WO2013064377A2 - Einspeiseeinheit und stromerzeugungs- und verbrauchsanordnung - Google Patents

Einspeiseeinheit und stromerzeugungs- und verbrauchsanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2013064377A2
WO2013064377A2 PCT/EP2012/070608 EP2012070608W WO2013064377A2 WO 2013064377 A2 WO2013064377 A2 WO 2013064377A2 EP 2012070608 W EP2012070608 W EP 2012070608W WO 2013064377 A2 WO2013064377 A2 WO 2013064377A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
feed
phase
power
network
consumption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/070608
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013064377A3 (de
Inventor
Lothar Schindele
Wolfgang Bronner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2013064377A2 publication Critical patent/WO2013064377A2/de
Publication of WO2013064377A3 publication Critical patent/WO2013064377A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2101/00—Supply or distribution of decentralised, dispersed or local electric power generation
    • H02J2101/20—Dispersed power generation using renewable energy sources
    • H02J2101/22—Solar energy
    • H02J2101/24—Photovoltaics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for feeding a single network from two or more generators or sources in parallel; Arrangements for feeding already energised networks from additional generators or sources in parallel
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Definitions

  • the invention relates to a feed unit of a direct current generator connected to a three-phase alternating current network via a home feed point, in particular a photovoltaic system, at the house feed point of which at least part of the energy produced is at least temporarily removed directly. Furthermore, it relates to a power generation and consumption arrangement with such a feed unit.
  • feed-in units can generate or convert AC, single, dual or three-phase AC voltage and transfer it into power grids.
  • Two- and three-phase supply units are today designed in such a way that they feed the converted power symmetrically as alternating current / voltage.
  • buildings have a three-phase grid consisting of phases LI, L2, L3.
  • Feeder units such as inverters in or on the building (eg photovoltaic inverters) feed the energy generated to one, two or three of these Phases.
  • the feed is evenly “distributed" to all power phases in the power grid, but consumers usually receive their operating power over one phase (eg refrigerator), only with higher power consumption over three phases (eg stove)
  • the arrangement comprises a photovoltaic system 11 as a direct current generator and an inverter 13 as a simple supply unit, which converts the exemplary DC output power of 6 kW of the direct current generator 11 into AC output power and uniformly, So with shares ever 2 kW, fed into the three phases of a public three-phase network 15.
  • Claim 1 provided. Furthermore, a power generation and consumption arrangement with the features of claim 7 is proposed.
  • Advantageous developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.
  • the term "house entry point" is to be understood not only as the entry point of a residential building, but in a broader sense as the entry point of each decentralized, smaller plant for energy production, which may well be distributed over several buildings and / or Can include open space components.
  • the invention includes the idea of creating an "intelligent" feed-in unit which dynamically phase-selectively controls the grid feed, taking into account the active and reactive powers occurring at the feed-in point and the phase-selective detection of internal demand or an admissible feed-in power Furthermore, it is proposed that the feed-in unit has an input side with the power status detection means and own power requirement Detection means and / or power supply default means connected Phaseneinspeise control unit and via the Phaseneinspeise control unit at least e Iner phase of the three-phase AC power supply with a predetermined power feed switchable inverter.
  • the phase-selective control of the infeed enables the maximum self-use of the energy generated by decentralized generators (eg in photovoltaics), while at the same time avoiding unbalanced loads at the connection point of the building, and thus contributes to minimizing the unbalanced loads in the network.
  • decentralized generators eg in photovoltaics
  • the control of the feed distributed to the respective phases can additionally take place by presetting in the device, manually by an operator interface or via a communication interface by a higher-order switching point (eg of the intelligent building electricity meter or the network operator). Through such measures, higher transmission losses in the electrical supply network can be minimized.
  • the feed-in unit comprises a first communication interface for receiving externally provided data for admissible grid feed-in or output data for their determination and / or for the active and reactive powers occurring at the feed-in point. This ensures that functionally essential operating parameters of the network or of the special feed-in point are available for the feed-in unit.
  • phase feed control unit or the inverter has power limiting means for establishing a maximum amount of the phase-selective power supply. This version ensures, even without special communication technology, an overload protection for the individual phases of the network.
  • the inverter has three individually stepwise or analog controllable outputs for connection to one phase of the three-phase alternating current network.
