WO2021209577A1 - Energiemengenerfassungssystem, energiemengenberechnungsvorrichtung, energiemengenverarbeitungssystem, energiemengenerfassungsverfahren und energiemengenberechnungsverfahren - Google Patents

Energiemengenerfassungssystem, energiemengenberechnungsvorrichtung, energiemengenverarbeitungssystem, energiemengenerfassungsverfahren und energiemengenberechnungsverfahren Download PDF

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WO2021209577A1
WO2021209577A1 PCT/EP2021/059847 EP2021059847W WO2021209577A1 WO 2021209577 A1 WO2021209577 A1 WO 2021209577A1 EP 2021059847 W EP2021059847 W EP 2021059847W WO 2021209577 A1 WO2021209577 A1 WO 2021209577A1
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energy
amount
electrical connection
meter
detection system
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PCT/EP2021/059847
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Torsten Hammerschmidt
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Innogy Se
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
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    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge

Definitions

  • Energy amount detection system energy amount calculating device, energy amount processing system, energy amount detection method, and energy amount calculation method
  • the present disclosure relates generally to techniques for sensing and processing amounts of energy.
  • the present disclosure relates to an energy amount detection system, an energy amount calculation device, an energy amount processing system, an energy amount detection method, and an energy amount calculation method.
  • More and more private and public buildings are being equipped with a photovoltaic system and an energy storage device for storing the electrical energy generated by the photovoltaic system.
  • the electrical energy generated by the photovoltaic system can be used immediately, stored in the energy store for later consumption, or fed into the connected energy supply network.
  • electrical energy that is not directly consumable and generated by the photovoltaic system can be temporarily stored in the energy store and used later.
  • the operator of the photovoltaic system receives a feed-in remuneration from the network operator for feeding into the energy supply network.
  • the grid operator and subscriber are billed for the feed-in.
  • the amount of the legally guaranteed feed-in tariff is constantly decreasing or may soon cease to exist altogether. For this reason, self-consumption is becoming more and more interesting for operators of photovoltaic systems.
  • the same situation arises for operators of other energy generation devices, such as wind power plants, biomass plants, or combined heat and power plants.
  • electricity metering and electricity billing a distinction is made between green electricity and gray electricity. When green electricity is mentioned below, the electricity generated by the local energy generation device is meant.
  • gray current the current drawn from the energy supply network or current mixed with this current is meant.
  • the electricity from the energy supply network comes partly from renewable energy sources. However, since it also contains gray electricity, for example from combustion power plants, it is referred to as gray electricity.
  • the energy storage devices e.g. for photovoltaic systems
  • the energy storage devices should draw gray electricity from the energy supply network at peak generation times and be able to supply electricity to the energy supply network at peak load times.
  • the document DE 10 2017 121 457 A9 relates to an energy storage device that can be charged both with green electricity and with gray electricity and a measurement technology with which green and gray electricity quantities can be recorded separately. In particular, quantities fed into the energy supply network or consumed by the subscriber as green electricity or gray electricity can be measured separately.
  • the disadvantage of the arrangement and measurement technology described in this publication is that at least five electricity meters are necessary to record all billing-relevant data, which leads to a relatively high complexity with high costs and increased measurement data processing effort.
  • the present disclosure is based on the object of providing an energy amount detection system, an energy amount calculation device, an energy amount processing system, an energy amount detection method and an energy amount calculation method which use simplified measurement techniques for energy stores that can be charged with green electricity and gray electricity.
  • an energy quantity detection system which comprises: a first electrical connection which is configured to be connected to an electrical supply network; a second electrical connection which is set up to be connected to an energy store; a third electrical connection which is set up to be connected to an electrical consumer; a fourth electrical connection which is configured to be connected to a power generation device; a first network node via which the first electrical connection is electrically connected to the second electrical connection, the third electrical connection and the fourth electrical connection; a first energy meter which is arranged between the first electrical connection and the first network node; a second energy meter which is arranged between the first network node and the third electrical connection and the fourth electrical connection; a second network node which is arranged between the second energy meter and the third electrical connection and the fourth electrical connection; and an energy flow sensor that detects an energy flow between the second electrical connection and the first network node and is set up to do so, as a function of the detected one Output energy flow control signals for the first energy meter, the first energy meter being configured to count
  • the electrical supply network can be an electrical network for the transmission and distribution of electrical energy, which comprises electrical lines such as overhead lines and underground cables, and associated devices such as switching and transformer stations.
  • the energy store can be a device for storing currently available but not required energy for later use, such as a battery, in particular a lithium-ion battery, for example.
  • the electrical consumer can be at least one electrical device connected to a house network, such as a washing machine, a refrigerator, etc.
  • the energy generating device can be, for example, a photovoltaic system or a wind power system.
  • the electrical connections can be electrical connection points via which the energy quantity detection system can be connected to the respective external electrical networks and devices.
  • the energy meters can be electricity meters, for example Ferraris meters, double and multi-tariff electricity meters with a large number of counters, electronic household meters (EHZ), electronic energy meters or modern measuring devices or intelligent measuring systems (so-called intelligent energy meters), which one or a large number Allocate counted amounts of energy to different registers, each with and without remote reading.
  • the energy meters are preferably provided with a backstop.
  • the energy flow sensor can be an energy flow direction sensor or an energy flow relay which determines the direction of the energy or current flow through the energy flow sensor and outputs corresponding control signals.
  • the energy flow sensor can be a separate device.
  • the energy flow sensor can, however, also be integrated in one of the energy meters or converters.
  • the energy flow sensor preferably outputs two control signals to the first energy meter.
  • the control signals can either indicate that about the second electrical connection energy is fed into the amount of energy detection system, or that energy is output from the amount of energy detection system via the second electrical connection.
  • the first energy meter can individually count individual and / or several of the first amount of energy, the second amount of energy, the third amount of energy and the fourth amount of energy as a function of the control signals received from the energy flow sensor.
  • the energy quantities counted can in particular be measured values in the unit kilowatt hour (kWh).
  • a counter can be provided for each amount of energy counted.
  • smart meter or intelligent measuring system - iMsys each amount of energy counted is assigned a register.
  • OBIS Object Identification System
  • key figures are preferably used to uniquely identify the measured values (energy quantities, meter readings). This can be particularly advantageous when the measured values are transmitted via communication networks (wireless or wired).
  • the network nodes can be distribution bars, for example.
  • the term energy generation when used in this disclosure, it means the generation / conversion of electrical energy from other energy sources, such as sunlight, combined heat and power, wind power, biomass or the like.
  • electricity that flows as a result of the generation of energy.
  • the terms current flow and energy flow can be used synonymously.
  • the direction of current flow is understood to mean the direction of energy flow, even if these terms are physically differentiated when considering alternating currents in a time-resolved manner.
  • a freely definable current or energy flow direction is marked with positive and the opposite flow direction with negative values. If in the following the direction of energy flow or current direction or energy or current is mentioned, these terms are interchangeable.
