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Die
Erfindung betrifft ein System zur Anzeige des Verbrauchs elektrischer
Energie mit einer einer Umspannstation zugeordneten Mess-Station
sowie mit mindestens einem elektronischen Haushaltszähler mit
einem Hall-Generator zur Erzeugung einer dem jeweils bezogenen Netz-Strom
proportionalen Spannung und einem dem Hall-Generator nachgeschalteten
Spannungsfrequenzwandler zur Umsetzung der Spannung in eine Impulsfolge
zur Erzeugung einer dem jeweils bezogenen Netz-Strom proportionalen
Impulsfolge, dem wiederum eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung
des Verbrauchs elektrischer Energie, darstellbar als bezogene elektrische Leistung
und/oder als Verbrauch, zugeordnet ist.
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Ein
vergleichbares System ist in Verbindung mit einem Verfahren zur
Messung des Energieverbrauchs und der Leistungsaufnahme angeschlossener
elektrischer Verbraucher aus der
DE 32 24 684 A1 vorbekannt. Dabei wird bei
diesem Verfahren die zu messende Leistung zunächst in mindesten zwei Leistungsstufen
unterteilt und durch deren Aufzeichnung in verschiedenen Messzyklen
eine Näherung der
Gesamtleistungsverteilungskurve in einem Beobachtungsintervall ermittelt.
In diesem Zusammenhang wird in Verbindung mit der Kurve die in dem fraglichen
Zeitraum verbrauchte Energie mittels eines dem jeweiligen Haushalt
zugeordneten Messgerätes
erfasst und vermutlich auch angezeigt. Dabei erfolgt eine Aufschlüsselung
des überwachten
Zeitraums aus der sich die tatsächlichen
Spitzenverbrauchszeiten des jeweils angeschlossenen Verbraucherhaushalts
ergeben. Der Verbraucher kann dann entweder automatisch oder manuell
z.B. in Verbindung mit einer angeschlossenen Zeitschaltuhr den Verbrauch
in diesen Zeiten reduzieren, um seine von der Spitzenlast abhängigen Energie-,
insbesondere Stromkosten, zu reduzieren.
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Aus
der
DE 36 40 448 A1 ist
hierzu bereits ein entsprechender Verbrauchszähler auf Mikroprozessorbasis
unter Ausnutzung des Hall-Effektes bekannt. Dieser Zähler wird
ebenfalls eingesetzt, um den Stromverbrauch von Privatverbrauchern
zu erfassen. Der vorbekannte Haushaltszähler verfügt dabei ebenfalls über eine
Anzeigevorrichtung zur Darstellung des Verbrauchs elektrischer Energie,
darstellbar als bezogene elektrische Energie und/oder als Verbrauch.
Dabei wird mittels des Hall-Generators eine dem jeweils bezogenen
Netzstrom proportionale Spannung erzeugt und mittels einem dem Hall-Generator
nachgeschalteten Spannungsfrequenzwandler zur Umsetzung dieser Spannung
in eine Impulsfolge eine im Ergebnis dem jeweils bezogenen Netzstrom
proportionale Impulsfolge erzeugt. Über einen Spannungsfrequenzumsetzer
wird dann ein dem jeweiligen Verbrauch elektrischer Energie proportionales
Signal erzeugt.
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Aus
der
DE 197 20 315
C1 ist ein Verfahren zur Erfassung und/oder Berechnung
von abrechnungsrelevanten Verbrauchsgrößen vorbekannt. Ausgehend von
einem Stand der Technik, der zwar die Fernablesung vergleichbarer
elektronischer Zähler
erlaubt, wird dort ein neuer vereinfachter Zähler vorgeschlagen, der einfacher
aufgebaut sein soll und insbesondere eine erleichterte Anpassung
an veränderte
Tarifsysteme ermöglichen
soll. Dabei werden auch hier die vom Kunden bezogenen verbrauchsabhängigen Daten über ein öffentliches
oder privates Netz an einen zentralen Server übermittelt, in welchem dann
ein für
jeden Verbraucher spezielles Tarifmodul die verrechnungsrelevanten
aus den übermittelten
Daten ermittelt. Dabei handelt es sich bei dem Tarifmodul um ein
virtuelles Modul, also in erster Linie um ein Softwaremodul.
