DE102008048046A1 - Apparatus and method for operating an electrical load - Google Patents

Apparatus and method for operating an electrical load Download PDF

Info

Publication number
DE102008048046A1
DE102008048046A1 DE102008048046A DE102008048046A DE102008048046A1 DE 102008048046 A1 DE102008048046 A1 DE 102008048046A1 DE 102008048046 A DE102008048046 A DE 102008048046A DE 102008048046 A DE102008048046 A DE 102008048046A DE 102008048046 A1 DE102008048046 A1 DE 102008048046A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrical
consumer
control unit
transmission network
power 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
DE102008048046A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus-Peter Linzmaier
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102008048046A priority Critical patent/DE102008048046A1/en
Priority to EP09781888A priority patent/EP2324549A1/en
Priority to PCT/EP2009/060594 priority patent/WO2010031650A1/en
Publication of DE102008048046A1 publication Critical patent/DE102008048046A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—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
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/52—The controlling of the operation of the load not being the total disconnection of the load, i.e. entering a degraded mode or in current limitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58—The condition being electrical
    • 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
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • 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
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers (2), welcher mit einem elektrischen Übertragungsnetz (3) elektrisch gekoppelt ist. Dabei ist zwischen den elektrischen Verbraucher (2) und das Übertragungsnetz (3) eine Steuereinheit (5) geschaltet, welche Mittel (6) zur Erfassung einer Netzspannung und/oder einer Netzfrequenz des Übertragungsnetzes (3) umfasst, wobei mittels der Steuereinheit (5) eine elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) aus dem Übertragungsnetz (3) in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz steuerbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers (2).The invention relates to a device (1) for operating at least one electrical load (2), which is electrically coupled to an electrical transmission network (3). In this case, a control unit (5) is connected between the electrical load (2) and the transmission network (3), which comprises means (6) for detecting a mains voltage and / or a mains frequency of the transmission network (3), wherein by means of the control unit (5) an electrical power consumption of the consumer (2) from the transmission network (3) in dependence on the detected mains voltage and / or power frequency is controllable. The invention further relates to a method for operating at least one electrical load (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers, welcher mit einem Übertragungsnetz elektrisch gekoppelt ist.The The invention relates to an apparatus and a method of operation at least one electrical load, which is connected to a transmission network is electrically coupled.

Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass elektrische Energie nur in begrenztem Maße speicherbar ist. Somit ist es erforderlich, dass der größte Teil der erzeugten elektrischen Energie zeitgleich verbraucht wird. Aus der Einbeziehung einer wachsenden Menge von alternativen Energiequellen in ein Energieverteilsystem, welche beispielsweise wie Windenergie oder Solarenergie nicht ständig, nicht vorhersehbar und nicht in konstanter Höhe erzeugbar sind, und einer ebenfalls häufig nicht vorhersehbaren und nicht konstanten Abnahme durch Endverbraucher, resultiert eine sehr hohe Lastdynamik im Energieverteilsystem.Out In the prior art it is well known that electrical Energy can be stored only to a limited extent. Thus is It required that most of the generated electrical energy is consumed at the same time. From inclusion a growing amount of alternative energy sources into an energy distribution system, which, for example, like wind energy or solar energy, are not constant, unpredictable and not producible at a constant height are, and also often unpredictable and not constant decline by end users, results in a very high load dynamics in the energy distribution system.

Diese hohe Lastdynamik kann sowohl zu technischen Nachteilen, wie beispielsweise zu einer Überlastung eines Übertragungsnetzes des Energieverteilsystems, als auch zu wirtschaftlichen Nachteilen für einen Betreiber des Übertragungsnetzes, wie z. B. Vertragsstrafen aufgrund ungeplanter Lastflussverschiebungen, führen.These high load dynamics can be both technical disadvantages, such as to an overload of a transmission network the energy distribution system, as well as to economic disadvantages for an operator of the transmission network, such. Eg penalties due to unplanned load flow shifts, to lead.

Zusätzlich ist es nachteilig, dass elektrische Verbraucher mit einem nahezu ohmschen Lastverhalten, bei welchen die entnommene elektrische Leistung quadratisch von der elektrischen Spannung des Übertragungsnetzes abhängt, nach und nach durch elektrische Verbraucher ersetzt werden, welche innerhalb großer Spannungs- und/oder Frequenzbereiche des Übertragungsnetzes eine konstante elektrische Leistung aus diesem entnehmen. Zu diesen Verbrauchern zählen beispielsweise Geräte, deren interne Versorgungsspannung mittels Schaltnetzteilen erzeugt wird.additionally It is disadvantageous that electrical consumers with a nearly Ohmic load behavior in which the electrical power removed square of the electrical voltage of the transmission network gradually replaced by electrical consumers which are within large voltage and / or frequency ranges the transmission network is a constant electrical power remove from this. These consumers include, for example Devices whose internal supply voltage by means of switching power supplies is produced.