  • the first amount of energy and the third amount of energy correspond to energy flows from the first electrical connection to the first network node
  • the second amount of energy and the fourth amount of energy correspond to energy flows from the first network node to the first electrical connection.
  • the first energy meter can be set up to measure energy quantity pairs.
  • the selection of the respective energy quantity pair can be made by the control signal received from the energy flow sensor.
  • the first energy meter can be set up to count either the first amount of energy and the second amount of energy or the third amount of energy and the fourth amount of energy as a function of the control signals received from the energy flow sensor.
  • the first energy meter can thus be set up to count the first amount of energy and the second amount of energy when energy is fed into the energy amount detection system via the second electrical connection.
  • the first energy meter can be set up to count the third amount of energy and the fourth amount of energy when energy is output from the energy amount detection system via the second electrical connection.
  • the energy flow sensor can be configured to output control signals for the second energy meter as a function of a measured energy flow, and the second energy meter can be configured to output a fifth amount of energy, a sixth amount of energy, depending on the control signals received from the energy flow sensor. counting a seventh amount of energy and an eighth amount of energy.
  • the energy flow sensor preferably outputs two control signals to the second energy meter.
  • the control signals can either indicate that energy is being fed into the energy quantity recording system via the second electrical connection, or that energy is being emitted from the energy quantity recording system via the second electrical connection.
  • the energy flow sensor outputs the two control signals both to the first energy meter and to the second energy meter.
  • the fifth amount of energy and the seventh amount of energy preferably correspond to energy flows from the first network node to the second network node, and the sixth amount of energy and the eighth amount of energy correspond to energy flows from the second network node to the first network node.
  • the second energy meter can be set up to count either the fifth amount of energy and the sixth amount of energy or the seventh and the eighth amount of energy as a function of the control signals received from the energy flow sensor.
  • the second energy meter can thus be set up to count the fifth amount of energy and the sixth amount of energy when energy is fed into the energy amount detection system via the second electrical connection.
  • the second energy meter can be set up to count the seventh amount of energy and the eighth amount of energy when energy is output from the energy amount detection system via the second electrical connection.
  • an energy quantity detection system with two energy meters in particular a maximum of two energy meters, is provided.
  • a third energy meter which is arranged between the second network node and the fourth electrical connection, can also be provided to determine the energy flow quantities of the energy generating device.
  • the third energy meter can be set up to count a ninth amount of energy and / or a tenth amount of energy.
  • the third energy meter is preferably constantly active and works independently of the control signals from the energy flow sensor.
  • the ninth amount of energy is preferably energy flows from the fourth electrical connection to the second network node and the tenth amount of energy is energy flows from the second network node to the fourth electrical connection.
  • the first energy meter, the second energy meter and / or the third energy meter can be set up to count the amounts of energy described above in real time.
  • an energy quantity detection system with only three energy meters, in particular a maximum of three energy meters, is provided with which all billing-relevant data can be determined.
  • the present disclosure also relates to an energy amount calculating device.
  • the energy quantity calculating device preferably receives the counted energy quantities from the first energy meter and / or the second energy meter.
  • the reception can be wired or wireless (for example via a local radio network or a cellular network).
  • the amount of energy calculating device can be set up to add the first amount of energy to the seventh amount of energy.
  • the energy quantity calculating device can be set up to subtract the seventh amount of energy from the third amount of energy.
  • the present disclosure also relates to an energy quantity processing system, which comprises an energy quantity acquisition system as described above, a gateway and an energy quantity calculation device described above, the energy quantity acquisition system being set up to send the counted amounts of energy to the gateway and the gateway being set up to send the amounts of energy received to the Send energy amount calculator.
  • the energy quantity calculating device ie the intelligence
  • the gateway can be a so-called smart meter gateway.
  • the gateway in the sense of this disclosure can also be a multi-utility communication controller (MUC or MUC-C).
  • the present disclosure also relates to a power amount detection method for use in any of those described above
  • Energy amount detection systems comprising counting, by the first energy meter in dependence on the control signals received from the energy flow sensor, a first amount of energy, a second amount of energy, a third amount of energy and a fourth amount of energy.
  • the present disclosure relates to an energy amount calculation method for use in an energy amount calculation device described above, the method comprising adding the first amount of energy to the seventh amount of energy and / or subtracting the seventh amount of energy from the third amount of energy.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an energy quantity detection system which is connected to an electrical supply network, an energy store, an electrical consumer and an energy generating device;
  • FIG. 2 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an energy quantity processing system with an energy quantity detection system and an energy quantity calculation device.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an energy quantity detection system 100, which is connected to an electrical supply network 13 via a first electrical connection 21, is connected to an energy store 10 via a second electrical connection 22, and is connected to an energy store 10 via a third electrical connection 23 electrical consumer 11 is connected and is connected to an energy generating device 12 via a fourth electrical connection 24.
  • FIG. 1 only the elements relevant to the description of the energy quantity detection system 100 are shown schematically. A person skilled in the art will understand that additional elements, such as inverters, can be provided in an implementation.
  • the energy quantity detection system 100 further comprises a first energy meter 1, a second energy meter 2, a third energy meter 3 and an energy flow sensor 5.
  • the first electrical connection 21, the second electrical connection 22, the third electrical connection 23, the fourth electrical connection 24, the first Energy meter 1, the second energy meter 2, the third energy meter 3 and the energy flow sensor 5 are connected to one another via an electrical network which comprises a first network node 31 and a second network node 32.
  • the first energy meter 1 is arranged between the first electrical connection 21 and the first network node 31, the second energy meter 2 is arranged between the first network node 31 and the second network node 32 and the third energy meter 3 is between the second network node 32 and the fourth electrical connection 24 arranged.
  • the energy flow sensor 5 measures the energy flow between the second electrical connection 22 and the first network node 31.
  • the first network node 31 is arranged between the first energy meter 1, the second energy meter 2 and the second electrical connection 22.
  • the second network node 32 is arranged between the second energy meter 2 and the third electrical connection 23 and the third energy meter 3.
  • the first amount of energy 41 and the third amount of energy 43 correspond to energy flows from the first electrical connection 21 to the first network node 31.
  • the second amount of energy 42 and the fourth amount of energy 44 correspond to energy flows from the first network node 31 to the first electrical connection 21.
  • the first amount of energy 41 and the second amount of energy 42 are counted when the first energy meter 1 receives the control signal S1 from the energy flow sensor 5 via the line 61.
  • the third amount of energy 43 and the fourth amount of energy 44 are counted when the first energy meter 1 receives the control signal S2 from the energy flow sensor 5 via the line 61.
  • the fifth amount of energy 45 and the seventh amount of energy 47 correspond to energy flows from the first network node 31 to the second network node 32.
  • the sixth amount of energy 46 and the eighth amount of energy 48 correspond to energy flows from the second network node 32 to the first network node 31.