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Aus
der Patentschrift
DD
286 050 A5 ist ein weiteres Verfahren zur digitalen Informationsgewinnung,
insbesondere in Verbindung mit der Messung des Energieverbrauchs,
vorbekannt. Die Besonderheit der Erfassungsvorrichtung des Energieverbrauchs
besteht darin, dass dem entsprechenden Zähler ein sogenanntes „Vorausbezahl-Modul" zugeordnet ist Aus
der
DE 39 35 102 A1 ist
es grundsätzlich
vorbekannt, im Sinne einer Rundsteueranlage in das Versorgungsspannungsnetz
Signale einzuprägen,
um hierdurch die Netzbelastung z verringern oder zu erhöhen, indem
nämlich
versucht wird, durch die eingeprägten
Signale das Verbrauchsverhalten der Kunden zu beeinflussen. In Abhängigkeit
von den eingeprägten
Signalen soll der Strompreis nach dem Prinzip von Angebot und Nachfrage
variiert werden, also in Zeiten besonders hoher Netzbelastung ein
höherer
Strompreis angesetzt werden. Der Stromzähler des Stromverbrauchers
wird dabei durch eine Anzeige ergänzt, die nicht nur die dem
Netz entnommene Arbeit anzeigt, sondern auch den in Abhängigkeit
von den gegebenen Signalen bewerteten Verbrauch anzeigt. Erfasst
und angezeigt wird also nicht nur der absolute Betrag der dem Netz
entnommenen Energie, sondern auch eine dem späteren Energiepreis direkt zugeordnete
Größe.
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Aus
der
EP 1 102 073 A1 ist
es außerdem vorbekannt,
den elektrischen Stromverbrauch mittels einer entsprechenden Anzeige
in Echtzeit anzuzeigen.
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Die
US-Schrift
US 6,714,000
B2 zeigt ein System zur Fernüberwachung des Verbrauchs elektrischer
Energie sowie des Stromflusses. Dies gelingt durch die Erfassung
und Messung des Magnetfeldes der überwachten Stromzuleitungen.
Ergänzt
wird die Vorrichtung durch ergänzende
Speichervorrichtungen zur weiteren Datenverarbeitung der überwachten
elektromagnetischen Felder und Daten.
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Die
US 5,760,492 A betrifft
ein Kontrollsystem im Bereich der Energie-Übertragung und Energieverteilung.
Auch dieser Patentanmeldung liegt die grundsätzliche Idee zu Grunde, für eine bessere
Ausnutzung der Verteilungsnetze elektrischer Energie zu sorgen und
insbesondere für
eine zeitlich gleichmäßigere Auslastung
zu sorgen. Insbesondere sollten Lastspitzen gekappt werden. Hierzu
sind entsprechende Kontrolleinrichtungen im Netz verteilt angeordnet.
Jede Kontrolleinrichtung umfasst dabei auch Eingriffsmöglichkeiten.
Beispielsweise können Schalter
geöffnet
oder geschlossen werden, um so für
eine Vergleichmäßigung der
Netzlast zu sorgen.
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Derartige
elektronische Haushaltszähler
sind insbesondere in Verbindung mit Tarifkunden seit vielen Jahren
Stand der Technik. Im Haushaltsbereich werden dagegen immer noch
die bereits seit 100 Jahren dem Stand der Technik angehörenden Ferraris-Zähler eingesetzt.
Das hierbei mechanisch erfasste Messergebnis ist bislang weder einer
direkten digitalen Weiterverarbeitung noch einer Fernabfrage zugänglich.
Die Abrechnung erfolgt über
einjährige oder
halbjährliche
Ablesungen, die inzwischen von den Verbrauchern meistens selbst
mehr oder minder korrekt vorgenommen und dem jeweiligen EVU mitgeteilt
wird. In Abhängigkeit
von den Zählergebnissen
erfolgt dann eine Anpassung der Abschlags- und Vorrauszahlungen, die nachträglich durch
Nachforderungen oder Rückzahlungen
an den tatsächlichen Verbrauch
mehr oder minder angepasst werden.