Ferner werden elektrische Verbraucher, welche ihre Leistung in Abhängigkeit von der Frequenz des Übertragungsnetzes aus diesem beziehen, wie beispielsweise direkt mit dem Übertragungsnetz gekoppelte Synchron- oder Asynchronmaschinen, mehr und mehr durch elektrische Verbraucher ersetzt, deren elektrische Antriebe mittels Wechselrichtern gespeist werden. Dabei ist eine Leistungsaufnahme dieser Verbraucher möglich, welche überquadratisch von der Frequenz abhängig ist.Further become electrical consumers, depending on their performance from the frequency of the transmission network refer to this such as directly coupled to the transmission network Synchronous or asynchronous machines, more and more by electric Consumers replaced their electric drives by means of inverters be fed. This is a power consumption of these consumers possible, which is over-square of the frequency is dependent.

Hierdurch ist die Wirksamkeit aus dem Stand der Technik bekannter Netzregelverfahren, welche beispielsweise darauf beruhen, dass elektrische Generatoren mit den elektrischen Verbrauchern in einem Gegenkopplungsverhältnis stehen, redziert. Dabei werden die Generatoren gebremst, wenn die Leistungsentnahme aus dem Übertragungsnetz steigt. Somit sinken die Frequenz und Spannung des Übertragungsnetzes ab, was wie bereits erläutert bei elektrischen Verbrauchern mit ohmschem Verhalten im Gegensatz zu über Wechselrichter und/oder Schaltnetzteile betriebenen Verbrauchern zu einer Verringerung der aus dem Netz entnommenen elektrischen Leistung führt und infolge dessen zu einer Einstellung eines stabilen elektrischen Gleichgewichtes des Übertragungsnetzes führt.hereby is the effectiveness of prior art mesh control methods, Which, for example, based on the fact that electric generators with the electrical loads in a negative feedback relationship stand, edited. The generators are slowed down when the power is removed from the transmission network rises. Thus the frequency decreases and voltage of the transmission network, which as already explained in electrical consumers with ohmic behavior in Opposite to inverters and / or switching power supplies consumers to a reduction from the network taken electrical power results and as a result to a setting of a stable electrical balance the transmission network leads.

Aus diesem Grund ist eine verstärkte Bereitstellung von so genannter Regelleistung, insbesondere anhand von Spitzenlastkraftwerken, erforderlich, deren Produktionskosten für elektrische Energie vergleichsweise hoch sind.Out For this reason, an increased provision of such regulatory power, in particular from peak-load required, whose production costs for electrical energy comparatively are high.

Da die Lastdynamik aus den genannten Gründen allein mit einer erzeugerseitigen Leistungsregelung kostenintensiv und sehr aufwändig ist, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, welche die Lastdynamik insbesondere auch verbraucherseitig weiter verringern sollen.There the load dynamics for the reasons mentioned alone with a On-board power control cost-intensive and very expensive are, are from the prior art, various devices and Method known which the load dynamics in particular the consumer side continue to reduce.

Dabei ist allgemein bekannt, dass von Kunden des Energieverteilungssystems nicht genutzte Energiekapazitäten in Schwachlastzeiten als Nachstrom zu vergünstigten Tarifen angeboten werden, so ein Teil der elektrischen Last in die Schwachlast zeiten verschoben wird. Somit wird während der Schwachlastzeiten eine Grundlast bereitgestellt und die elektrische Last zu Spitzenlastzeiten reduziert.there is well known by customers of the power distribution system unused energy capacity during off-peak hours be offered as a back-up at discounted tariffs, so shifted some of the electrical load into the light load times becomes. Thus, during the low load periods, a base load provided and reduces the electrical load at peak load times.

Zusätzlich ist aus der 2007200377 WO (Nr. der Erfindungsmeldung: 2007E09479 DE, amtl. Aktenzeichen PCT/EP2007/005260 ) ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung mit zumindest einer Energieverteileinrichtung, einer Mehrzahl an Energieverbrauchseinrichtungen und einem Übertragungsnetz, an das zumindest eine Energieverteileinrichtung und die Mehrzahl an Energieverbrauchseinrichtungen angeschlossen sind, bekannt, welches eine Regelung der elektrischen Last in dem Übertragungsnetz durch die elektrischen Verbraucher, insbesondere eine Verschiebung der elektrischen Last in Schwachlastzeiten, ermöglichen soll. Dabei stehen die Energieverbrauchseinrichtungen und die Energieverteileinrichtung über eine Kommunikationseinrichtung mittelbar oder unmittelbar in Verbindung. Die Energieverteileinrichtung ermittelt in Abhängigkeit einer jeweiligen Netzlast oder Netzlastschwankungen des Übertragungsnetzes und zeitabhängig Energielieferbedingungen, so dass den Energieverbrauchseinrichtungen gemäß individuell für diese abgespeicherter Energieabnahmebedingungen individuell Energie bereitgestellt wird oder nicht.In addition, it is known from 2007200377 WO (No. of the invention: 2007E09479 DE, amtl. Aktenzeichen PCT / EP2007 / 005260 ) a method for operating an arrangement with at least one energy distribution device, a plurality of energy consumption devices and a transmission network to which at least one energy distribution device and the plurality of energy consumption devices are connected, known, which is a regulation of the electrical load in the transmission network by the electrical consumers, in particular To allow a shift of the electrical load in low load periods. In this case, the energy consumption devices and the energy distribution device are indirectly or directly connected via a communication device. The energy distribution device determines, depending on a respective network load or network load fluctuations of the transmission network and time-dependent energy supply conditions, so that the energy consumption devices according to individually for these stored energy acceptance conditions individually energy is provided or not.