  • the inverter has a controllable via a control input B6 bridge circuit.
  • a further embodiment of the feed unit is characterized in that the inverter has means for potential separation.
  • the proposed power generation and consumption arrangement with a DC generator connected to the three-phase alternating current network comprises at least one current consumer and / or energy store connected to the feed point on at least one phase of the network and a feed-in unit of the type described above, which together form a sub-network of the (public) network with autonomous feed-in and consumption control.
  • the arrangement has a feed and Verbrauchsterrorismer adopted for detecting and, in particular time-dependent, registration of fed and consumed power at the feed point for the individual phases of the network.
  • the arrangement has a (second) communication interface for transmitting meter data from the feed-in and consumption meter device to a network control center.
  • a (second) communication interface for transmitting meter data from the feed-in and consumption meter device to a network control center.
  • Yet another embodiment finally comprises an operator interface for manual influencing, in particular for time programming, parameters of the grid feed and / or self-consumption and / or an energy supply to the energy storage or a withdrawal of energy from this.
  • FIG. 2 shows, in a representation similar to FIG. 1, how, in a power generation and consumption arrangement 20, the power delivered by a DC generator 21 is DC-controlled in a phase-selectively controllable feed unit 22 comprising an inverter 23 having a control input 23a / AC conversion is selectively distributed to the three phases of a network 25.
  • FIG. 3 shows, again in a similar representation, a power generation and consumption arrangement 30 which, in addition to a power generator 31, also includes a local power consumer 37.
  • the feed unit 32 which in turn comprises a controllable inverter 33 with control input 33a, operated such that in the first phase 35a of the (public) network 35, to which the local load 37 is connected, a power of 4 kW is fed, while in the two remaining phases 35b and 35c only one power of 1 kW is fed in each case.
  • This control mode is set at the level of the 4 kW fed into the corresponding phase in view of the power consumption of the local consumer and, as explained above, avoids significant losses and unbalanced loads. With conventional "symmetrical" feeding into the three phases, the local consumer would need an additional 37
  • FIG. 4 shows by way of example the structure of an embodiment of the feed unit 32 of FIG. 3 with the inverter 33.
  • the feed unit comprises power status detection means 32a for phase-selective detection of the active and reactive power P, Q, own-demand detection means 32b for the phase-selective detection occurring at the feed-in point of existing (phase selective) personal use P
  • phase feed control unit 32d which are hardware and software-based for the processing of the provided parameters and to provide a control record C at the control input 33a of the inverter 33 is equipped.
  • the inverter itself comprises means for potential separation 33b and has three individually controllable analog outputs 34a, 34b and 34c for connection to one phase of the three-phase alternating current network 35 (FIG. 3).
  • the inverter power limiter means 32e for determining a maximum amount of the phase-selective power supply (regardless of the control signal C, which was possibly calculated. Taking into account a current mains supply maximum value).
  • the inverter may include three separately packaged components for each network phase linked by communication services.
  • the components 32a, 32b and 32c serving to monitor network parameters can be implemented in a control room of the public network or arranged in the area of the network feed-in point, wherein in the first case means for data transmission from the network control center to the feed-in unit are provided.
  • 5 shows, by way of example, a network environment of a feed unit 52 according to the invention of a direct current product 51 for connection to a public network 55 in a somewhat more precise manner and in a synoptically summarizing manner in an already explained above aspects. Shown in the other figures and explained above components are denoted by reference to the local representation reference numerals.
  • the power generation and consumption arrangement 50 includes an energy store 56, which-like a local consumer 57-is connected to one phase of the three-phase AC network 55.
  • the arrangement includes a feed and meter counter 58 for detection and time dependent
  • an associated communication interface 58a for transmission of meter data to the network control center and an operator interface 59 for manually influencing, in particular temporal programming of parameters of the grid feed or self-consumption or the energy supply in the energy Gie Equipment 56 or a withdrawal of energy from this.
  • the components mentioned form a subnetwork which can be independently controlled in terms of feed-in and consumption.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspeiseeinheit eines über einen Haus-Einspeisepunkt an ein Zwei- oder Drei-Phasen-Wechselstromnetz (25; 35; 55) angeschlossenen Gleichstromerzeugers (21; 31; 51). Sie betrifft des Weiteren eine Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung, mit einer Bedienerschnittstelle (59) zur manuellen Beeinflussung, insbesondere zur zeitlichen Programmierung, von Parametern der Netzeinspeisung und/oder des Eigenverbrauchs und/oder einer Energiezuführung in den Energiespeicher (56) oder einer Entnahme von Energie aus diesem.