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Zwischenzeitlich
bekannt gewordene Konzepte, wie etwa die Ablesung der Zähler mit
Powerline, also durch Übertragung
von Nachrichtensignalen über
das Stromnetz sind inzwischen wegen mangelnder Zuverlässigkeit
der Datenverbindung und hoher Kosten umstritten.
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Darüber hinausgehende
Versuche, etwa durch den Einsatz von Rundsteueranlagen, aktiv in die
Verbrauchsgestaltung der Kunden einzugreifen, um eine Vergleichmäßigung der
Netzlast zu erreichen, haben sich ebenfalls am Markt bis heute nicht durchsetzen
können.
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Die
darüber
hinausgehenden Ansätze,
elektronische Haushaltszähler
auch bei Tarifkunden einzusetzen, wurden in Deutschland als zu teuer
und daher als unrealistisch abgelehnt. Ein anderer Grund dürfte allerdings
auch darin liegen, dass die EVU's aufgrund
der zumindest bis vor kurzem monopolartigen Netzstrukturen, insbesondere
in Deutschland, bislang nicht wirklich daran interessiert waren,
den Tarifkunden elektronische Zähler
mit den damit verbundenen Möglichkeiten
eines echten Strommanagement und den entsprechenden Stromeinsparmöglichkeiten
zur Verfügung
zu stellen. Immerhin sind die Sondertarifkunden weithin mit elektronischen
Zählern
ausgestattet.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen kostengünstigen
elektronischen Haushaltszähler
zu schaffen, der dem Kunden eine verbesserte, vor allem aussagekräftigere
Anzeige und dem jeweiligen Versorgungsunternehmen die Chance einer
Vergleichmäßigung der
Netzlast durch ein besser angepasstes Bezugsverhalten der betroffenen
Kunden bietet und eine. Optimierung des Netzes insgesamt bewirkt.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt mit einem System zur Anzeige des Verbrauchs
elektrischer Energie mit den system-gegenständlichen Merkmalen des Hauptanspruchs.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zählers sind den Ansprüchen 2 bis
15 zu entnehmen.
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Dadurch,
dass der elektronische Haushaltszähler zusätzlich mit einem Funkmodem
zur Übermittlung
des Zählergebnisses,
vorzugsweise einfach an die Basisstation des üblicherweise des sowieso im Haushalt
vorhandenen Telefons versehen ist, entfallen sämtliche ansonsten erforderlichen
zusätzlichen Installationen
zur Übertragung
der Messergebnisse an den Netzbetreiber. Alternativ kann das Messergebnis
auch direkt in ein Mobilfunknetz eingespeist werden. Über das
besagte Funkmodem kann der Netzbetreiber in einfacher Weise beliebig
oft, vorzugsweise jedoch nur ein- oder zweimal am Tag, den aktuell
oder innerhalb eines Betrachtungszeitraums bezogenen Netzstrom erfragen.
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Die
Kosten eines derartigen elektronischen Haushaltszähler dürften deutlich
unter den Kosten eines üblichen
Ferraris-Zählers liegen.
Die Vorteile für das
die Zähler
installierende EVU liegen auf der Hand, da es aufgrund des täglichen
Abfragens von Verbrauchsdaten in bisher nicht bekannter Quantität und Qualität erhält und somit
in der Lage ist, eine Netzlast optimal an den Individualverbrauch
anzupassen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch eine aussagekräftigere
Anzeige das Bezugsverhalten der Kunden in Richtung einer größeren Vergleichmäßigung beeinflussbar
ist und so die Spitzenlast gesenkt und die Energieverluste im Netz
reduziert werden können.
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Dabei
wird die Information über
den aktuellen Bezugstarif durch eine Zusatzinformation, etwa einen
empfohlenen Tarif, ergänzt
werden. Hierunter ist zu verstehen, dass der Kunde eine Empfehlung darüber erhält, welcher
individuelle Tarif unter Berücksichtigung
seiner aktuellen Verbrauchsgewohnheiten für ihn gegebenenfalls empfehlenswert
sein könnte.
