollers;
- Speichern der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der ausgewerteten Messdurchgänge zur Dokumentation mittels eines Speichermediums des modular aufgebauten oder integrierten Kontrollers;
- Aussteuern möglicher Netzbetriebsänderungen mittels ei ner Steuereinheit des modular aufgebauten oder inte grierten Kontrollers,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs durchgeführt wird.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Ver fahren kann darin bestehen, dass als Messparameter für das Stromnetz Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs ermittelt werden.
Eine spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Verfahren kann darin bestehen, dass die Zeitmessung als EchtZeitmessung, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder in Form von Uhrzeitmessungen durchgeführt wird, aus wel chen der ZeitZwischenraum ermittelt wird.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Verfahren kann vorsehen, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt als Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz durchgeführt wird, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, wel che mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs verglichen wird, und dass im zweiten Schritt in den zugehöri- gen Abzweigen dieses Knotenpunkts mit einer abweichenden Mes sung zum vorherigen Messdurchgang weiterführende Messungen durchgeführt werden.
Ein vorteilhafter zusätzlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts für das Verfahren kann darin bestehen, dass der Al gorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Strom netz als vergleichende Einzelanalyse aller zugeschalteter Ab zweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Abzweigen durchgeführt wird, wobei eine ab weichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert an ei ner bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösen den Abzweig kennzeichnet.
Es entspricht einer speziellen Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Verfahren, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.
Eine Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Ver fahren kann darin bestehen, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.
Eine spezielle Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konzepts für das Verfahren kann darin bestehen, dass die Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten ba sierend durchgeführt wird und in Form einer Teach-In-Funktion auf eine Auswerteeinheit innerhalb des Kontrollers einge spielt wird.
Eine Erweiterung einer speziellen Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Konzepts für das Verfahren kann vorsehen, dass durch eine Auslösekennlinie in einer Steuereinheit, welche eine Überlastung kennzeichnet, ein Abschaltvorgang im Abzweig ausgelöst wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Verwendung eines integrierten Kontrollers gemäß der An sprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funk tionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers gemäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 23 bis 33 und mittels des di gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in einer Automatisierungsanlage.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß vorzugsweise gelöst durch eine Verwendung eines integrierten Kontrollers gemäß der An sprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funk tionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers gemäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 23 bis 33 und mittels des di gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in der Antriebstechnik .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Ver wendung eines integrierten Kontrollers gemäß der Ansprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funktionsein heiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder
Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers ge mäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 22 bis 33 und mittels des di gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in der Leistungselektronik.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem durch eine Verwen dung eines Computerprogrammprodukts für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder
Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes gemäß der Ansprüchen 45 bis 49 in einer Automa tisierungsanlage gelöst.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zudem durch eine Verwendung eines Computerprogrammprodukts für einen optimierten Strom netzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleich spannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybrid netzes gemäß der Ansprüchen 45 bis 49 in der Antriebstechnik gelöst .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß schließlich auch durch eine Verwendung eines Computerprogrammprodukts für einen optimier ten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes gemäß der Ansprüchen 45 bis 49 in der Leistungs elektronik gelöst.
Der erfindungsgemäße integrierte oder modular aufgebaute Kon troller für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus ei nem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes kann in einem digita len DC-Schalter angeordnet sein. Dieser digitale DC-Schalter kann als kompaktes Gerät ausgebildet sein oder offen im
Stromverteilungsnetz als Teilbereich dieses Netzes integriert sein. Der digitale DC-Schalter ist mit einem grafischen An zeigemedium beispielsweise einem Display verbunden, auf wel chem das Stromverteilungsnetz dargestellt werden kann. Vor zugsweise verfügt der Kontroller über eine Kodierung, welche als Schnittstelle zu einer Grafikkarte ausgebildet ist, so dass die Fehlerstelle im Stromverteilungsnetz entweder farbig und/oder durch gepulstes Anzeigen sichtbar gemacht werden kann. Der digitale DC-Schalter weist eine Kommunikationsver bindung zu einem Leitsystem auf. Dieses Leitsystem kann ins besondere als Cloud oder als ein anderes externes Medium mit einer anderen Art der Nachrichtenübermittlung oder als inter nes Medium ausgebildet sein.