Description

Beschreibung Titel
Einspeiseeinheit und Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnunq
Die Erfindung betrifft eine Einspeiseeinheit eines über einen Haus-Einspeisepunkt an ein Drei-Phasen-Wechselstromnetz angeschlossenen Gleichstromerzeugers, insbesondere einer Photovoltaikanlage, an dessen Haus- Einspeisepunkt mindestens zeitweise zumindest ein Teil der erzeugten Energie direkt abgenommen wird. Des Weiteren betrifft sie eine Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung mit einer solchen Einspeiseeinheit.
Stand der Technik Im Zuge der erheblich verstärkten Nutzung alternativer Energiequellen, wie der Sonnenenergie erlangen dezentrale, im Hinblick auf die erzeugte Leistung als„klein" zu kennzeichnende Stromerzeuger gegenüber Großkraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen oder Kernbrennstoffen arbeiten, zunehmende Bedeutung und massenhafte Verbreitung. Die Anbindung solcher Stromerzeuger an das öffentliche Stromnetz und die Verteilung der von Ihnen erzeugten Energie wirft wirtschaftliche und technische Probleme auf.
Abhängig von der Applikation können Einspeiseeinheiten ein-, zwei-, oder dreiphasig Wechselspannung erzeugen bzw. wandeln und in Stromnetze transferieren. Zwei- und dreiphasige Einspeiseeinheiten sind heute in der Art und Weise konzipiert, dass Sie die gewandelte Leistung symmetrisch als Wechselstrom/-spannung einspeisen. Typischerweise haben Gebäude ein dreiphasiges Stromnetz bestehend aus den Phasen LI, L2, L3. Einspei- seeinheiten wie Wechselrichter im oder am Gebäude (z. B. Photovoltaik- Wechselrichter) speisen die erzeugte Energie auf ein, zwei oder drei dieser Phasen ein. Die Einspeisung erfolgt auf alle Stromphasen im Stromnetz gleichmäßig „verteilt", Verbraucher beziehen ihren Betriebsstrom jedoch in der Regel über eine Phase (z. B. Kühlschrank), nur bei höherer Leistungsaufnahme über drei Phasen (z. B. Herd). Eine solche Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung 10 ist in Fig. 1 skizzenartig dargestellt. Die Anordnung umfasst eine Photovoltaikanlage 11 als Gleichstromerzeuger sowie einen Wechselrichter 13 als einfache Einspeiseeinheit, welche die beispielhafte DC-Ausgangsleistung von 6 kW des Gleichstromerzeugers 11 in AC-Ausgangsleistung wandelt und gleich- mäßig, also mit Anteilen je 2 kW, in die drei Phasen eines öffentlichen Drehstromnetzes 15 einspeist.
Bei den beschriebenen Anschlussbedingungen im Gebäude gibt es keine Gewähr dafür, dass Verbraucher an exakt den Phasen angeschlossen sind, in die auch Energie durch die Einspeiseeinheit eingespeist wird. Auf Grund der festen Aufteilung von Einspeisung und Verbrauchern kann die im Gebäude erzeugte Energie trotz entsprechenden Bedarfs nicht im Gebäude verbraucht werden, sondern wird in das öffentliche Stromnetz transferiert. Gleichzeitig wird Energie für die Verbraucher aus dem Stromnetz bezogen. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung und zu Leitungsverlusten im Energieversorgungsnetz.
Offenbarung der Erfindung Mit der Erfindung wird eine Einspeiseeinheit mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 bereitgestellt. Des Weiteren wird eine Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Zweckmäßige Fortbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Im Folgenden und in den Ansprüchen ist der Begriff „Haus-Einspeisepunkt" ausdrücklich nicht lediglich als Einspeisepunkt eines Wohngebäudes zu verstehen, sondern in einem breiteren Sinne auch als Einspeisepunkt jeder dezentralen, kleineren Anlage zur Energieerzeugung, welche durchaus auf mehrere Gebäude verteilt sein und/oder Freiflächen-Komponenten ein- schließen kann.