Der Kunde kann dann wahlweise den Bezugstarif – vorzugsweise einfach wählbar zwischen
zwei Optionen – oder
seinen individuellen Verbrauch unter Berücksichtigung der aktuellen
Anzeige des Haushaltszählers
in einfacher Weise anpassen. Hieraus ergibt sich ein echter Zusatznutzen
für den
Verbraucher, der ansonsten derartige Tarifanpassungen aufgrund der
damit verbundenen Umständlichkeiten
bislang meist nur bei einem etwaigen Wechsel des EVU's vorgenommen hat
oder aber erst aufgrund von entsprechenden Beratungsgesprächen, die
jedoch für
das betroffene EVU relativ kostenintensiv in der Durchführung sind.
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Einfach
und kostengünstig
ist für
alle Beteiligten, wenn mittels entsprechend selbsttätig schaltbarer
Tarifanzeigen und Betätigungstasten
des elektronischen Haushaltszählers
der Tarif bedarfsweise gewechselt werden kann. In alternativer Ausgestaltung
könnte
sogar selbsttätig
mittels der in dem Haushaltszähler
integrierten Prozessoreinheit in Abhängigkeit des Eintritts gespeicherter
Bedingungen der Tarif gewechselt werden.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung kann das Funkmodem über das oftmals ebenfalls in
den Haushalten vorhandene Wireless-LAN-Netz (W-LAN-Netz) an die haushaltseigene
Basisstation der Telefonanlage angeschlossen werden.
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Durch
die Verwendung des DECT-Standards zur Datenübertragung ist sichergestellt,
dass das Funkmodem quasi wie ein zusätzliches Mobilteil an ein herkömmliches
Haushaltstelefon angeschlossen werden kann. Die Verwendung des DECT-Standards stellt
sicher, dass das in Verbindung mit dem neuartigen elektronischen
Haushaltszähler
eingesetzte Funkmodem in Verbindung mit bereits bestehenden Telefonanlagen
genutzt werden kann.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ruft das Funkmodem nicht aktiv den Netzbetreiber
an, sondern wird vielmehr von dort und/oder einer dezentralen Meßstation
selbsttätig
fernabgefragt. Eine Befassung des Stromkunden ist jedenfalls nicht
erforderlich. Es versteht sich, dass das Netzbetreiberunternehmen durch
die Möglichkeit
der Fernabfrage die Abfragezeiten an seinen Workflow optimal anpassen
kann, insbesondere die Abfragezyklen bedarfsweise takten kann.
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Die
in Verbindung mit dem elektronischen Haushaltszähler vorgesehene Anzeigevorrichtung zeigt
im Unterschied zu herkömmlichen
Zählern
nicht nur den aktuellen Energieverbrauch, sondern zusätzlich auch
die momentan bezogene elektrische Leistung und mindestens eine Tarifinformation
an. Der Kunde erfährt
also nicht nur seinen aktuellen Energieverbrauch, sondern darüber hinaus
auch die Kosten dieses Energieverbrauchs. Letzte Information dürfte entscheidend
sein, um das Kundenverhalten im Sinne einer Netzoptimierung zu beeinflussen.
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In
abermals vorteilhafter Ausgestaltung ist die über das Funkmodem und das Telefonnetz
zwischen dem elektronischen Haushaltszähler und dem Netzbetreiber
hergestellte Datenverbindung bidirektional ausgelegt. Auf diese
Weise ist sichergestellt, dass beispielsweise der Kunde einen etwaigen
Tarifwechselwunsch auch direkt über
den elektronischen Haushaltszähler
den Netzbetreibern sehr komfortabel mitteilen kann.
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Dem
elektronischen Haushaltszähler
ist eine „Mess-Station" vorgeschaltet. Es
handelt sich dabei in abermals vorteilhafter Weiterbildung um eine der
jeweiligen Umspannstation und/oder der jeweiligen Netzschnittstelle
des entsprechend vermaschten Netzes zugeordnete Mess-Station mit
einem Input-Messpunkt, der netzseitig der jeweiligen Umspannstation
vorgeschaltet ist, und einem Output-Messpunkt, der verbraucherseitig
der jeweiligen Umspannstation nachgeschaltet ist, wobei der Input-Messpunkt
einen Messwert über
die netzseitig eingespeiste Leistung und der Output-Messpunkt einen
Messwert über
die verbraucherseitig bezogene Leistung erfasst. Einer solchen Mess-Station
ist zusätzlich
eine Rechnereinheit mit einem Berechnungsprogramm derart zugeordnet,
dass ein Differenzwert dieser beiden Größen synchron ermittelt wird.