Weiterhin beschreibt die 200712047 amtliches Aktenzeichen: 10 2007 043 888.7 eine Vorrichtung zur Versorgung mindestens eines elektrischen Verbrauchers, umfassend ein Versorgungsnetz mit mindestens einer Speisestelle, mindestens einer Versorgungseinheit und einer Anzahl von zumindest mit einer dieser Speisestellen über eine Übertragungseinheit verbundenen Entnahmestellen einer oder mehrerer Verbraucherabnahmestellen. Zumindest eine dieser Verbraucherabnahmestellen ist über eine Kommunikationsübertragungseinheit mit zumindest einer der Versorgungseinheiten verbunden ist, über die die Versorgung an der Entnahmestelle entnahmeseitig und/oder speiseseitig steuerbar ist. Weiterhin ist eine Verbraucherabnahmestelle dargestellt, welche mindestens eine zugehörige Entnahmenstelle zur Versorgung von mindestens einem zugehörigen Verbraucher und einen Datenspeicher umfasst, in welchem der oder die zugehörigen Verbraucher mit zugeordneten Versorgungsdaten, zugeordnetem Versorgungsereignis und/oder zugeordneter Versorgungszeit hinterlegt sind. Weiterhin ist eine Steuereinheit vorgesehen, mittels welcher die Versorgung an der Entnahmestelle steuerbar ist. Auch die Vorrichtung und die Verbraucherabnahmestelle sollen eine Regelung der elektrischen Last in dem Übertragungsnetz durch die elektrischen Verbraucher, insbesondere eine Verschiebung der elektrischen Last in Schwachlastzeiten, ermöglichen.Furthermore, the 200712047 official file number: 10 2007 043 888.7 describes a device for supplying at least one electrical Consumers, comprising a supply network with at least one feed point, at least one supply unit and a number of at least one of these points of delivery via a transmission unit connected tapping points of one or more consumer points of sale. At least one of these consumer acceptance points is connected via a communication transmission unit with at least one of the supply units, via which the supply at the removal point on the discharge side and / or supply side is controllable. Furthermore, a consumer collection point is shown, which comprises at least one associated withdrawal point for supplying at least one associated consumer and a data store in which the associated consumer or consumers are associated with associated care data, associated supply event and / or associated supply time. Furthermore, a control unit is provided, by means of which the supply can be controlled at the removal point. The device and the consumer delivery point should also enable regulation of the electrical load in the transmission network by the electrical consumers, in particular a shift of the electrical load during off-peak periods.

Ferner offenbart die US 2001/0010032 A1 ein Energie-Management-System, welches Mittel zu einer Visualisierung von elektrischen Lastverläufen eines oder mehrere elektrischer Verbraucher umfasst, welche mit diesem verbunden sind. Dabei besteht die Möglichkeit, dass ein Nutzer manuell Lastanteile der elektrischen Verbraucher in Schwachlastzeiten verschiebt oder Betriebszeiten der elektrischen Verbraucher vorgibt.Further, the US 2001/0010032 A1 an energy management system, which comprises means for visualizing electrical load curves of one or more electrical consumers connected to it. In this case, there is the possibility that a user manually shifts load components of the electrical consumers during off-peak hours or specifies operating times of the electrical consumers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers anzugeben, welche eine effiziente, einfach ausführbare und schnelle Lastregelung ermöglichen.Of the Invention is based on the object, a relation to the Prior art improved apparatus and method for Operating an electrical consumer indicating which is an efficient, enable easy executable and fast load control.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.Regarding The device according to the invention by the task the features specified in claim 1 and in terms of the method by the features specified in claim 9 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers, welcher mit einem elektrischen Übertragungsnetz elektrisch gekoppelt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem elektrischen Verbraucher und dem Übertragungsnetz eine Steuereinheit geschaltet ist, welche Mittel zur Erfassung einer Netzspannung und/oder einer Netzfrequenz des Übertragungsnetzes umfasst, wobei mittels der Steuereinheit eine elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers aus dem Übertragungsnetz in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz steuerbar ist.The inventive device for operating at least an electrical consumer, which is electrically connected to an electrical transmission network is coupled, characterized by the fact that between the electric Consumers and the transmission network, a control unit is connected, which means for detecting a mains voltage and / or a network frequency of the transmission network, wherein by means of the control unit, an electrical power extraction of Consumer from the transmission grid depending is controllable by the detected mains voltage and / or mains frequency.