Die Erfindung schließt den Gedanken ein, eine„intelligente" Einspeiseeinheit zu schaffen, die unter Berücksichtigung der im Einspeisepunkt anfallenden Wirk- und Blindleistungen und der phasenselektiven Erfassung von Eigenbedarf oder einer zulässigen Einspeiseleistung die Netzeinspeisung dynamisch phasenselektiv steuert. Hierzu sind Leistungsstatus-Erfassungsmittel zur phasenselektiven Erfassung der im Einspeisepunkt anfallenden Wirk- und Blindleistungen, Eigenbedarf-Erfassungsmittel zur phasenselektiven Erfassung von bestehendem phasenselektiven Eigenbedarf und/oder Netzeinspeisungs-Vorgabemittel zur phasenselektiven Vorgabe einer zulässigen Netzeinspeiseleistung vorgesehen. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Einspeiseeinheit eine eingangsseitig mit den Leistungsstatus- Erfassungsmitteln und Eigenbedarf-Erfassungsmitteln und/oder Netzein- speisungs-Vorgabemitteln verbundene Phaseneinspeise-Steuereinheit und einen über die Phaseneinspeise-Steuereinheit jeweils mindestens einer Phase des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes mit vorbestimmter Leistungseinspeisung zuschaltbaren Wechselrichter aufweist.
Die phasenselektive Steuerung der Einspeisung ermöglicht die maximale Eigennutzung der erzeugten Energie bei dezentralen Erzeugern (z. B. in der Photovoltaik), bei gleichzeitiger Vermeidung von Schieflasten am Anschlusspunkt des Gebäudes, und trägt damit zur Minimierung der Schieflasten im Netz bei. Bei der Steuerung von einer übergeordneten Leitstelle des Netzbetreibers können auch generelle Schieflasten im Netz verringert bzw. kompensiert werden. Dies ist dem Begriff Netzmanagementfunktion zuzuordnen. Die Steuerung der auf die jeweiligen Phasen verteilten Einspeisung kann zusätzlich durch Voreinstellung im Gerät, manuell durch eine Bedienschnittstelle oder über eine Kommunikationsschnittstelle durch eine übergeordnete Schaltstelle (z. B. des intelligenten Gebäudestromzählers oder dem Netzbetreibers) erfolgen. Durch derartige Maßnahmen können überge- ordnete Übertragungsverluste im elektrischen Versorgungsnetz minimiert werden. Durch die intelligente Steuerung werden die Stromnetze entlastet und damit die Kapazität der vorhandenen Netzinfrastruktur optimal genutzt. In einer Ausführungsform im Sinne dieser Ergänzung umfasst die Einspeiseeinheit eine erste Kommunikationsschnittstelle zum Empfang extern bereitgestellter Daten zur zulässigen Netzeinspeisung oder von Ausgangsdaten zu deren Ermittlung und/oder zu den am Einspeisepunkt auftretenden Wirk- und Blindleistungen. Hierdurch wird sichergestellt, dass für die Einspeiseeinheit funktionswesentliche Betriebsparameter des Netzes bzw. des speziellen Einspeisepunktes verfügbar sind.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Phaseneinspeise-Steuereinheit oder der Wechselrichter Leistungsbegrenzermittel zur Festlegung eines Maximalbetrages der phasenselektiven Leistungseinspeisung auf. Diese Ausführung sichert, auch ohne spezielle Kommunikationstechnik, einen Überlastungsschutz für die einzelnen Phasen des Netzes.
In einer schaltungstechnischen Ausführung ist vorgesehen, dass der Wechselrichter drei einzeln stufenweise oder analog steuerbare Ausgänge zur Verbindung mit je einer Phase des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes aufweist.
In einer weiteren Ausführung weist der Wechselrichter eine über einen Steuereingang steuerbare B6-Brückenschaltung auf. Eine weitere Ausführung der Einspeiseeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Wechselrichter Mittel zur Potentialtrennung aufweist.
Die vorgeschlagene Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung mit einem am Drei-Phasen-Wechselstromnetz angeschlossenen Gleichstromer- zeuger umfasst mindestens einen an dem Einspeisepunkt an mindestens einer Phase des Netzes angeschlossenen Stromverbraucher und/oder Energiespeicher und eine Einspeiseeinheit der oben erläuterten Art, die zusammen ein Sub-Netz des (öffentlichen) Netzes mit autarker Einspeise- und Verbrauchssteuerung bilden.