Die entsprechenden Berechnungen können alternativ auch in einem
den Mess-Stationen bzw. den Haushaltszählern zugeordneten Rechenzentrum
erfolgen. Weitere Mess-Stationen mit Input-Gutpunkt-Messpunkten
sind im vermaschten Netz an Netz-Kuppelstellen sowie an Stellen
dezentraler Netzeinspeisungen angeordnet.
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Gemäß Anspruch
11 kann der so ermittelte Differenzwert in einen Netzwirkungsgrad
umgerechnet werden, so dass das EVU mittels dieser Information den
Netzbetrieb hinsichtlich der Eigenverluste des Netzes optimieren
kann und im Bedarfsfall zusätzlich
durch die Anzeige entsprechender Tarifinformationen dem Kunden Anreize
bieten könnte,
sein Verbrauchsverhalten im Hinblick auf eine wünschenswerte Vergleichmäßigung der
Ganglinien zu verändern.
Auf diese Weise können
verbrauchsintensive Tätigkeiten,
wie etwa Wäschewaschen
oder Geschirrspülen,
in so genannte „Schwachlastzeiten" verlagert werden,
um hierdurch die Ganglinie des Netzbezuges nach Möglichkeit
zu vergleichmäßigen.
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Nachdem
der Kunde nun die Möglichkeit
hat, direkt in Reaktion auf die angezeigte Verbrauchsinformation
entweder seinen Verbrauch zu ändern
oder dem aktuellen Bezugstarif besser auf seine Verbrauchsgewohnheiten
abzustimmen, und er ferner der Erfolg seiner Bemühungen über die neuartige leistungsfähige Anzeige
der elektronischen Haushaltszählers
sofort mitgeteilt bekommt, sind diese Anreize im Unterschied zu
der aus dem Stand der Technik bekannten Methoden durchaus Erfolg
versprechend, d. h. im Ergebnis wird eine Vergleichmäßigung der
Netzlast erreicht. Gerade an dieser Stelle wird zu Recht ein erhebliches
Energieeinsparpotenti al vermutet. Es besteht die Möglichkeit,
die kostenintensive Spitzenlast abzusenken und ggf. die Stromdurchleitung
von Drittversorgern auf der Grundlage von realen Lastprofilen anstelle
von theoretischen zu berechnen und auch abzurechnen.
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In
weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Haushaltszählers könnte der
elektronische Haushaltszähler
mit zusätzlichen
Anzeigen, etwa visuellen oder akustischen Alarmeinrichtungen versehen
sein, um im Falle eines sehr hohen Strombezugs zu warnen oder gar
selbsttätig
ausgewählte
Verbraucher abzuschalten. Hierbei ist selbstverständlich den Erfordernissen
der Verbrauchersicherheit angemessen Rechnung zu tragen. Insbesondere
die letztere Ausgestaltung würde
dann im Ergebnis die Verwirklichung einer kostengünstigen
Verbraucher -Rundsteueranlage bedeuten. Letztlich wird an dieser
Stelle der Wunsch eines geregelten Netzbetriebs verwirklicht.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert:
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Es
zeigen:
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1:
einen herkömmlichen
elektronischen Zähler
im Blockschaltbild,
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2:
einen erfindungsgemäßen elektronischen
Zähler
mit einem Funkmodem im Blockschaltbild,
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3:
den elektronischen Haushaltszähler in
Verbindung mit einer Mess-Station,
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4:
den Aufbau eines Regelkreises mit dem elektronischen Haushaltszähler und
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5 den
Aufbau eines vermaschten Versorgungsnetzes.