Daraus ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass auch elektrische Verbraucher, die kein ohmsches Verhalten aufweisen, derart steuerbar sind, dass ein proportionales Lastverhalten erzeugbar ist und somit bei geringer Netzspannung und/oder Netzfrequenz eine Anpassung der Leistungsentnahme der Verbraucher möglich ist. d. h. ein Leistungsfaktor variabel ist. Auch ist kein zusätzliches Datennetz, wie aus dem Stand der Technik zur Kommunikation zwischen einer Energieerzeugungseinheit und dem Verbraucher bekannt ist, notwendig, so dass eine schnelle Steuerung und/oder Regelung der Lastentnahme mit einer hohen Steuer- bzw. Regeldynamik erzielbar ist.from that results in an advantageous manner that also electrical consumers, which have no ohmic behavior, are controllable such that a proportional load behavior can be generated and thus at low Mains voltage and / or mains frequency an adjustment of the power consumption of Consumer is possible. d. H. a power factor variable is. Also is no additional data network, as from the State of the art for communication between a power generation unit and the consumer is known, necessary, so a fast Control and / or regulation of load extraction with a high control or control dynamics can be achieved.

Zur Steuerung der Leistungsentnahme umfasst die Steuereinheit eine Schaltereinheit, in welcher zumindest ein Schalter angeordnet ist. Bei den Schaltern handelt es sich insbesondere um Schütze, Relais und/oder Halbleiterschalter, mittels welchen die Leistungsentnahme effektiv und einfach steuerbar ist.to Control of power extraction, the control unit comprises a switch unit, in which at least one switch is arranged. At the counters in particular they are contactors, relays and / or Semiconductor switch, by means of which the power extraction effectively and easily controllable.

Zur Einstellung einer Betriebsspannung des elektrischen Verbrauchers umfasst die Steuereinheit in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung einen oder mehrere Transformatoren, Hochsetzsteller und/oder Tiefsetzsteller.to Setting an operating voltage of the electrical load includes the control unit in a preferred embodiment of Invention one or more transformers, boost converter and / or Step-down converter.

Gemäß einer gewinnbringenden Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Steuereinheit einen oder mehrere Gleichrichter und/oder Filter zur Leistungsfaktorkorrektur.According to one profitable embodiment of the invention comprises the control unit one or more rectifiers and / or power factor correction filters.

Alternativ oder zusätzlich umfasst die Steuereinheit Mittel, welche zu einer Phasenanschnittssteuerung vorgesehen sind. Dabei weist eine Phasenanschnittssteuerung zur Steuerung der Leistungsentnahme insbesondere den Vorteil auf, dass sie durch eine sehr geringe Verlustleistung bei gleichzeitig ein fachem und kleinbauendem Aufbau sowie einer geringen Störanfälligkeit gekennzeichnet ist.alternative or additionally, the control unit comprises means which are provided for a phase control. It points a phase control for controlling the power extraction in particular the advantage that they by a very low power loss at the same time a fachem and kleinbauendem construction as well as a low susceptibility is characterized.

Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise in den elektrischen Verbraucher oder in ein Gerät integriert, welches einen oder mehrere elektrische Verbraucher umfasst.Further the control unit is preferably in the electrical consumer or integrated into a device which has one or more includes electrical loads.

Alternativ ist die Steuereinheit als separates Vorschaltgerät ausgebildet, so dass in vorteilhafter Weise auch bereits vorhandene elektrische Verbraucher oder Geräte nachträglich mit der Steuereinheit zur Steuerung der Leistungsentnahme koppelbar sind.Alternatively, the control unit is designed as a separate ballast, so that in an advantageous manner even existing electrical consumers or devices can be subsequently coupled to the control unit for controlling the power take-off are.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers, welcher mit einem elektrischen Übertragungsnetz elektrisch gekoppelt ist, werden erfindungsgemäß mittels einer zwischen dem elektrischen Verbraucher und dem Übertragungsnetz geschalteten Steuereinheit die Netzspannung und/oder die Netzfrequenz des Übertragungsnetzes erfasst, wobei mittels der Steuereinheit die elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers aus dem Übertragungsnetz in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz gesteuert wird.at the method of operation according to the invention at least one electrical load, which is connected to an electrical transmission network is electrically coupled, according to the invention by means of one between the electrical load and the transmission network switched control unit, the mains voltage and / or the mains frequency the transmission network detected, wherein by means of the control unit the electrical power consumption of the consumer from the transmission network in Dependence on the detected mains voltage and / or mains frequency is controlled.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Leistungsentnahme des Verbrauchers zu einer Änderung der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zeitlich verzögert, unverzögert oder mit einem kontinuierlichen Übergang verringert oder erhöht.According to one Embodiment of the invention is the power consumption of the consumer to a change of the mains voltage and / or mains frequency delayed, undelayed or with a continuous transition reduced or increased.