In einer Ausführung hat die Anordnung eine Einspeise- und Verbrauchszählereinrichtung zur Erfassung und, insbesondere zeitabhängigen, Registrierung der am Einspeisepunkt eingespeisten und verbrauchten Leistung für die einzelnen Phasen des Netzes.
In einer weiteren Ausführung hat die Anordnung eine (zweite) Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung von Zählerdaten von der Einspeise- und Verbrauchszählereinrichtung zu einer Netzsteuerzentrale. Eine noch weitere Ausführung schließlich umfasst eine Bedienerschnittstelle zur manuellen Beeinflussung, insbesondere zur zeitlichen Programmierung, von Parametern der Netzeinspeisung und/oder des Eigenverbrauchs und/oder einer Energiezuführung in den Energiespeicher oder einer Entnahme von Energie aus diesem.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen: eine skizzenartige Darstellung zur Erläuterung der Funk tionsweise einer herkömmlichen Einspeiseeinheit, eine skizzenartige Darstellung zur Erläuterung der Funk tionsweise einer erfindungsgemäßen Einspeiseeinheit, eine skizzenartige Darstellung zur Erläuterung der Funk tionsweise einer weiteren erfindungsgemäßen Einspeise einheit, eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspeiseeinheit in Art eines Funktions-Blockschaltbildes und eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung in Art eines Funktions-Blockschaltbil des.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 2 zeigt in einer an Fig. 1 angelehnten Darstellung, wie in einer erfin- dungsgemäßen Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung 20 die von einem Gleichstromerzeuger 21 gelieferte Leistung in einer phasenselektiv steuerbaren Einspeiseeinheit 22, die einen Wechselrichter 23 mit einem Steuereingang 23a umfasst, nach DC/AC-Wandlung selektiv auf die drei Phasen eines Netzes 25 verteilt wird. Im Beispiel wird von 6 kW Gesamt- leistung ein Anteil von 1 kW in eine erste Phase 25a, ein Anteil von 2 kW in eine zweite Phase 25b und ein Anteil von 3 kW in eine dritte Phase 25c eingespeist.
Fig. 3 zeigt, wiederum in einer ähnlichen Darstellung, eine Stromerzeu- gungs- und Verbrauchsanordnung 30, die neben einem Stromerzeuger 31 auch einen lokalen Stromverbraucher 37 umfasst. Hier wird die Einspeiseeinheit 32, die wiederum einen steuerbaren Wechselrichter 33 mit Steuereingang 33a umfasst, derart betrieben, dass in die erste Phase 35a des (öffentlichen) Netzes 35, an die der lokale Verbraucher 37 angeschlossen ist, eine Leistung von 4 kW eingespeist wird, während in die beiden ver- bleibenden Phasen 35b und 35c jeweils nur eine Leistung von 1 kW eingespeist wird. Dieser Steuermodus wird im Hinblick auf den Leistungsverbrauch des lokalen Verbrauchers in Höhe der in die entsprechende Phase eingespeisten 4 kW eingestellt und vermeidet, wie oben erläutert, wesentliche Verluste und Schieflasten. Bei herkömmlicher„symmetrische" Einspei- sung in die drei Phasen müsste der lokale Verbraucher 37 zusätzlich
Leistung aus dem öffentlichen Netz beziehen.