Weitere Ausführungen und Vorteile der Erfindung werden nach folgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung einen Überblick
vom Stromerzeuger bis zum Netzteilnehmer innerhalb ei nes DC-Netzes mit einem erfindungsgemäßen digitalen DC-Schalter .
In Fig. 1 zeigt einen Überblick vom Stromerzeuger 1 bis zum Netzteilnehmer 2, welcher als Verbraucher oder Erzeuger aus gebildet sein kann, innerhalb eines DC-Netzes mit einem er findungsgemäßen digitalen DC-Schalter 3. Der erfindungsgemäße DC-Schalter 3 ist innerhalb des DC-Netzes zwischen dem Strom erzeuger 1 und dem Verbraucher 3 positioniert. Im DC-Schalter 3 ist vorzugsweise eine Strommesseinrichtung 4 und eine Span nungsmesseinrichtung 5 angeordnet. Darüber hinaus weist der digitale DC-Schalter 3 einen übergeordneten Kontroller 6 auf, welcher mit den Strom- und Spannungsmesseinrichtungen 4, 5 verbunden ist. Der Kontroller 6 kann mit einem Display 7 verbunden sein, welches entweder extern außerhalb des digita len DC-Schalters 3 oder im digitalen DC-Schalter 3 integriert angeordnet ist. Der Kontroller 6 kann außerdem über eine Kom- munikationsverbindung 8 mit einem Leitsystem 9 verbunden sein. Der digitale DC-Schalter 3 kann als kompaktes Gerät ausgebildet sein oder offen im Stromverteilungsnetz als Teil bereich dieses Netzes integriert sein.
Der erfindungsgemäße integrierte oder modular aufgebaute Kon troller für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus ei nem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, der dazugehörige di gitale DC-Schalter, das Stromverteilungsnetz mit diesem digi talen DC-Schalter sowie das Verfahren für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mittels eines Kontrollers zeichnen sich dadurch aus, dass mittels eines Computerprogrammprodukts das zielge richtete Durchlaufen von Algorithmen mit unterschiedlichen Vorgehensweisen eine Ortung einer Fehlerstelle im DC-Netz er möglicht .
Bezugszeichenliste
1 Stromerzeuger
2 Netzteilnehmer
3 Digitaler DC-Schalter
4 Strommesseinrichtung
5 Spannungsmesseinrichtung
6 Übergeordneter Kontroller
7 Display
8 Kommunikationsverbindung
9 Leitsystem

Claims

Patentansprüche
1. Integrierter Kontroller, wobei der integrierte Kontrol ler alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz gene rierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit:
- einer Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes;
- einer Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern;
- einer Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung;
- einem Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen;
- einer Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe triebsänderungen,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Aus werteeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlaste ten Abzweigs hinterlegt ist.
2. Integrierter Kontroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Messeinrichtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Lastabzweigs aufnimmt.
3. Integrierter Kontroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmesseinrichtung eine Echtzeit messung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermit teln ist.
4. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt- lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschal tet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs verglichen wird, wobei in den zugehörigen Ab zweigen des Knotenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Messdurchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durchgeführt werden.
5. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichen de Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Ab zweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum ar chivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
6. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
7. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik aus gebildet ist.
8. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für einen optimierten Strom netzbetrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur An wendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten Kontrollers hinterlegt ist.
9. Integrierter Kontroller nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass Priorisierung der Algorithmen auf einer Aus wertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit zu integ rieren ist.
10. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
11. Integrierter Kontroller nach einem der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Kontroller eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, welche eine Anbin dung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit ermöglicht.