Auch ist es bevorzugt möglich, dass die Leistungsentnahme des Verbrauchers bei einer Überschreitung oder Unterschreitung von vorgegebenen Grenzwerten der Netzspannung und/oder Netzfrequenz verringert oder erhöht wird.Also it is preferably possible that the power extraction of the Consumer in case of exceeding or shortfall from predetermined limits of the mains voltage and / or mains frequency is reduced or increased.

Dabei wird die Leistungsentnahme des Verbrauchers in vorteilhafter Weise solange verringert oder erhöht, bis keine Überschreitung oder Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte der Netzspannung und/oder Netzfrequenz vorliegt, die aktuelle Leistungsentnahme null ist und/oder die aktuelle Leistungsentnahme einer maximalen Leistung des Verbrauchers entspricht.there is the power consumption of the consumer in an advantageous manner reduced or increased until no exceeding or below the specified limits of the mains voltage and / or mains frequency is present, the current power draw zero is and / or the current power draw of a maximum power of the consumer.

Gemäß einer gewinnbringenden Weiterbildung des Verfahrens wird die Leistungsentnahme verschiedener elektrischer Verbraucher separat und/oder anwendungsbezogen gesteuert, so dass das Steuergerät und dessen Steuerung in vorteilhafter Weise für mehrere elektrische Verbraucher nutzbar ist.According to one profitable development of the method is the power extraction of various electrical consumers controlled separately and / or application-related, so that the control unit and its control in advantageous Way is available for multiple electrical consumers.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be described in more detail below with reference to drawings explained. Showing:

1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Verbrauchers, 1 1 is a schematic block diagram of an apparatus for operating an electrical load;

2 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betreiben mehrerer elektrischer Verbraucher, und 2 schematically a block diagram of an apparatus for operating a plurality of electrical loads, and

3 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betreiben mehrerer elektrischer Verbraucher, wobei die Vorrichtung in ein elektrisches Gerät integriert ist. 3 schematically a block diagram of an apparatus for operating a plurality of electrical loads, wherein the device is integrated in an electrical device.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

Die einzige 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers 2, welcher mit einem Übertragungsnetz 3 elektrisch gekoppelt ist, mittels welchem dem Verbraucher 2.1 elektrische Energie einer Energieerzeugungseinheit 4, insbesondere einem Kraftwerk, zuführbar ist.The only 1 shows a device 1 for operating at least one electrical load 2 which is connected to a transmission network 3 is electrically coupled, by means of which the consumer 2.1 electrical energy of an energy generating unit 4 , in particular a power plant, can be fed.

Dabei umfasst das Übertragungsnetz 3 insbesondere sowohl Höchst-, Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetze als auch Mittel und Schaltelemente zur Wandlung und Übertragung der elektrischen Energie.In this case, the transmission network includes 3 in particular, high-voltage, high-voltage, medium-voltage and low-voltage networks as well as means and switching elements for the conversion and transmission of electrical energy.

Die Netzfrequenz des Übertragungsnetzes 3 und deren Abweichungen spiegeln ein Verhältnis der mittels der Energieerzeugungseinheit 4 erzeugten elektrischen Energie und dem Verbrauch der elektrischen Energie durch die Verbraucher 2.1 wider.The grid frequency of the transmission network 3 and their deviations reflect a ratio of the energy generation unit 4 generated electrical energy and the consumption of electrical energy by consumers 2.1 contrary.

Da elektrische Energie in dem Übertragungsnetz, bei welchem es sich insbesondere um ein so genanntes Verbundnetz handelt, nicht speicherbar ist, muss der erzeugten Energie stets ein gleich großer Energieverbrauch gegenüberstehen, wobei es bei Abweichungen zischen der erzeugten Energiemenge und dem Energieverbrauch zu Abweichungen der Netzfrequenz kommt.There electrical energy in the transmission network, in which it is in particular a so-called interconnected network, not storable, the energy generated must always be the same size Energy consumption, with deviations hiss the amount of energy generated and the energy consumption to deviations the mains frequency is coming.

Wird dabei mehr elektrische Energie erzeugt als verbraucht, kommt es zu einer Steigerung der Netzfrequenz, wobei bei einem höheren Verbrauch die Netzfrequenz sinkt.Becomes while it generates more electrical energy than consumed, it comes to an increase in network frequency, with a higher Consumption the grid frequency drops.

Bei starken Schwankungen der Netzfrequenz, welche insbesondere aus einem starken Über- oder Unterangebot von elektrischer Energie resultieren, können starke Störungen im Übertragungsnetz 3 auftreten, welche bis zu einem Ausfall dieses führen können.Strong fluctuations in the network frequency, which result in particular from a strong over- or under supply of electrical energy, strong disturbances in the transmission network 3 occur, which can lead to a failure of this.