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1 zeigt
das Blockschaltbild eines herkömmlichen,
elektronischen Haushaltszählers,
wie er derzeit für
Sondertarifkunden zum Einsatz gelangt.
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Der
vorbekannte elektronische Haushaltszähler umfasst zunächst einen
Hall-Generator 1, der über
einen Transformator 2 induktiv in das elektrische Versorgungsnetz
geschaltet ist, indem ein Netzstrom iNetz fließt. Bei
dieser Schaltung fällt
dann die gesamte Netzspannung UNetz über einen
Vorwiderstand RV und den Hall-Generator 1 ab,
wobei der Hall-Generator 1 in Abhängigkeit von dem Verbraucher
individuell bezogenen Netzstrom iNetz eine
dem Netzstrom iNetz direkt proportionale
Hallspannung UH zeugt, die über einen
Tiefpassfilter 3 auf einen Spannungsfrequenzwandler 4 gegeben
wird, der die durch den Tiefpassfilter 3 geglättete Spannung
auf den Spannungsfrequenzwandler 4 gibt, der schließlich die
dem Netzstrom iNetz proportionale Hall-Spannung UH in eine dem Netzstrom iNetz proportionale
Impulsfolge umsetzt und auf einem dem Spannungsfrequenzwandler 4 nachgeschalteten
Impulszähler 5 gibt,
wobei die Anzahl der Impulse pro definierter Zeiteinheit als ein
Maß für die von
dem Verbraucher bezogene elektrische Leistung auf der Anzeigevorrichtung 6 angezeigt
wird. Es handelt sich dabei vorzugsweise um eine digitale Anzeige.
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Mit
dem vorbekannten elektronischen Haushaltszähler ist es also für die angeschlossenen
Verbraucher möglich,
auf der Anzeigevorrichtung 6 den Verbrauch elektrischer
Energie und die aktuelle bezogene Leistung abzulesen.
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Gemäß 2 unterscheidet
sich der erfindungsgemäße elektronische
Haushaltszähler 7 von dem
vorbekannten elektronischen Haushaltszähler dadurch, dass der erfindungsgemäße Haushaltszähler zusätzlich mit
einem Funkmodem 8 versehen ist, das vorzugsweise über das
W-LAN-Funknetz 9 mit einer in 2 nicht
weiter dargestellten Telefonanlage, insbesondere mit der Basisstation
dieser haushaltsinternen Telefonanlage kommuniziert. Über diese
Telefonanlage steht der elektronische Zähler 7 mit dem jeweiligen
Netzbetreiber oder dessen Rechenzentrum derart in Datenverbindung,
dass der Netzbetreiber bzw. das EVU den aktuellen Energieverbrauch
und die bezogene elektrische Leistung gemäß der Zählung des elektronischen Haushaltszählers 7 abfragen
kann. Der Haushaltszähler 7 ist
gemäß der Darstellung
in 2 derart in ein Niederspannungsstromnetz 10 geschaltet,
dass er den über das
Niederspannungsnetz 10 versorgten Haushaltsgeräten 11 vorgeschaltet
ist.
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Der
elektronische Haushaltszähler
steht somit mit der Mess-Station/dem
Rechenzentrum des Versorgungsunternehmens in direkter Datenverbindung,
so dass das Versorgungsunternehmen über den aktuellen Energiebezug
des individuellen Haushalts tagesgenau informiert ist. Die Anzeige 6 unterscheidet
sich in ebenfalls in 2 nicht weiter dargestellter
Weise von herkömmlichen
Zähleranzeigen dadurch,
dass zusätzlich
zu dem Verbrauch elektrischer Energie die aktuelle elektrische Leistung
angezeigt wird. In Abhängigkeit
von den aktuellen Daten wird der Kunde in der entsprechenden Tarifgruppe geführt wobei
der Tarifwechsel selbsttätig
erfolgt. Der jeweils aktuelle Bezugstarif wird ebenfalls angezeigt. Dadurch,
dass über
das Funkmodem 8 eine bidirektionale Datenverbindung zwischen
dem EVU und dem angeschlossenen Haushalt gegeben ist, kann alternativ
durch eine ebenfalls in 2 nicht weiter dargestellte
Betätigungseinrichtung
ein Tarifwechselwunsch über
den Haushaltszähler 7 vom
Verbraucher aktiv direkt an das Versorgungsunternehmen übermittelt
werden.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung wird der elektronische Haushaltszähler gemäß 2 in
Verbindung mit einer in 3 dargestellten Mess-Station 12 betrieben.