  • the fifth amount of energy 45 and the sixth amount of energy 46 are counted when the second energy meter 2 receives the control signal S1 from the energy flow sensor 5 via the line 62.
  • the seventh amount of energy 47 and the eighth amount of energy 48 are counted when the second energy meter 2 receives the control signal S2 from the energy flow sensor 5 via the line 62.
  • the third energy meter 3 is set up to count a ninth amount of energy 49, which corresponds to the energy flows from the fourth electrical connection 24 to the second network node 32, and / or to count a tenth amount of energy 50, which corresponds to the energy flows from the second network node 32 to the fourth electrical connection 24 .
  • the arrow 63 corresponds to the network current from the first network node 31 to the first electrical connection 21
  • the arrow 64 corresponds to the consumer current from the second Network node 32 to the third electrical connection 23
  • the arrow 65 the power generating device current from the third energy meter 3 to the second network node 32.
  • the first energy meter 1 counts the first amount of energy 41, the second amount of energy 42, the third amount of energy 43 and the fourth amount of energy 44 as a function of the control signals S1 and S2 received from the energy flow sensor 5 the second energy meter 2, depending on the control signals S1 and S2 received from the energy flow sensor 5, the fifth amount of energy 45, the sixth amount of energy 46, the seventh amount of energy 47 and the eighth amount of energy 48.
  • the third energy meter 3 counts the ninth independently of the energy flow sensor 5 Amount of energy 40 and the tenth amount of energy 50.
  • the first energy meter 1, the second energy meter 2 and the third energy meter 3 are designed as intelligent energy meters, in particular as intelligent energy meters that can be read remotely.
  • the OBIS key figure system is defined in the standards DIN EN 62056-61: 2007-06 OBIS - Object Identification System and DIN EN 13757-1: 2003-03 data exchange.
  • the following OBIS codes can be assigned to the first to tenth energy amounts: first energy amount 41: OBIS code number 1.8.1 second energy amount 42: OBIS code number 2.8.1 third energy amount 43: OBIS code number 1.8.2 fourth energy amount 44: OBIS code number 2.8.2 fifth energy amount 45: OBIS code number 1.8.1 sixth energy amount 46: OBIS code number 2.8.1 seventh energy amount 47: OBIS code number 1.8.2 eighth energy amount 48: OBIS code number 2.8.2 ninth energy amount 49: OBIS code 2.8.0 tenth amount of energy 50: OBIS code 1.8.0
  • a switch is made between the counters or registers with the OBIS codes 1.8.1 and 1.8.2 and accordingly between the counters or registers with the OBIS codes 2.8.1 and 2.8.2.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an energy quantity processing system with an energy quantity detection system and an energy quantity calculation device.
  • the energy quantity acquisition system can in particular be the energy quantity acquisition system 100 shown in FIG. 1.
  • the energy quantity detection system 100 is connected wirelessly or wired to a gateway 110 (for example a smart meter gateway), which in turn is connected wirelessly or wired to an energy quantity calculating device 120.
  • the energy quantity calculating device 120 can be arranged in a backend, for example. But it is also conceivable that the
  • Energy quantity calculating device 120 is arranged in the gateway 110 and forwards calculated data to a backend (not shown in FIG. 2).
  • the amount of energy calculating device 120 receives the amounts of energy 41 to 50 measured by the energy meters 1, 2 and 3 and uses them to calculate billing-relevant values. In particular, the following billing-relevant values are calculated by the energy quantity calculating device 120:
  • Power generating device utility grid feed (amount of energy 44) + (amount of energy 46)
  • Enet, delivery (green) Enet, delivery (green) + EPV-HH, network delivery (green)
  • Energy generating device generation amount of energy 49 (designation e.g. EPV, delivery)
  • the energy amount calculating device 120 receives the energy amounts 41 to 50 and calculates the aforementioned billing-relevant values.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Energiemengenerfassungssystem, eine Energiemengenberechnungsvorrichtung, ein Energiemengenverarbeitungssystem, ein Energiemengenerfassungsverfahren und ein Energiemengenberechnungsverfahren. Das Energiemengenerfassungssystem umfasst vier elektrische Anschlüsse zum Anschluss des Energiemengenerfassungssystems an ein elektrisches Versorgungsnetz, einen Energiespeicher, einen elektrischen Verbraucher und eine Energieerzeugungsvorrichtung, sowie mehrere Energiezähler und einen Energieflusssensor, der dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem gemessenen Energiefluss Steuersignale für zumindest einen der Energiezähler auszugeben. Einer der Energiezähler ist dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen eine erste Energiemenge, eine zweite Energiemenge, eine dritte Energiemenge und eine vierte Energiemenge zu zählen.

Description

Energiemengenerfassungssystem, Energiemengenberechnungsvorrichtung, Energiemengenverarbeitungssystem, Energiemengenerfassungsverfahren und Energiemengenberechnungsverfahren
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Techniken zur Erfassung und Verarbeitung von Energiemengen. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem, eine Energiemengenberechnungsvorrichtung, ein Energiemengenverarbeitungssystem, ein Energiemengenerfassungsverfahren und ein Energiemengenberechnungsverfahren.
HINTERGRUND
Immer mehr private und öffentliche Gebäude werden mit einer Photovoltaikanlage und einem Energiespeicher zum Speichern der von der Photovoltaikanlage erzeugten elektrischen Energie ausgestattet. Die von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie kann unmittelbar verbraucht, in dem Energiespeicher zum späteren Verbrauch gespeichert oder in das angeschlossene Energieversorgungsnetz eingespeist werden. Insbesondere kann nicht unmittelbar verbrauchbare, von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie in dem Energiespeicher zwischengespeichert und später verbraucht werden.
Für die Einspeisung in das Energieversorgungsnetz erhält der Betreiber der Photovoltaikanlage (nachfolgend auch Teilnehmer genannt) von dem Netzbetreiber eine Einspeisevergütung. Dazu erfolgt zwischen Netzbetreiber und Teilnehmer eine Abrechnung der Einspeisung. Die Höhe der gesetzlich garantierten Einspeisevergütung nimmt jedoch ständig ab bzw. fällt demnächst gegebenenfalls ganz weg. Aus diesem Grund wird für Betreiber von Photovoltaikanlage der Eigenverbrauch immer interessanter. Die gleiche Situation ergibt sich für Betreiber anderer Energieerzeugungsvorrichtungen, wie z.B. Windkraftanlagen, Biomasseanlagen, oder Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen. Für die Stromzählung bzw. Stromabrechnung wird zwischen Grünstrom und Graustrom unterschieden. Wenn nachfolgend von Grünstrom die Rede ist, so ist der von der lokalen Energieerzeugungsvorrichtung erzeugte Strom gemeint. Wenn nachfolgend von Graustrom die Rede ist, so ist der aus dem Energieversorgungsnetz bezogene Strom oder mit diesem Strom vermischter Strom gemeint. Der Strom aus dem Energieversorgungsnetz stammt teilweise aus regenerativen Energiequellen. Da er jedoch auch Graustromanteile, z.B. aus Verbrennungskraftwerken enthält, wird er als Graustrom bezeichnet.