Ein zusätzliches Maß für die Auslastung des Übertragungsnetzes 3 stellt die verbraucherseitig messbare Netzspannung UOUT dar, welche sich gemäß der ohmschen Gesetze vereinfacht aus einer Differenz der Spannungshöhe UIN der von der Energieerzeugungseinheit 4 erzeugten elektrischen Energie und dem Produkt des in dem Übertragungsnetz 3 geführten Stromes INETZ und dessen Widerstand RNETZ gemäß: UOUT – UIN – INETZ·RNETZ [1]ergibt.An additional measure of the utilization of the transmission network 3 represents the consumer-side measurable mains voltage U OUT , which is simplified in accordance with the Ohm's laws from a difference of the voltage level U IN of the power generation unit 4 generated electrical energy and the product of the transmission network 3 guided current I NETWORK and its resistance R NETZ according to: U OUT - U IN - I NETWORK · R NETWORK [1] results.

Da bei elektrischen Verbrauchern 2 mit einem ohmschen Lastverhalten eine dem Übertragungsnetz 3 entnommene elektrische Leistung quadratisch von der elektrischen Spannung des Über tragungsnetzes abhängt, verringert oder erhöht sich die Leistungsentnahme des elektrischen Verbrauchers 2 bei einem Unterangebot bzw. Überangebot von elektrischer Energie in dem Übertragungsnetz 3 automatisch.As with electrical consumers 2 with a resistive load behavior a the Übertra supply network 3 taken electrical power square depends on the electrical voltage of the transmission network over, reduces or increases the power draw of the electrical load 2 in a sub-supply or oversupply of electrical energy in the transmission network 3 automatically.

Es existieren jedoch auch elektrische Verbraucher 2.1, welche bei unterschiedlichen Netzspannungen und Netzfrequenzen eine konstante Leistungsentnahme aus dem Übertragungsnetz 3 aufweisen. Dabei kann es sich beispielsweise um mittels Schaltnetzteile und/oder Wechselrichtern betriebene elektrische Verbraucher 2.1 handeln.However, there are also electrical consumers 2.1 , which at constant supply voltages and mains frequencies from the transmission network 3 exhibit. This may be, for example, by means of switching power supplies and / or inverters operated electrical loads 2.1 act.

Um die Lastdynamik des Übertragungsnetzes 3 verbraucherseitig zu begrenzen bzw. zu vermindern, ist erfindungsgemäß zwischen dem elektrischen Verbraucher 2.1 und dem Übertragungsnetz 3 eine Steuereinheit 5 geschaltet, welche Mittel 6 zur Erfassung einer Netzspannung und/oder einer Netzfrequenz des Übertragungsnetzes 3 umfasst, wobei die Steuereinheit 5 als separates Vorschaltgerät ausgebildet ist und nicht näher dargestellten Mittel zur Kopplung mit dem elektrischen Verbraucher 2.1 und dem Übertragungsnetz 3 aufweist. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann die Steuereinheit 5 in den elektrischen Verbraucher 2 integriert sein.To the load dynamics of the transmission network 3 To limit or reduce the consumer side, according to the invention between the electrical load 2.1 and the transmission network 3 a control unit 5 switched, which means 6 for detecting a mains voltage and / or a network frequency of the transmission network 3 includes, wherein the control unit 5 is designed as a separate ballast and not shown means for coupling with the electrical load 2.1 and the transmission network 3 having. In a non-illustrated embodiment of the invention, the control unit 5 in the electrical consumer 2 be integrated.

Dabei ist anhand der Steuereinheit 5 die elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers 2.1 aus dem Übertragungsnetz 3 in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz steuerbar, so dass auch elektrische Verbraucher 2.1, die kein ohmsches Verhalten aufweisen, derart steuerbar sind, dass ein ohmsches Verhalten erzeugbar ist und somit bei geringer Netzspannung und/oder Netzfrequenz eine Anpassung der Leistungsentnahme der Verbraucher 2.1 möglich ist.It is based on the control unit 5 the electrical power consumption of the consumer 2.1 from the transmission network 3 controllable in dependence on the detected mains voltage and / or mains frequency, so that also electrical consumers 2.1 , which have no ohmic behavior, are controllable such that an ohmic behavior can be generated and thus at low line voltage and / or line frequency, an adaptation of the power consumption of consumers 2.1 is possible.

Zur Variation der Leistungsentnahme des elektrischen Verbrauchers 2 umfasst die Steuereinheit 5 eine Schaltereinheit 7, in welcher ein oder mehrere nicht näher dargestellte Schalter angeordnet sind.For varying the power consumption of the electrical load 2 includes the control unit 5 a switch unit 7 , in which one or more switches not shown are arranged.