Die Mess-Station 12 ist einer Umspannstation 13 zugeordnet,
in der die Versorgungsspannung des Mittelspannungsnetzes 16 auf
die Betriebsspannung des Niederspannungsnetzes 10 umgespannt
wird, wobei dem hierbei eingesetzten Transformator 13 ein.
Input-Messpunkt 14 auf der Netzseite vorgeschaltet ist
und ein Output-Messpunkt 15 auf der Verbraucherseite nachgeschaltet
ist. Weitere Input-/Output Messpunkte sind an den Netz-Kuppelstellen 17 angeordnet.
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In
einer in 3 nicht näher dargestellten Weise ist
der Mess-Station 12 zusätzlich
eine Rechnereinheit mit einem Berechnungsprogramm zugeordnet, das
die Differenz der mittels des Input-Messpunkts 14 gemessenen
eingespeisten Energie und mittels des Output-Messpunkts 15 verbrauchten
Energie ermittelt, wobei die Netzausgleichsenergie, die an den Netz-Kuppelstellen 17 bei
vermaschten Netzen gemessen wird, berücksichtigt und entweder dezentral
vor Ort direkt in eine Kenngröße, die
als Netzwirkungsgrad bezeichnet wird, umsetzt oder diesen Differenzwert über eine
Datenleitung an das Versorgungsunternehmen oder dessen Rechenzentrum sendet,
wobei dann dort der Netzwirkungsgrad oder direkt der Netzverlust
ermittelt wird.
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Gemäß der Darstellung
in 3 wird also, bezogen auf eine definierte Verbrauchergruppe
von Tarifkunden 21 der Netzwirkungsgrad oder der Netzverlust
des Niederspannungsnetzes bestimmt. Analog kann auch der Netzwirkungsgrad
oder der Netzverlust des Mittelspannungsnetzes ermittelt werden.
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Aufgrund
der über
das Funkmodem 8 realisierten bidirektionalen Datenverbindung
zwischen dem versorgenden EVU und dem angeschlossenen Verbraucher
kann nun das EVU durch eine entsprechende Tarifgestaltung die Verbrauchergewohnheiten
in seinem Sinne, also insbesondere im Sinne einer Vergleichmäßigung der
Tages-, Wochen und/oder Saisonganglinie beeinflussen. Dem Kunden
wird hierzu auf der Anzeigevorrichtung 6 seines neuartigen
elektronischen Haushaltszähler 7 jeweils angezeigt,
in welchem Tarif er sich momentan befindet. Dies soll dazu führen, dass
stromintensive Verbraucher bevorzugt in sogenannten Schwachlastzeiten
betrieben werden.
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Der
insoweit mittels des elektronischen Haushaltszählers 7 in Verbindung
mit der genannten Messung verwirklichte Regelkreis ist in 4 noch einmal
näher dargestellt. Über den
elektronischen Haushaltszähler 7 sind
diverse Haushaltsgeräte 11 in das
vom Netzbetreiber versorgte Niederspannungsnetz 20 geschaltet.
Nachdem der Tarifkunde 21 die Haushaltsgeräte 11 in
eigener Regie betreibt, kann die Anzeige auf dem elektronischen
Haushaltszähler 7 dazu
führen,
dass der Tarifkunde 21 seine Haushaltsgeräte in veränderter
Form betreibt und hierdurch Vergleichmäßigung der Netzlast erzielt
wird. Dies schlägt
sich für
den Tarifkunden 21 wiederum in einer verbesserten Kostenstruktur
für den
Kunden nieder, die sogleich auf dem elektroni schen Haushaltszähler 7 mittels
Tarifanzeige zur Anzeige gelangt.