Um zu vermeiden, dass aus dem Energieversorgungsnetz stammende in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie anschließend aus dem Energiespeicher zurück in das Energieversorgungsnetz gespeist wird, was eine Einspeisevergütung zur Folge hätte, ist eine kombinierte Speicherung von auf Grünstrom und Graustrom basierender Energie in ein und demselben Energiespeicher nicht vorgesehen.
Eine kombinierte Speicherung von Grünstrom und Graustrom in ein und demselben Energiespeicher ist auch zur Zeit nicht zulässig, da bisher keine anerkannten und einfachen Messtechniken existieren, mit denen eindeutig messbar ist, ob Grünstrom oder Graustrom in das Energieversorgungsnetz von dem Energiespeicher eingespeist bzw. vom Teilnehmer verbraucht wird.
Zur Verbesserung der Netzstabilität haben Netzbetreiber, Stromhändler und Stromvertriebe jedoch ein Interesse, Energiespeicher (beispielsweise für Photovoltaikanlagen) auch zur Speicherung von Graustrom zu nutzen. So sollten die Energiespeicher zu Spitzenerzeugungszeiten Graustrom von dem Energieversorgungsnetz beziehen und zu Spitzenlastenzeiten Strom an das Energieversorgungsnetz liefern können. Derzeit ist es jedoch nur möglich, entweder ausschließlich den eigenerzeugten Strom, das heißt den Grünstrom, in dem Energiespeicher zu speichern und dann entweder in dem Gebäude zu verbrauchen oder an das Energieversorgungsnetz abzugeben (Grünstromspeicherung).
Somit ist es entweder möglich, dass der Energiespeicher Grünstrom speichert, wenn der Haushalt den Energiespeicher zur Erhöhung des selbstverbrauchten Anteils des durch die Energieerzeugungsvorrichtung produzierten Stroms nutzt, oder dass der Energiespeicher als Graustromspeicher netz-, markt oder systemdienlich eingesetzt wird. Die Druckschrift DE 10 2017 121 457 A9 betrifft einen Energiespeicher, der sowohl mit Grünstrom also auch mit Graustrom geladen werden kann und eine Messtechnik, mit der Grün- und Graustrommengen getrennt erfasst werden können. Insbesondere sind als Grünstrom oder Graustrom in das Energieversorgungsnetz eingespeiste bzw. vom Teilnehmer verbrauchte Mengen getrennt messbar. Nachteilig bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Anordnung und Messtechnik ist jedoch, dass mindestens fünf Stromzähler notwendig sind um alle abrechnungstechnisch relevanten Daten zu erfassen, was zu einer relativ hohen Komplexität mit hohen Kosten und einem gesteigerten Messdatenverarbeitungsaufwand führt.
KURZER ABRISS
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energiemengenerfassungssystem, eine Energiemengenberechnungsvorrichtung, ein Energiemengenverarbeitungssystem, ein Energiemengenerfassungsverfahren und eine Energiemengenberechnungsverfahren bereitzustellen, welche vereinfachte Messtechniken für Energiespeicher, die mit Grünstrom und Graustrom geladen werden können, verwenden.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Energiemengenerfassungssystem bereitgestellt, welches Folgendes umfasst: Einen ersten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Versorgungsnetz verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem Energiespeicher verbunden zu werden; einen dritten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Verbraucher verbunden zu werden; einen vierten elektrischen Anschluss, der dazu eingerichtet ist, mit einer Energieerzeugungsvorrichtung verbunden zu werden; einen erster Netzknoten, über den der erste elektrische Anschluss elektrisch mit dem zweiten elektrischen Anschluss, dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss verbunden ist; einen ersten Energiezähler, der zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem ersten Netzknoten angeordnet ist; einen zweiten Energiezähler, der zwischen dem ersten Netzknoten und dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist; einen zweiten Netzknoten, der zwischen dem zweiten Energiezähler und dem dritten elektrischen Anschluss und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist; und einen Energieflusssensor, der einen Energiefluss zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss und dem erster Netzknoten erfasst und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Energiefluss Steuersignale für den ersten Energiezähler auszugeben, wobei der erste Energiezähler dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen eine erste Energiemenge, eine zweite Energiemenge, eine dritte Energiemenge und eine vierte Energiemenge zu zählen.
Bei dem elektrischen Versorgungsnetz kann es sich um ein elektrisches Netzwerk zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie handeln, welches elektrische Leitungen wie Freileitungen und Erdkabeln, und dazugehörige Einrichtungen wie Schalt- und Umspannwerke umfasst. Bei dem Energiespeicher kann es sich um eine Vorrichtung zur Speicherung von momentan verfügbarer, aber nicht benötigter Energie zur späteren Nutzung handeln, wie beispielsweise ein Batterie, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie. Bei dem elektrischen Verbraucher kann es sich um mindestens ein an ein Hausnetz angeschlossenes elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Waschmaschine, ein Kühlschrank, etc. handeln. Bei der Energieerzeugungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Photovoltaikanlage oder eine Windkraftanlage handeln. Entsprechend kann es sich bei den elektrischen Anschlüssen um elektrische Verbindungspunkte handeln, über die das Energiemengenerfassungssystem an die jeweiligen externen elektrischen Netze und Vorrichtungen angeschlossen werden können.
Bei den Energiezählern kann es sich um Stromzähler, beispielsweise Ferraris-Zähler, Doppel- und Mehrtarifstromzähler mit einer Vielzahl von Zählwerken, elektronische Haushaltszähler (EHZ), elektronische Energiezähler oder moderne Messeinrichtungen bzw. intelligente Messsysteme (sogenannte intelligente Energiezähler), die eine oder eine Vielzahl gezählter Energiemengen unterschiedlichen Registern zuordnen, jeweils mit und ohne Fernauslesung, handeln. Vorzugsweise sind die Energiezähler mit einer Rücklaufsperre versehen.
Bei dem Energieflusssensor kann es sich um ein Energieflussrichtungssensor bzw. ein Energieflussrelais handeln, welches die Richtung des Energie- bzw. Stromflusses durch den Energieflusssensor bestimmt und entsprechende Steuersignale ausgibt.
Bei dem Energieflusssensor kann es sich um eine separate Vorrichtung handeln. Der Energieflusssensor kann aber auch in einem der Energiezähler oder Umrichter integriert sein.