Fig. 4 zeigt beispielhaft den Aufbau einer Ausführung der Einspeiseeinheit 32 aus Fig. 3 mit dem Wechselrichter 33. Die Einspeiseeinheit umfasst Leistungsstatus-Erfassungsmittel 32a zur phasenselektiven Erfassung der im Einspeisepunkt anfallenden Wirk- und Blindleistungen P, Q, Eigenbedarf-Erfassungsmittel 32b zur phasenselektiven Erfassung von bestehendem (phasenselektivem) Eigenbedarf P| am Haus-Einspeisepunkt und Netz- einspeisungs-Vorgabemittel 32c zur phasenselektiven Vorgabe einer zuläs- sigen Netzeinspeiseleistung PmaXN. Diese Komponenten zur Erfassung wichtiger Betriebsparameter der Anordnung sind ausgangsseitig mit Eingängen einer Phaseeinspeise-Steuereinheit 32d verbunden, die hard- und softwaremäßig zur Verarbeitung der bereitgestellten Parameter und zur Bereitstellung eines Steuerdatensatzes C am Steuereingang 33a des Wechselrich- ters 33 ausgestattet ist. Der Wechselrichter selbst umfasst Mittel zur Potentialtrennung 33b und hat drei einzeln analog steuerbare Ausgänge 34a, 34b und 34c zur Verbindung mit je einer Phase des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes 35 (Fig. 3). Im Übrigen sind dem Wechselrichter Leistungsbegrenzermittel 32e zur Festlegung eines Maximalbetrages der phasenselektiven Leistungseinspeisung (unabhängig vom Steuersignal C, welches ggfs. unter Berücksichtigung eines aktuellen Netzeinspeisungs-Maximalwertes berechnet wurde) zugeordnet. Der Wechselrichter kann drei separat eingehäuste Komponenten für je eine Netz-Phase umfassen, die über Kommunikationsleistungen verknüpft sind. Die der Überwachung von Netzparametern dienenden Kompo- nenten 32a, 32b und 32c können in einer Leitwarte des öffentlichen Netzes implementiert oder im Bereich des Netzeinspeisepunktes angeordnet sein, wobei im ersten Falle Mittel zur Datenübertragung von der Netzleitwarte zur Einspeiseeinheit vorgesehen sind. Fig. 5 zeigt beispielhaft eine Netz-Umgebung einer erfindungsgemäßen Einspeiseeinheit 52 eines Gleichstromerzeuges 51 zum Anschluss an ein öffentliches Netz 55 etwas genauer und in einer bereits weiter oben erläuterte Aspekte synoptisch zusammenfassenden Weise. In den übrigen Figuren gezeigte und weiter oben erläuterte Komponenten sind mit an die dortige Darstellung angelehnten Bezugsziffern bezeichnet. Die Stromerzeu- gungs- und Verbrauchsanordnung 50 umfasst neben bereits erwähnten Komponenten einen Energiespeicher 56, der - ähnlich wie ein lokaler Verbraucher 57 - an eine Phase des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes 55 angeschlossen ist. Außerdem umfasst die Anordnung eine Einspeise- und Verbrauchszählereinrichtung 58 zur Erfassung und zeitabhängigen
Registrierung der am Einspeisepunkt eingespeisten und verbrauchten Leistung für die einzelnen Phasen des Netzes, eine zugeordnete Kommunikationsschnittstelle 58a zur Übertragung von Zählerdaten zur Netzsteuerzentrale und eine Bedienerschnittstelle 59 zur manuellen Beeinflussung, insbesondere zeitlichen Programmierung, von Parametern der Netzeinspeisung bzw. eines Eigenverbrauchs oder der Energiezuführung in den Ener- giespeicher 56 oder einer Entnahme von Energie aus diesem. Die erwähnten Komponenten bilden am Einspeisepunkt ein hinsichtlich der Einspei- sung und des Verbrauchs autark steuerbares Sub-Netz.
Im Rahmen fachmännischen Handelns ergeben sich weitere Ausgestaltun- gen und Ausführungsformen des hier nur beispielhaft beschriebenen Verfahrens.

Claims

Ansprüche
1. Einspeiseeinheit eines über einen Haus-Einspeisepunkt an ein Zweioder Drei-Phasen-Wechselstromnetz (25;35;55) angeschlossenen Gleichstromerzeugers (21;31;51), insbesondere einer Photovoltaik- anläge, an dessen Haus-Einspeisepunkt mindestens zeitweise zumindest ein Teil der erzeugten Energie direkt abgenommen wird, wobei die Einspeiseeinheit
- Leistungsstatus-Erfassungsmittel (32a) zur phasenselektiven Erfassung der im Einspeisepunkt anfallenden Wirk- und Blindleistungen, - Eigenbedarf-Erfassungsmittel (32b) zur phasenselektiven Erfassung von bestehendem phasenselektiven Eigenbedarf und/oder
- Netzeinspeisungs-Vorgabemittel (32c) zur phasenselektiven Vorgabe einer zulässigen Netzeinspeiseleistung,
- eine eingangsseitig mit den Leistungsstatus-Erfassungsmitteln und Eigenbedarf-Erfassungsmitteln und/oder Netzeinspeisungs-Vorga- bemitteln verbundene Phaseneinspeise-Steuereinheit (32d) und
- einen über die Phaseneinspeise-Steuereinheit jeweils mindestens einer Phase (25a;25b;25c;35a;35b;35c) des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes mit vorbestimmter Leistungseinspeisung zuschaltba- ren Wechselrichter (23;33) aufweist.