12. Modular aufgebauter Kontroller, wobei der modular aufge- baute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Module aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz gene rierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit:
- einem Modul für eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes;
- einem Modul für eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern;
- einem Modul für eine Auswerteeinheit zur Analyse und Be wertung der aufgenommenen Messparameter hinsichtlich ei nes zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung;
- einem Modul für ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Auswertungen;
- einem Modul für eine Steuereinheit zur Übermittlung mög licher Netzbetriebsänderungen,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
13. Modular aufgebauter Kontroller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrier ten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
14. Modular aufgebauter Kontroller nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmesseinrichtung eine EchtZeitmessung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermitteln ist.
15. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumindest eines Messparameters an Kno tenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinter legten Messdurchgangs verglichen wird, wobei in den zugehöri gen Abzweigen des Knotenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Messdurchgang im zweiten Schritt weiterführen- de Messungen durchgeführt werden.
16. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine ver gleichende Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den je weiligen Abzweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichs messung zum archivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeich net .
17. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form ei ner Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
18. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priori- sierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy- Logik ausgebildet ist.
19. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten Kontrollers hinterlegt ist.
20. Modular aufgebauter Kontroller nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteein heit zu integrieren ist.
21. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Lastabzweig auslöst.
22. Modular aufgebauter Kontroller nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der modular aufgebau te Kontroller eine Kommunikationsschnittstelle aufweist, wel che eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit ermöglicht.
23. Digitaler DC-Schalter für einen optimierten Stromnetzbe trieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungs netz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontroller, wobei der integrierte Kontrol ler alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodula re separat austauschbare Module aufweist, umfassend: - eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes modular oder integriert ausgeführt;
- eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern modu lar oder integriert ausgeführt;
- eine Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung modular oder inte griert ausgeführt;
- ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen modular oder integriert ausgeführt;
- eine Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe
triebsänderungen modular oder integriert ausgeführt, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
24. Digitaler DC-Schalter nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, dass die Messeinrichtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
25. Digitaler DC-Schalter nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmesseinrichtung eine Echtzeit messung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermit teln ist.
26. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschal tet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Messdurchgangs verglichen wird, wobei in den zugehörigen Ab- zweigen des Knotenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Messdurchgang im zweiten Schritt weiterführende Messungen durchgeführt werden.
27. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichen de Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Ab zweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum ar chivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
28. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik ausgebildet ist.
29. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermitt lung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik aus gebildet ist.
30. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für einen optimierten Strom netzbetrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur An wendung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des integrierten Kontrollers hinterlegt ist.
31. Digitaler DC-Schalter nach Anspruch 30, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit zu in tegrieren ist.
32. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit eine Auslösekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
33. Digitaler DC-Schalter nach einem der Ansprüche 23 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte oder modular aufgebaute Kontroller eine Kommunikationsschnittstelle auf weist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit er möglicht .
34. Stromverteilungsnetz mit einem digitalen DC-Schalter für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechsel- spannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspan nungsnetzes oder Hybridnetzes mit einem integrierten Kontrol ler, wobei der integrierte Kontroller alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mit einem modular aufgebauten Kontroller, wobei der modular auf gebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austausch bare Module aufweist, umfassend:
- eine Messeinrichtung zur Aufnahme von Messparametern des Stromnetzes modular oder integriert ausgeführt;
- eine Zeitmesseinrichtung zur Aufnahme einer Zeitmessung und Zuordnung zu den aufgenommenen Messparametern modu lar oder integriert ausgeführt;
- eine Auswerteeinheit zur Analyse und Bewertung der auf genommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung modular oder inte griert ausgeführt;
- ein Speichermedium zur Dokumentation der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der Aus wertungen modular oder integriert ausgeführt;
- eine Steuereinheit zur Übermittlung möglicher Netzbe
triebsänderungen modular oder integriert ausgeführt, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz in der Auswer teeinheit ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Ab zweigs hinterlegt ist.
35. Stromverteilungsnetz nach Anspruch 34, dadurch gekenn zeichnet, dass die Messeinrichtung Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs aufnimmt.