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Letztlich
belässt
es die erfindungsgemäße Lösung gemäß der Darstellung
in 4 zunächst
dabei, den Tarifkunden 21 als einziges Stellglied, das auf
die Haushaltsgeräte 11 unmittelbar
einwirkt, in dem Regelkreis einzusetzen. Es wird also darauf gesetzt,
dass der individuelle Verbraucher aufgrund entsprechender Anreize
selbst zur Vergleichmäßigung des
Netzes und damit zum Energiesparen beiträgt.
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Selbstverständlich wäre es im
Rahmen der Erfindung technisch auch möglich, dass der elektronische
Haushaltszähler 7 direkt
auf die Haushaltsgeräte 11 im
Sinne eines gewünschten
Lastmanagements derart einwirkt, dass beispielsweise ausgewählte Verbraucher,
die ohne weiteres auch zu anderen Zeiten betrieben oder abgeschaltet
werden können,
wie etwa Waschmaschinen oder Spülmaschinen,
abgeschalten oder zu empfohlenen Zeiten zugeschaltet werden.
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Die
vorstehend bereits erwähnten
Messpunkte sind gemäß 5 überdies
auch den Kupplungsstellen 17 von vermaschten Netzen angeordnet um
die Netzausgleichströme
und ggf. die Netzdurchleitung von Netz zu Netz bzw. von Teilnetz
Nn zu Teilnetz Nm messen
zu können.
Die Ergebnisse dieser Messungen werden bei der Bestimmung des Netzwirkungsgrades,
bzw. der Netzverluste im Rahmen der Erfindung berücksichtigt.
Die Erfindung arbeitet demnach nicht mit synthetischen sondern mit
analytischen Lastprofilen.
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Die
Erfindung betrifft demnach einen elektronischen Haushaltszähler 7,
der durch ein an sich herkömmliches
Funkmodem 8 derart aufgewertet ist, dass insbesondere über herkömmliche
Telefonfestnetze eine kostengünstige
Verbindung zwischen dem versorgenden EVU und dem elektronischen
Haushaltszähler 7 ermöglicht wird.
Diese dient zunächst zur
Fernabfrage der verbrauchten elektrischen Energie und damit zu einer
monatlich exakten Anzeige, Ablesung und Abrechnung des Verbrauchs.
Darüber hinaus
wird jedoch die digitale Anzeigevorrichtung 6 des elektronischen
Haushaltszählers 7 dazu
genutzt, dem Tarifkunden 21 nicht nur den Verbrauch, sondern
auch die aktuelle Leistung und den aktuellen Tarif und einen etwa
attraktiveren Tarif anzuzeigen. Letztes wird dadurch aufgewertet,
dass die Tarifanzeige und die Anzeige des empfohlenen Tarifs in
Abhängigkeit
von dem mit einer vorgeschalteten Mess-Station 12 ermittelten
Lastgang, vorzugsweise in Echtzeit, erfolgt.
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Das
vorstehend beschriebene System mit unteranderem einen elektronischen
Haushaltszähler 7 bietet
somit gleichermaßen
dem Verbraucher 21 wie dem EVU eine Reihe von Vorteilen,
die im übergeordneten
Sinne sämtlich
dem in jeder Hinsicht wünschenswerten
Effekt der Einsparung elektrischer Energie dienen.
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- 1
- Hall-Generator
- 2
- Transformator
- 3
- Tiefpassfilter
- 4
- Spannungsfrequenzwandler
- 5
- Impulszähler
- 6
- Anzeigevorrichtung
- 7
- Elektronischer
Haushaltszähler
- 8
- Funkmodem
- 9
- Wireless-LAN-Netz
- 10,
20
- Niederspannungsnetz
- 11
- Haushaltsgeräte
- 12
- Mess-Station
- 13
- Umspannstation
- 14
- Input-Messpunkt(Einspeisungsseite)
- 15
- Output-Messpunkt
-
- (Verbrauchsseitig)
- 16
- Mittelspannungsnetz
- 17
- Input-/Output-Netz-Meßpunkt an Netz-Kuppelstelle
- 21
- Tarifkunde
- iNetz
- Netzstrom
- Unetz
- Netzspannung
- UH
- Hallspannung
- W1
- Primärspule
- Qi
- Kuppelstellen
- Ni
- Teilnetze