2. Einspeiseeinheit nach Anspruch 1, mit einer ersten Kommunikationsschnittstelle zum Empfang extern bereitgestellter Daten zur zulässigen Netzeinspeisung oder von Ausgangsdaten zu deren Ermittlung und/oder zu den am Einspeisepunkt auftretenden Wirk- und Blindleistungen.
3. Einspeiseeinheit nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Phaseneinspeise-Steuereinheit (32) oder der Wechselrichter (33) Leistungsbegrenzermittel (32e) zur Festlegung eines Maxi¬ malbetrages der phasenselektiven Leistungseinspeisung aufweist.
Einspeiseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wechselrichter (33) drei einzeln stufenweise oder analog steuerbare Ausgänge (34a;34b;34c) zur Verbindung mit je einer Phase (35a;35b;335c) des Wechselstromnetzes (35) aufweist.
Einspeiseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wechselrichter (23;33) eine über einen Steuereingang (23a;33a) steuerbare B6-Brückenschaltung aufweist.
Einspeiseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wechselrichter (33) Mittel (33b) zur Potentialtrennung aufweist.
Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung (20;30;50) mit min¬ destens einem über einen Haus-Einspeisepunkt an ein Zwei- oder Drei-Phasen-Wechselstromnetz (25;35;55) angeschlossenen Gleichstromerzeuger (21;31;51), insbesondere einer Photovoltaikanlage, mindestens einem an dem Einspeisepunkt an mindestens eine Phase (25a;25b;25c;35a;35b;35c) des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes angeschlossenen Stromverbraucher (37;57) und/oder Energiespeicher (56) und einer Einspeiseeinheit (22;32;52) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ein Sub-Netz des Drei-Phasen-Wechselstromnetzes mit autarker Einspeise- und Verbrauchssteuerung bilden. Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung nach Anspruch 7, mit einer Einspeise- und Verbrauchszählereinrichtung (58) zur Erfassung und, insbesondere zeitabhängigen, Registrierung der am Einspeisepunkt eingespeisten und verbrauchten Leistung für die einzelnen Phasen des Wechselstromnetzes.
Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, mit einer zweiten Kommunikationsschnittstelle (58a) zur Übertragung von Zählerdaten von der Einspeise- und Verbrauchszählereinrichtung (58) zu einer Netzsteuerzentrale.
Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit einer Bedienerschnittstelle (59) zur manuellen Beeinflussung, insbesondere zur zeitlichen Programmierung, von Parametern der Netzeinspeisung und/oder des Eigenverbrauchs und/oder einer Energiezuführung in den Energiespeicher (56) oder einer Entnahme von Energie aus diesem.
PCT/EP2012/070608 2011-11-03 2012-10-18 Einspeiseeinheit und stromerzeugungs- und verbrauchsanordnung Ceased WO2013064377A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011085676.5 2011-11-03
DE102011085676A DE102011085676A1 (de) 2011-11-03 2011-11-03 Einspeiseeinheit und Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013064377A2 true WO2013064377A2 (de) 2013-05-10
WO2013064377A3 WO2013064377A3 (de) 2013-11-07

Family

ID=47177932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/070608 Ceased WO2013064377A2 (de) 2011-11-03 2012-10-18 Einspeiseeinheit und stromerzeugungs- und verbrauchsanordnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011085676A1 (de)
WO (1) WO2013064377A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200412A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106463964B (zh) * 2014-04-17 2018-05-11 Abb瑞士股份有限公司 用于平衡微网中的相的能量存储
DE102017100138A1 (de) * 2017-01-05 2018-07-05 Envia Mitteldeutsche Energie Ag Verfahren zum Betreiben eines Teilnehmers an einem Versorgungsnetz
DE102019106583A1 (de) 2019-03-14 2020-09-17 Sma Solar Technology Ag Verfahren zur dreiphasigen Einspeisung in ein Wechselspannungsnetz und dreiphasiger Wechselrichter
DE102020000174A1 (de) 2020-01-14 2021-07-15 Innogy Se Steuerungseinheit für eine Energieeinspeiseeinheit, Energieeinspeiseeinheit, Energieeinspeisesystem und Netzinfrastruktur
CN111244979B (zh) * 2020-01-19 2021-04-23 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 基于低压配电网功率和用电量的三相不平衡负荷调整方法