36. Stromverteilungsnetz nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitmesseinrichtung eine Echtzeit messung ist, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder Uhrzeitmessungen, aus welchen der ZeitZwischenraum zu ermit teln ist.
37. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt eine Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz ist, an welchen zumindest ein Abzweig zugeschaltet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterlegten Mess durchgangs verglichen wird, wobei in den zugehörigen Abzwei gen des Knotenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vor herigen Messdurchgang im zweiten Schritt weiterführende Mes sungen durchgeführt werden.
38. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz eine vergleichende Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Ab zweigen ist, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum ar chivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
39. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy- Logik ausgebildet ist.
40. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik ausgebil det ist.
41. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass für einen optimierten Stromnetz betrieb eine Priorisierung der unterschiedlichen zur Anwen dung zu bringenden Algorithmen in der Auswerteeinheit des Kontrollers hinterlegt ist.
42. Stromverteilungsnetz nach Anspruch 41, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend ausgebildet ist und in Form einer Teach-In-Funktion in die Auswerteeinheit des Kontrollers zu integrieren ist.
43. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit eine Auslö- sekennlinie für eine Überlastung hinterlegt ist, welche einen Abschaltvorgang im Abzweig auslöst.
44. Stromverteilungsnetz nach einem der Ansprüche 34 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte oder modular aufgebaute Kontroller eine Kommunikationsschnittstelle auf weist, welche eine Anbindung an eine Cloud oder ein anderes externes oder internes Medium bzw. eine Auswerteeinheit er möglicht .
45. Computerprogrammprodukt für einen optimierten Stromnetz betrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspan nungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnet zes, welches auf einem Medium mit einer funktionalen Ausrich tung als Computer gespeichert ist und mediumlesbare Program mittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, ermit telte Messparameter des Stromnetzes auszuwerten und hinsicht lich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung zu bewerten, wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs durchge führt wird.
46. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 45, dadurch ge kennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz einen Algorithmus in Form einer Fuzzy-Logik zu durchlaufen.
47. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 45, dadurch ge kennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, einen Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz auf Basis einer vergleichenden Einzelanalyse aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedium archi vierten Messpunkten zu den jeweiligen Abzweigen zu durchlau fen, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivier ten Messwert an einer bestimmten Stelle im Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
48. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 45, dadurch ge kennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, einen Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Priorisierung nach der Wahrschein lichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik zu durchlaufen.
49. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 45 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt mediumlesbare Programmittel aufweist, welche das Medium dazu veranlassen, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eine Pri orisierung der unterschiedlichen zur Anwendung zu bringenden Algorithmen zu ermitteln.
50. Verfahren für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz gene rierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes mittels eines integrierten Kontrollers, wobei der integrierte Kontroller alle nachfolgenden Funktionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, oder mittels eines modular aufgebauten Kontrollers, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodula re separat austauschbare Module aufweist, mit den Schritten:
- Messen von Messparametern des Stromnetzes mittels einer Messeinrichtung des modular aufgebauten oder integrier ten Kontrollers;
- Messen der Zeit und zuordnen der Zeitmesswerte zu den aufgenommenen Messparametern mittels einer Zeitmessein richtung des modular aufgebauten oder integrierten Kon trollers ;
- Auswerten und bewerten der aufgenommenen Messparameter hinsichtlich eines zulässigen Netzbetriebs bzw. einer Überlastung mittels einer Auswerteeinheit des modular aufgebauten oder integrierten Kontrollers;
- Speichern der Messparameter inklusive der zugeordneten Zeitmessungen sowie der ausgewerteten Messdurchgänge zur Dokumentation mittels eines Speichermediums des modular aufgebauten oder integrierten Kontrollers;
- Aussteuern möglicher Netzbetriebsänderungen mittels ei ner Steuereinheit des modular aufgebauten oder inte grierten Kontrollers,
wobei für einen Kurzschlussfall im Stromnetz ein Algorithmus zur Ermittlung des überlasteten Abzweigs durchgeführt wird.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass als Messparameter für das Stromnetz Strommesswerte und/oder Spannungswerte und/oder die Leistung betreffende Werte und/oder die Temperatur in einem im Abzweig integrierten, stromführenden Stromkreiselement und/oder die Anzahl der Schaltzyklen eines zuzuschaltenden Abzweigs ermittelt werden.