Weiterhin weist die Steuereinheit 2 einen oder mehrere Transformatoren, Hochsetzsteller und oder Tiefsetzsteller, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als Wandler 8 zusammengefasst sind, wobei die Hochsetzsteller und/oder Tiefsetzsteller in einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung Gleichrichter und/oder Filter zur Leistungsfaktorkorrektur umfassen können. Der Wandler 8 ist zu einer Variation der elektrischen Spannung des Verbrauchers 2 vorgesehen, wobei über die Einstellung der elektrischen Spannung die Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 steuerbar ist. Somit ergibt sich bei vermindertem elektrischem Strom und/oder verminderter Spannung eine ebenfalls verminderte Leistungsentnahme und bei Erhöhung der Spannung eine Vergrößerung der Leistungsentnahme des Verbrauchers 2.Furthermore, the control unit 2 one or more transformers, boost converter and or buck converter, which in the illustrated embodiment as a converter 8th are summarized, wherein the boost converter and / or buck converter in a non-illustrated embodiment of the invention may include rectifiers and / or filters for power factor correction. The converter 8th is a variation of the electrical voltage of the consumer 2 provided, wherein on the setting of the electrical voltage, the power consumption of the consumer 2 is controllable. Thus, with reduced electrical current and / or reduced voltage also results in a reduced power consumption and increasing the voltage, an increase in the power consumption of the consumer 2 ,

Gemäß der dargestellten Ausführung der Vorrichtung 1 umfasst die Steuereinheit ein separates Mittel 9, welches zu einer Phasenanschnittssteuerung vorgesehen ist. Mittels dieser Phasenanschnittssteuerung die Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 anhand einer Beeinflussung dessen Betriebsstromflusses steuerbar, wobei zur Realisierung der Phasenanschnittsteuerung lediglich ein geringer Bauteilbedarf besteht und die verwendeten Bauteile sich durch eine geringe Störanfälligkeit auszeichnen.According to the illustrated embodiment of the device 1 the control unit comprises a separate means 9 , which is intended for a phase control. By means of this phase control, the power consumption of the consumer 2 controllable by influencing the operating current flow, wherein for the realization of the phase control only a small component demand exists and the components used are characterized by a low susceptibility to interference.

Je nach Anwendungsfall bzw. je nach Art und Ausführung des elektrischen Verbrauchers 2 kann dessen Abhängigkeit der Leistungsentnahme von der Netzspannung und/oder Netzfrequenz unterschiedlich sein. Dabei kann dessen Leistungsverhalten beispielsweise proportional oder stufenweise von den Netzgrößen Netzspannung und/oder Netzfrequenz abhängen. Auch weisen verschiedene elektrische Verbraucher 2.1 ein unterschiedliches Lastverhalten auf.Depending on the application or depending on the type and design of the electrical load 2 may be different depending on the dependence of the power draw from the mains voltage and / or mains frequency. In this case, its performance may, for example, depend on the grid sizes mains voltage and / or grid frequency proportionally or stepwise. Also have different electrical consumers 2.1 a different load behavior.

Somit wirken sich Veränderungen der elektrischen Betriebsgrößen, wie Strom, Spannung bzw. Leistung des elektrischen Verbrauchers 2 je nach dessen Ausbildung, beispielsweise als Fernsehgerät oder als Leuchtmittel, unterschiedlich auf dessen Verhalten aus.Thus, changes in the electrical operating variables, such as current, voltage or power of the electrical load 2 depending on its design, for example as a television or as a light source, different on its behavior.

Aufgrund dessen sehen die Erfindung und deren Ausgestaltungen vor, dass die Anpassung der Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 in Abhängigkeit von dessen Eigenschaften in unterschiedlicher Art und Weise vorgegeben und angepasst wird.Due to this, the invention and its embodiments provide that the adaptation of the power consumption of the consumer 2 depending on its properties is predetermined and adapted in different ways.

Dabei wird in einem ersten Ausführungsbeispiel die Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 im Bezug zum Zeitpunkt der Änderung der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zeitlich verzögert, unverzögert oder mit einem kontinuierlichen Übergang verringert oder erhöht.In this case, in a first embodiment, the power consumption of the consumer 2 with respect to the time of change of the mains voltage and / or mains frequency delayed, undelayed or reduced or increased with a continuous transition.

Handelt es sich bei dem elektrischen Verbraucher 2.1 z. B. um einen handelsüblichen Kühlschrank, so ist es sinnvoll bei einer relativ hohen Innentemperatur dessen, dessen Leistungsentnahme konstant zu halten und somit erst zeitlich verzögert zu reduzieren, wenn dessen Innentemperatur einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.Is it the electrical consumer 2.1 z. Example, a commercial refrigerator, it makes sense at a relatively high temperature inside to keep its power consumption constant and thus delayed to reduce when its internal temperature falls below a predetermined limit.