Vorzugsweise gibt der Energieflusssensor zwei Steuersignale an den ersten Energiezähler aus. Die Steuersignale können dabei entweder Anzeigen, dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird, oder dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
Insbesondere ist es möglich, dass der erste Energiezähler individuell in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen jeweilige einzelne und/oder mehrere der ersten Energiemenge, der zweiten Energiemenge, der dritten Energiemenge und der vierten Energiemenge zählt. Bei den gezählten Energiemengen kann es sich insbesondere um Messwerte in der Einheit Kilowattstunde (kWh) handeln. Bei einem Stromzähler mit mehreren Zählwerken kann dabei für jede gezählte Energiemenge ein Zählwerk vorgesehen sein. Bei einem intelligenten Stromzähler (sogenanntes Smart Meter oder intelligentes Messsystem - iMsys) wird jeder gezählter Energiemenge ein Register zugeordnet. Vorzugsweise werden dabei Object Identification System (OBIS) Kennzahlen verwendet um die Messwerte (Energiemengen, Zählerstände) eindeutig zu identifizieren. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Messwerte über Kommunikationsnetze (drahtlos oder drahtgebunden) übertragen werden.
Zwischen den elektrischen Anschlüssen befindet sich ein elektrisches Netz mit Netzknoten und Netzzweigen, über welche die Energiezähler und der Energieflusssensor elektrisch miteinander verbunden sind. Bei den Netzknoten kann es sich beispielsweise um Verteilerschienen handeln.
Wenn in dieser Offenbarung der Begriff Energieerzeugung verwendet wird, so ist eine Erzeugung/Wandlung elektrischer Energie aus anderen Energieträgern, wie Sonnenlicht, Kraft-Wärme-Kopplung, Windkraft, Biomasse oder dergleichen gemeint. Wenn in dieser Offenbarung von erzeugtem Strom gesprochen wird, ist entsprechend Strom gemeint, der aufgrund der Energieerzeugung fließt. Insbesondere können die Begriffe Stromfluss und Energiefluss synonym verwendet werden. So wird unter der Stromflussrichtung die Energieflussrichtung verstanden, auch wenn physikalisch bei einer zeitlich aufgelösten Betrachtung von Wechselströmen diese Begriffe unterschieden werden. In Berechnungsformeln wird eine frei definierbare Strom- bzw. Energieflussrichtung mit positiven und die entgegengesetzte Flussrichtung mit negativen Werten gekennzeichnet. Wenn nachfolgend von Energieflussrichtung oder Stromrichtung bzw. Energie oder Strom die Rede ist, so sind diese Begriffe austauschbar. In einer bevorzugten Ausführungsform entsprechen die erste Energiemenge und die dritte Energiemenge Energieflüssen vom ersten elektrischen Anschluss zum ersten Netzknoten, und die zweite Energiemenge und die vierte Energiemenge entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten zum ersten elektrischen Anschluss.
Zur Reduzierung der Anzahl von Energiezählern kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, Energiemengenpaare zu messen. Die Auswahl des jeweiligen Energiemengenpaars kann durch das von dem Energieflusssensor empfangene Steuersignal erfolgen. Insbesondere kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen entweder die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge oder die dritte Energiemenge und die vierte Energiemenge zu zählen.
So kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, die erste Energiemenge und die zweite Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird.
Ferner kann der erste Energiezähler dazu eingerichtet sein, die dritte Energiemenge und die vierte Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
Zur Verringerung der Anzahl von Energiezählern kann der Energieflusssensor dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von einem gemessenen Energiefluss Steuersignale für den zweiten Energiezähler auszugeben und der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen eine fünfte Energiemenge, eine sechste Energiemenge, eine siebte Energiemenge und eine achte Energiemenge zu zählen.
Vorzugsweise gibt der Energieflusssensor zwei Steuersignale an den zweiten Energiezähler aus. Die Steuersignale können dabei entweder Anzeigen, dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird, oder dass über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
Gemäß einer Ausführungsform gibt der Energieflusssensor die zwei Steuersignale sowohl an den ersten Energiezähler als auch an den zweiten Energiezähler aus. Vorzugsweise entsprechen die fünfte Energiemenge und die siebte Energiemenge Energieflüssen vom ersten Netzknoten zum zweiten Netzknoten, und die sechste Energiemenge und die achte Energiemenge Energieflüssen vom zweiten Netzknoten zum ersten Netzknoten.
Zur weiteren Verringerung der Anzahl von Energiezählern kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen entweder die fünfte Energiemenge und die sechste Energiemenge oder die siebte und die achte Energiemenge zu zählen.
So kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet sein, die fünfte Energiemenge und die sechste Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie in das Energiemengenerfassungssystem gespeist wird.
Ferner kann der zweite Energiezähler dazu eingerichtet ist, die siebte Energiemenge und die achte Energiemenge zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem abgegeben wird.
So wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem mit zwei Energiezählern, insbesondere maximal zwei Energiezählern, bereitgestellt.
Mit Hilfe einiger bzw. sämtlicher der vorstehend beschriebenen Merkmale ist es möglich, auf einfache Weise die abrechnungsrelevanten Daten Verbraucher- Versorgungsnetz-Strombezug (insbesondere den Haushalts-Netz-Strombezug) und/oder den Energiespeicher-Versorgungsnetz-Strombezug (insbesondere den Speicher-Netz-Strombezug) zu ermitteln.
Zur Bestimmung von Energieflussmengen der Energieerzeugungsvorrichtung kann ferner ein dritter Energiezähler vorgesehen sein, der zwischen dem zweiten Netzknoten und dem vierten elektrischen Anschluss angeordnet ist. Der dritte Energiezähler kann dabei dazu eingerichtet sein, eine neunte Energiemenge und/oder eine zehnte Energiemenge zu zählen. Verzugsweise ist der dritte Energiezähler ständig aktiv und arbeitet unabhängig von den Steuersignalen des Energieflusssensors. Bevorzugt handelt es sich bei der neunten Energiemenge um Energieflüsse vom vierten elektrischen Anschluss zum zweiten Netzknoten und bei der zehnten Energiemenge um Energieflüsse vom zweiten Netzknoten zum vierten elektrischen Anschluss.
Für eine präzise Energiemengenbestimmung können der erste Energiezähler, der zweite Energiezähler und/oder der dritte Energiezähler dazu eingerichtet sein, die vorstehend beschriebenen Energiemengen in Echtzeit zu zählen.
So wird gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Energiemengenerfassungssystem mit lediglich drei Energiezählern, insbesondere maximal drei Energiezählern, bereitgestellt, mit welchem alle abrechnungsrelevanten Daten ermittelt werden können.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Energiemengenberechnungsvorrichtung. Vorzugsweise erhält die Energiemengenberechnungsvorrichtung von dem ersten Energiezähler und/oder dem zweiten Energiezähler die gezählten Energiemengen. Der Empfang kann dabei drahtgebunden oder drahtlos (beispielsweise über ein lokales Funknetz oder ein Mobilfunknetz) erfolgen.
Zur Bestimmung des Verbraucher-Versorgungsnetz-Strombezugs (insbesondere Haushalts-Netz-Strombezug) kann die Energiemengenberechnungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, die erste Energiemenge mit der siebten Energiemenge zu addieren.