52. Verfahren nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekenn zeichnet, dass die Zeitmessung als EchtZeitmessung, welche einen ZeitZwischenraum bestimmt, oder in Form von Uhrzeitmes sungen durchgeführt wird, aus welchen der ZeitZwischenraum ermittelt wird.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des über lasteten Abzweigs im Stromnetz im ersten Schritt als Messung zumindest eines Messparameters an Knotenpunkten im Stromnetz durchgeführt wird, an welchen zumindest ein Abzweig zuge schaltet ist, welche mit dem Messwert eines zuvor hinterleg ten Messdurchgangs verglichen wird, und dass im zweiten
Schritt in den zugehörigen Abzweigen dieses Knotenpunkts mit einer abweichenden Messung zum vorherigen Messdurchgang wei terführende Messungen durchgeführt werden.
54. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des über lasteten Abzweigs im Stromnetz als vergleichende Einzelanaly se aller zugeschalteter Abzweige mit bereits im Speichermedi um archivierten Messpunkten zu den jeweiligen Abzweigen durchgeführt wird, wobei eine abweichende Vergleichsmessung zum archivierten Messwert an einer bestimmten Stelle im
Stromnetz den Kurzschluss auslösenden Abzweig kennzeichnet.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des über lasteten Abzweigs im Stromnetz in Form einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Ermittlung des über lasteten Abzweigs im Stromnetz als Priorisierung nach der Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Fuzzy-Logik durchgeführt wird .
57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die Priorisierung der Algorithmen auf einer Auswertung von Erfahrungswerten basierend durchgeführt wird und in Form ei ner Teach-In-Funktion auf die Auswerteeinheit eingespielt wird .
58. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Auslösekennlinie in der Steu ereinheit, welche eine Überlastung kennzeichnet, ein Ab- schaltvorgang im Abzweig ausgelöst wird.
59. Verwendung eines integrierten Kontrollers gemäß der An sprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funk tionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers gemäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 23 bis 33 und mittels des di gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in einer Automatisierungsanlage.
60. Verwendung eines integrierten Kontrollers gemäß der An sprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funk tionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers gemäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 23 bis 33 und mittels des di gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in der Antriebstechnik .
61. Verwendung eines integrierten Kontrollers gemäß der An sprüche 1 bis 11, wobei der integrierte Kontroller alle Funk tionseinheiten kompakt in einem Gerät umfasst, für einen op- timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes, oder eines modular aufgebauten Kontrollers gemäß der Ansprüche 12 bis 22, wobei der modular aufgebaute Kontroller ein- oder mehrmodulare separat austauschbare Modu- le aufweist, für einen optimierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungs- oder Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes oder Hybridnetzes in einem digitalen DC-Schalter gemäß der Ansprüche 23 bis 33 und mittels des di- gitalen DC-Schalters in einem Stromverteilungsnetz gemäß der Ansprüche 34 bis 44 in der Leistungselektronik.
62. Verwendung eines Computerprogrammprodukts für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungso- der Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes o- der Hybridnetzes nach den Ansprüchen 45 bis 49 in einer Auto matisierungsanlage .
63. Verwendung eines Computerprogrammprodukts für einen op- timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungso der Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes o- der Hybridnetzes nach den Ansprüchen 45 bis 49 in der An triebstechnik.
64. Verwendung eines Computerprogrammprodukts für einen op timierten Stromnetzbetrieb eines aus einem Wechselspannungso der Gleichspannungsnetz generierten Gleichspannungsnetzes o- der Hybridnetzes nach den Ansprüchen 45 bis 49 in der Leis tungselektronik.
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