CN111244977B (zh) * 2020-01-19 2021-04-23 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 基于低压配电网的三相不平衡负荷分级迭代调整方法
CN111244978B (zh) * 2020-01-19 2021-04-23 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 基于单相用户功率特性的低压配电网三相平衡方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI1008775A2 (pt) * 2009-02-06 2016-03-08 Eandis dispositivo inteligente de medição com seletor de fase
EP2348597A1 (de) * 2010-01-20 2011-07-27 SMA Solar Technology AG Angleichung der über die einzelnen Phasen eines mehrphasigen Wechselstroms fließenden Teilleistungen
US8452461B2 (en) * 2011-05-10 2013-05-28 First Solar, Inc Control system for photovoltaic power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200412A1 (de) * 2014-01-13 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Wechselrichter zum Einspeisen elektrischer Energie in ein Wechselspannungsnetz

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013064377A3 (de) 2013-11-07
DE102011085676A1 (de) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2293410B1 (de) Energiesteuerungsvorrichtung für ein Energienetz mit einer Steuereinheit zum Steuern eines Energieflusses zwischen der Energieerzeugungseinheit, der Energiespeichereinheit, der Lasteinheit und/oder dem Energienetz
DE60036150T2 (de) Verfahren zum Betrieb einer Stromversorgungsanlage mit parallelgeschalteten Wechselrichtern und Stromwandlersystem
DE102011078047A1 (de) Vorrichtung zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes
EP2924839B1 (de) Einphasiger notbetrieb eines dreiphasigen wechselrichters und entsprechender wechselrichter
DE102011085676A1 (de) Einspeiseeinheit und Stromerzeugungs- und Verbrauchsanordnung
EP3022835B1 (de) Wechselrichter mit mindestens zwei gleichstromeingängen, photovoltaikanlage mit einem derartigen wechselrichter und verfahren zur ansteuerung eines wechselrichters
EP3639338A1 (de) Windenergieanlage oder windpark zum einspeisen elektrischer leistung
DE102017210616B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Vielzahl von Nutzeinheiten für einen Verschleißangleich in einer Energieliefervorrichtung sowie Energieliefervorrichtung
EP2463980B1 (de) Betrieb eines Energieerzeugers in einem Energieversorgungsnetz
EP2761716A2 (de) Pv-anlage mit sicherung gegen einspeisung in ein öffentliches stromversorgungsnetz
DE102015201085A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energieverteilnetzes
EP3406016B1 (de) System zur verteilung lokal erzeugter energie auf mehrere lasteinheiten
EP2919352A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Teilnehmers, einer elektrischen Messstelle an einem Teilnehmernetz sowie einen elektrischen Teilnehmer als auch eine elektrische Messstelle
EP3308441B1 (de) Speichereinheit für einen verbraucher, speichersystem sowie verfahren zur steuerung eines speichersystems
WO2014083083A1 (de) Elektrische anordnung und elektrische anlage mit einer elektrischen anordnung
WO2012139656A1 (de) Energieverteilnetz und verfahren zu dessen betrieb
DE102014001537A1 (de) Optimiertes Gebäudetechnik-Energiemanagementsystem
EP3472913B1 (de) Elektrische energieversorgungseinheit und steuerung dafür
EP2697889A2 (de) Energieverteilnetz und verfahren zu dessen betrieb
WO2013152788A1 (de) Elektrisches gerät und verfahren zum ansteuern eines elektrischen energieerzeugers
DE102020130539A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Energieversorgungssystems, Energieversorgungssystem und Steuerungseinheit für ein Energieversorgungssystem
AT516213B1 (de) Energieversorgungssystem
EP3596792B1 (de) Elektrisches energieversorgungsnetz und verfahren zu dessen betrieb
WO2023001365A1 (de) Betriebsverfahren für einen wechselrichter, wechselrichter und energieerzeugungsanlage mit einem derartigen wechselrichter
AT16856U1 (de) Beleuchtungssystem mit Energiemanagementfunktion und Verfahren zu dessen Betrieb

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12784504

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12784504

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2