Zur Bestimmung des Energiespeicher-Versorgungsnetz-Strombezugs (insbesondere Speicher-Netz-Strombezug), kann die Energiemengenberechnungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, die siebte Energiemenge von der dritten Energiemenge zu subtrahieren.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Energiemengenverarbeitungssystem, welches ein vorstehend beschriebenes Energiemengenerfassungssystem, einen Gateway und eine vorstehend beschriebene Energiemengenberechnungsvorrichtung umfasst, wobei das Energiemengenerfassungssystem dazu eingerichtet ist, die gezählten Energiemengen an den Gateway zu senden und der Gateway dazu eingerichtet ist, die empfangenen Energiemengen an die Energiemengenberechnungsvorrichtung zu senden. Dabei ist es möglich, dass die Energiemengenberechnungsvorrichtung (d.h. die Intelligenz) in dem Gateway oder in einem mit dem Gateway drahtlos oder drahtgebunden in Kommunikationsverbindung stehenden Backend (beispielsweise bei einem Netzbetreiber) angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei dem Gateway um einen sogenannten Smart Meter Gateway handeln. Bei dem Gateway im Sinne dieser Offenbarung kann es sich auch um einen Multi Utility Communication Controller (MUC bzw. MUC-C) handeln.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Energiemengenerfassungsverfahren zur Verwendung in einem der vorstehend beschriebenen
Energiemengenerfassungssysteme, wobei das Verfahren Zählen, durch den ersten Energiezähler in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor empfangenen Steuersignalen, einer ersten Energiemenge, einer zweiten Energiemenge, einer dritten Energiemenge und einer vierten Energiemenge umfasst.
Schließlich betrifft die vorliegende Offenbarung ein Energiemengenberechnungsverfahren zur Verwendung in einer vorstehend beschriebenen Energiemengenberechnungsvorrichtung, wobei das Verfahren Addieren der ersten Energiemenge mit der siebten Energiemenge und/oder Subtrahieren der siebten Energiemenge von der dritten Energiemenge umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen, Systeme und Verfahren ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenerfassungssystems, welches mit einem elektrischen Versorgungsnetz, einem Energiespeicher, einem elektrischen Verbraucher und einer Energieerzeugungsvorrichtung verbunden ist; und
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenverarbeitungssystems mit einem Energiemengenerfassungssystem und einer Energiemengenberechnungsvorrichtung. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenerfassungssystems 100, welches über einen ersten elektrischen Anschluss 21 mit einem elektrischen Versorgungsnetz 13 verbunden ist, über einen zweiten elektrischen Anschluss 22 mit einem Energiespeicher 10 verbunden ist, über einen dritten elektrischen Anschluss 23 mit einem elektrischen Verbraucher 11 verbunden ist und über einen vierten elektrischen Anschluss 24 mit einer Energieerzeugungsvorrichtung 12 verbunden ist. In der Fig. 1 sind nur die zur Beschreibung des Energiemengenerfassungssystems 100 relevanten Elemente schematisch gezeigt. Für den Fachmann ist verständlich, dass bei einer Implementierung weitere Elemente, wie z.B. Wechselrichter, vorgesehen werden können.
Das Energiemengenerfassungssystem 100 umfasst ferner einen ersten Energiezähler 1, einen zweiten Energiezähler 2, einen dritten Energiezähler 3 und einen Energieflusssensor 5. Der erste elektrische Anschluss 21, der zweite elektrische Anschluss 22, der dritte elektrischen Anschluss 23, der vierte elektrische Anschluss 24, der erste Energiezähler 1, der zweite Energiezähler 2, der dritte Energiezähler 3 und der Energieflusssensor 5 sind über ein elektrisches Netz miteinander verbunden, welches einen erster Netzknoten 31 und einen zweiten Netzknoten 32 umfasst.
Der erste Energiezähler 1 ist zwischen dem ersten elektrischen Anschluss 21 und dem ersten Netzknoten 31 angeordnet, der zweite Energiezähler 2 ist zwischen dem ersten Netzknoten 31 und dem zweiten Netzknoten 32 angeordnet und der dritte Energiezähler 3 ist zwischen dem zweiten Netzknoten 32 und dem vierten elektrischen Anschluss 24 angeordnet.
Ferner misst der Energieflusssensor 5 den Energiefluss zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss 22 und dem ersten Netzknoten 31. Der erste Netzknoten 31 ist zwischen dem ersten Energiezähler 1, dem zweiten Energiezähler 2 und dem zweiten elektrischen Anschluss 22 angeordnet. Der zweite Netzknoten 32 ist zwischen dem zweiten Energiezähler 2 und dem dritten elektrischen Anschluss 23 und dem dritten Energiezähler 3 angeordnet.
In der Fig. 1 sind Energie- bzw. Stromflussrichtungen durch Pfeile gezeigt. Der Energieflusssensor 5 misst den durch ihn fließenden Strom 60. Ist der der Strom 60 >= 0, so liefert der Energiespeicher 10 Strom und der Energieflusssensor 5 sendet ein erstes Steuersignal S1 über die Leitung 61 an den ersten Energiezähler 1 und über die Leitung 62 an den zweiten Energiezähler 2. Ist der Strom 60 < 0, so bezieht der Energiespeicher 10 Strom und der Energieflusssensor 5 sendet ein zweites Steuersignal S2 über die Leitung 61 an den ersten Energiezähler 1 und über die Leitung 62 an den zweiten Energiezähler 2.
Die erste Energiemenge 41 und die dritte Energiemenge 43 entsprechen Energieflüssen vom ersten elektrischen Anschluss 21 zum ersten Netzknoten 31. Die zweite Energiemenge 42 und die vierte Energiemenge 44 entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten 31 zum ersten elektrischen Anschluss 21.
Die erste Energiemenge 41 und die zweite Energiemenge 42 werden gezählt, wenn der erste Energiezähler 1 über die Leitung 61 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S1 empfängt. Die dritte Energiemenge 43 und die vierte Energiemenge 44 werden gezählt, wenn der erste Energiezähler 1 über die Leitung 61 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S2 empfängt.
Die fünfte Energiemenge 45 und die siebte Energiemenge 47 entsprechen Energieflüssen vom ersten Netzknoten 31 zum zweiten Netzknoten 32. Die sechste Energiemenge 46 und die achte Energiemenge 48 entsprechen Energieflüssen vom zweiten Netzknoten 32 zum ersten Netzknoten 31.
Die fünfte Energiemenge 45 und die sechste Energiemenge 46 werden gezählt, wenn der zweite Energiezähler 2 über die Leitung 62 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S1 empfängt. Die siebte Energiemenge 47 und die achte Energiemenge 48 werden gezählt, wenn der zweite Energiezähler 2 über die Leitung 62 von dem Energieflusssensor 5 das Steuersignal S2 empfängt.
Der dritte Energiezähler 3 ist dazu eingerichtet, eine neunte Energiemenge 49 zu zählen, die Energieflüssen vom vierten elektrischen Anschluss 24 zum zweiten Netzknoten 32 entspricht, und/oder eine zehnte Energiemenge 50 zu zählen, die Energieflüssen vom zweiten Netzknoten 32 zum vierten elektrischen Anschluss 24 entspricht.
In der Fig. 1 entspricht der Pfeil 63 dem Netzstrom vom ersten Netzknoten 31 zum ersten elektrischen Anschluss 21, der Pfeil 64 dem Verbraucherstrom vom zweiten Netzknoten 32 zum dritten elektrischen Anschluss 23, und der Pfeil 65 den Energieerzeugungsvorrichtungsstrom vom dritten Energiezähler 3 zum zweiten Netzknoten 32.
Gemäß einem Energiemengenerfassungsverfahren zur Verwendung mit dem Energiemengenerfassungssystem 100 zählt der erste Energiezähler 1 in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor 5 empfangenen Steuersignalen S1 und S2 die erste Energiemenge 41, die zweite Energiemenge 42, die dritte Energiemenge 43 und die vierte Energiemenge 44. Des Weiteren zählt der zweite Energiezähler 2 in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor 5 empfangenen Steuersignalen S1 und S2 die fünfte Energiemenge 45, die sechste Energiemenge 46, die siebte Energiemenge 47 und die achte Energiemenge 48. Schließlich zählt der dritte Energiezähler 3 unabhängig von dem Energieflusssensor 5 die neunte Energiemenge 40 und die zehnte Energiemenge 50.
Gemäß einer Weiterbildung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind der erste Energiezähler 1, der zweite Energiezähler 2 und der dritte Energiezähler 3 als intelligente Energiezähler, insbesondere, fernauslesbare intelligente Energiezähler ausgebildet.
Das Kennzahlensystem OBIS ist in den Normen DIN EN 62056-61:2007-06 OBIS - Object Identification System und DIN EN 13757-1:2003-03 Datenaustausch definiert.
In diesem Fall können beispielsweise die folgenden OBIS-Kennzahlen den ersten bis zehnten Energiemengen zugeordnet sein: erste Energiemenge 41: OBIS-Kennzahl 1.8.1 zweite Energiemenge 42: OBIS-Kennzahl 2.8.1 dritte Energiemenge 43: OBIS-Kennzahl 1.8.2 vierte Energiemenge 44: OBIS-Kennzahl 2.8.2 fünfte Energiemenge 45: OBIS-Kennzahl 1.8.1 sechste Energiemenge 46: OBIS-Kennzahl 2.8.1 siebte Energiemenge 47: OBIS-Kennzahl 1.8.2 achte Energiemenge 48: OBIS-Kennzahl 2.8.2 neunte Energiemenge 49: OBIS-Kennzahl 2.8.0 zehnte Energiemenge 50: OBIS-Kennzahl 1.8.0 Entsprechend wird in den Energiezählern 1 und 2 zwischen den Zählwerken bzw. Registern mit den OBIS-Kennzahlen 1.8.1 und 1.8.2 und entsprechend zwischen den Zählwerken bzw. Registern mit den OBIS-Kennzahlen 2.8.1 und 2.8.2 umgeschaltet.
In den Ausführungsformen der Fig. 1 werden Messtechniken zur gleichzeitigen Graustrom- und Grünstromspeicherung mit maximal drei Energiezählern bereitgestellt, wobei Einschränkungen in der Funktionalität im Hinblick auf eine gesetzeskonforme Messung und Abrechnung vermieden werden.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiemengenverarbeitungssystems mit einem Energiemengenerfassungssystem und einer Energiemengenberechnungsvorrichtung. Bei dem Energiemengenerfassungssystem kann es sich insbesondere um das in der Fig. 1 gezeigte Energiemengenerfassungssystem 100 handeln.
Das Energiemengenerfassungssystem 100 ist drahtlos oder drahtgebunden mit einem Gateway 110 (beispielsweise einem Smart Meter Gateway) verbunden, welches wiederum drahtlos oder drahtgebunden mit einer Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 verbunden ist. Die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 kann beispielsweise in einem Backend angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die
Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 in dem Gateway 110 angeordnet ist und berechnete Daten an ein Backend weiterleitet (in Fig. 2 nicht gezeigt).
Die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 erhält die von den Energiezählern 1, 2 und 3 gemessenen Energiemengen 41 bis 50 und berechnet daraus abrechnungsrelevante Werte. Insbesondere werden von der Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 die folgenden abrechnungsrelevanten Werte berechnet:
Energiepeicher-Stromlieferung = (Energiemenge 42) - (Energiemenge 46) (Bezeichnung z.B.: ENetz, Lieferung(grau) = ENetz, Lieferung(graul) - EPV-HH, Netz-Lieferung(grün))
Energieerzeugungsvorrichtungs-Versorgungsnetzeinspeisung = (Energiemenge 44) + (Energiemenge 46)
(Bezeichnung z.B.: ENetz, Lieferung(grün) = ENetz, Lieferung(grünl) + EPV-HH, Netz-Lieferung(grün)) Energieerzeugungsvorrichtungserzeugung = Energiemenge 49 (Bezeichnung z.B.: EPV, Lieferung)
Verbraucher-Eigenstromverbrauch = (Energiemenge 49) - (Energiemenge 44) - (Energiemenge 46)
(Bezeichnung z.B.: EEigenstromverbrauch = EPV, Lieferung - ENetz,
Lieferung(grün))
Eine vereinfachte Berechnung wird insbesondere für die folgenden abrechnungsrelevanten Werte ermöglicht:
Verbraucher-Netzstrombezug = (Energiemenge 41) + (Energiemenge 47) (Bezeichnung z.B.: EHH, Netz-Bezug(grau) = ENetz-Bezug_ohne_Speicher(grau) + EPV-HH, Netz-Bezug(ohne Speicher))
Energiespeicher-Netzstrombezug = (Energiemenge 43) - (Energiemenge 47) (Bezeichnung z.B.: ESP, Bezug(grau) = ENetz-Bezug_mit_Speicher(grau) - EPV-HH, Netz-Bezug(ohne Speicher))
Gemäß einem Energiemengenberechnungsverfahren zur Verwendung mit dem in Fig. 2 gezeigten Energiemengenverarbeitungssystem empfängt die Energiemengenberechnungsvorrichtung 120 die Energiemengen 41 bis 50 und berechnet die vorstehend genannten abrechnungsrelevanten Werte.
Folglich wird eine vereinfachte Berechnung von abrechnungsrelevanten Daten für Energiespeicher, die mit Grünstrom und Graustrom geladen werden können, bereitgestellt.
In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Energiemengenerfassungssystem (100) umfassend einen ersten elektrischen Anschluss (21), der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Versorgungsnetz (13) verbunden zu werden; einen zweiten elektrischen Anschluss (22), der dazu eingerichtet ist, mit einem Energiespeicher (10) verbunden zu werden; einen dritten elektrischen Anschluss (23), der dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Verbraucher (11) verbunden zu werden; einen vierten elektrischen Anschluss (24), der dazu eingerichtet ist, mit einer Energieerzeugungsvorrichtung (12) verbunden zu werden; einen erster Netzknoten (31), über den der erste elektrische Anschluss (21) elektrisch mit dem zweiten elektrischen Anschluss (22), dem dritten elektrischen Anschluss (23) und dem vierten elektrischen Anschluss (24) verbunden ist; einen ersten Energiezähler (1), der zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (21) und dem ersten Netzknoten (31) angeordnet ist; einen zweiten Energiezähler (2), der zwischen dem ersten Netzknoten (31) und dem dritten elektrischen Anschluss (23) und dem vierten elektrischen Anschluss (24) angeordnet ist; einen zweiten Netzknoten (32), der zwischen dem zweiten Energiezähler (2) und dem dritten elektrischen Anschluss (23) und dem vierten elektrischen Anschluss (24) angeordnet ist; und einen Energieflusssensor (5), der einen Energiefluss zwischen dem zweiten elektrischen Anschluss (22) und dem ersten Netzknoten (31) erfasst und dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem erfassten Energiefluss Steuersignale für den ersten Energiezähler (1) auszugeben, wobei der erste Energiezähler (1) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor (5) empfangenen Steuersignalen eine erste Energiemenge (41), eine zweite Energiemenge (42), eine dritte Energiemenge (43) und eine vierte Energiemenge (44) zu zählen.
2. Energiemengenerfassungssystem (100) nach Anspruch 1, bei dem die erste Energiemenge (41) und die dritte Energiemenge (43) Energieflüssen vom ersten elektrischen Anschluss (21) zum ersten Netzknoten (31) entsprechen, und die zweite Energiemenge (42) und die vierte Energiemenge (44) Energieflüssen vom ersten Netzknoten (31) zum ersten elektrischen Anschluss (21) entsprechen.
3. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Energiezähler (1) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor (5) empfangenen Steuersignalen entweder die erste Energiemenge (41) und die dritte Energiemenge (43) oder die zweite Energiemenge (42) und die vierte Energiemenge (44) zu zählen.
4. Energiemengenerfassungssystem (100) nach Anspruch 3, bei dem der erste Energiezähler (1) dazu eingerichtet ist, die erste Energiemenge (41) und die zweite Energiemenge (42) zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss (22) Energie in das Energiemengenerfassungssystem (100) gespeist wird.
5. Energiemengenerfassungssystem (100) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der erste Energiezähler (1) dazu eingerichtet ist, die dritte Energiemenge (43) und die vierte Energiemenge (44) zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss (22) Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem (100) abgegeben wird.
6. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Energieflusssensor (5) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem gemessenem Energiefluss Steuersignale für den zweiten Energiezähler (2) auszugeben und der zweite Energiezähler (2) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor (5) empfangenen Steuersignalen eine fünfte Energiemenge (45), eine sechste Energiemenge (46), eine siebte Energiemenge (47) und eine achte Energiemenge (48) zu zählen.
7. Energiemengenerfassungssystem (100) nach Anspruch 6, bei dem die fünfte Energiemenge (45) und die siebte Energiemenge (47)
Energieflüssen vom ersten Netzknoten (31) zum zweiten Netzknoten (32) entsprechen, und die sechste Energiemenge (46) und die achte Energiemenge (48) Energieflüssen vom zweiten Netzknoten (32) zum ersten Netzknoten (31) entsprechen.
8. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem der zweite Energiezähler (2) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor (5) empfangenen Steuersignalen entweder die fünfte Energiemenge (45) und die sechste Energiemenge (46) oder die siebte Energiemenge (47) und die achte Energiemenge (48) zu zählen.
9. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der zweite Energiezähler (2) dazu eingerichtet ist, die fünfte Energiemenge (45) und die sechste Energiemenge (46) zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss (22) Energie in das Energiemengenerfassungssystem (100) gespeist wird.
10. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem der zweite Energiezähler (2) dazu eingerichtet ist, die siebte Energiemenge (47) und die achte Energiemenge (48) zu zählen, wenn über den zweiten elektrischen Anschluss (22) Energie aus dem Energiemengenerfassungssystem (100) abgegeben wird.
11. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Energiezähler (1) und/oder der zweite Energiezähler (2) dazu eingerichtet sind, die Energiemengen (41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48) in Echtzeit zu zählen.
12. Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen dritten Energiezähler (3), der zwischen dem zweiten Netzknoten (32) und dem vierten elektrischen Anschluss (24) angeordnet und dazu eingerichtet ist, eine neunte Energiemenge (49) und/oder eine zehnte Energiemenge (50) zu zählen.
13. Energiemengenerfassungssystem (100) nach Anspruch 12, bei dem die neunte Energiemenge (49) Energiefiüssen vom vierten elektrischen Anschluss (24) zum zweiten Netzknoten (32) entspricht und die zehnte Energiemenge (50) Energieflüssen vom zweiten Netzknoten (32) zum vierten elektrischen Anschluss (24) entspricht.
14. Energiemengenberechnungsvorrichtung (120), die dazu eingerichtet ist, gezählte Energiemengen von dem ersten Energiezähler (1) und/oder dem zweiten Energiezähler (2) des Energiemengenerfassungssystems (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu empfangen, die erste Energiemenge (41) mit der siebten Energiemenge (47) zu addieren und/oder die siebte Energiemenge (47) von der dritten Energiemenge (43) zu subtrahieren.
15. Energiemengenverarbeitungssystem umfassend ein Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, einen Gateway (110) und eine Energiemengenberechnungsvorrichtung (120) nach Anspruch 14, wobei das Energiemengenerfassungssystem (100) dazu eingerichtet ist, die gezählten Energiemengen an den Gateway (110) zu senden und der Gateway (110) dazu eingerichtet ist, die empfangenen Energiemengen an die Energiemengenberechnungsvorrichtung (120) zu senden.
16. Energiemengenerfassungsverfahren zur Verwendung in einem Energiemengenerfassungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verfahren umfasst:
Zählen, durch den ersten Energiezähler (1) in Abhängigkeit von den von dem Energieflusssensor (5) empfangenen Steuersignalen, einer erste Energiemenge (41), einer zweiten Energiemenge (42), einer dritten Energiemenge (43) und einer vierten Energiemenge (44).
17. Energiemengenberechnungsverfahren zur Verwendung in einer Energiemengenberechnungsvorrichtung (120) nach Anspruch 14, wobei das Verfahren umfasst:
Addieren der ersten Energiemenge (41) mit der siebten Energiemenge (47) und/oder Subtrahieren der siebten Energiemenge (47) von der dritten Energiemenge
(43).
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