Weist der Kühlschrank jedoch während einer Unterschreitung der Netzspannung und/oder Netzfrequenz von deren ”Normalwert” eine Innenraumtemperatur, welche unterhalb dieses Grenzwertes liegt, ist eine unverzögerte Verringerung der Leistungsminimierung sinnvoll. Auch ist bei einem Ansteigen der Innenraumtemperatur über den Grenzwert bei anhaltender verringerter Netzspannung und/oder Netzfrequenz eine Erhöhung der Leistungsentnahme möglich.However, if the refrigerator is below its mains voltage and / or mains frequency, its temperature is lower than its "normal value", which is below this limit is an immediate reduction in performance minimization makes sense. Also, with an increase in the interior temperature above the limit at sustained reduced grid voltage and / or grid frequency, an increase in power draw is possible.

Handelt es sich bei dem elektrischen Verbraucher 2.1 beispielsweise um einen Herd, ist eine Absenkung der Leistungsentnahme bei verringerter Netzspannung und/oder Netzfrequenz nur in begrenztem Maße erwünscht, da eine Zubereitung von Speisen vorzugsweise in einer angemessenen und für den Nutzer gewohnten Zeitdauer erfolgen sollte.Is it the electrical consumer 2.1 For example, around a stove, a reduction in power consumption with reduced mains voltage and / or power frequency is only desirable to a limited extent, since a food preparation should preferably be done in a reasonable and usual for the user period.

Die Anpassung der Leistungsentnahme mit einem kontinuierlichen Übergang, d. h. mit einem so genannten PT1-Verhalten, eignet sich insbesondere bei einer Ausbildung des elektrischen Verbrauchers als Fernsehgerät. Dabei reduziert bzw. erhöht sich eine Helligkeit des von diesem ausgestrahlten Bildes in Abhängigkeit von der Variation der Leistungsentnahme nur langsam und somit für ein Betrachter kaum merklich, so dessen Komfort nicht eingeschränkt wird. Auch bei einer Leselampe bietet sich die Variation der Leistungsentnahme mit diesem Verhalten an, da sonst unangenehme Flickererscheinungen auftreten können.The Adaptation of the power draw with a continuous transition, d. H. with a so-called PT1 behavior, is particularly suitable for a training of the electrical consumer as a TV. This reduces or increases a brightness of this emitted image depending on the variation The extraction of power only slowly and thus hardly for a viewer noticeable, so its comfort is not restricted. Also with a reading lamp, the variation of the power extraction offers with this behavior, otherwise unpleasant flicker phenomena may occur.

Bei Lichtquellen, welche beispielsweise als Hintergrund- oder Orientierungsbeleuchtungen vorgesehen sind, ist eine unverzögerte Anpassung der Leistungsentnahme denkbar, da Helligkeitsveränderungen derartiger Beleuchtungen im Allgemeinen nicht als negativ empfunden werden.at Light sources, for example, as a background or orientation lights provided is an instantaneous adjustment of the power draw conceivable, since changes in brightness of such lighting generally not be perceived as negative.

Weiterhin ist es auch sinnvoll, die Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 bei einer Überschreitung oder Unterschreitung von vorgegebenen Grenzwerten der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zu erhöhen bzw. zu verringern. Somit kann die Leistungsentnahme des Verbrauchers 2 insbesondere bei kurzzeitigen und geringen Schwankungen der Netzspannung und/oder Netzfrequenz, wie sie häufiger auftreten, konstant gehalten werden.Furthermore, it makes sense, the power consumption of the consumer 2 to increase or decrease in case of exceeding or falling short of predetermined limits of the mains voltage and / or mains frequency. Thus, the power consumption of the consumer 2 especially with short-term and small fluctuations of the mains voltage and / or mains frequency, as they occur more frequently, are kept constant.

Die Leistungsentnahme wird dabei vorzugsweise nur solange verringert oder erhöht, bis keine Über- bzw. Unterschreitung der Grenzwerte mehr vorliegt, die aktuelle Leistungsentnahme des elektrischen Verbrauchers 2 null ist oder der maximalen Leistungsentnahme dieses entspricht, so dass Schäden an dem elektrischen Verbraucher 2.1 vermieden werden.The power extraction is preferably reduced or increased only until there is no over or underflow of the limit values, the current power consumption of the electrical load 2 is zero or equal to the maximum power consumption of this, causing damage to the electrical load 2.1 be avoided.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zum Betreiben mehrerer elektrischer Verbraucher 2.1 bis 2.5. 2 shows an embodiment of the device 1 for operating several electrical consumers 2.1 to 2.5 ,

Hierbei sind die Steuereinheit 2 und deren Komponenten derart ausgebildet, dass die Leistungsentnahme der mehreren und insbesondere unterschiedlich ausgebildeten elektrischen Verbraucher 2.1 bis 2,5 separat und/oder anwendungsbezogen gesteuert wird. Somit ist eine Anpassung der Steuerung sowohl an die Anwendung als auch an die Eigenschaften des jeweiligen Verbrauchers 2.1 bis 2.5 möglich.Here are the control unit 2 and their components designed such that the power extraction of the plurality and in particular differently designed electrical consumers 2.1 to 2.5 is controlled separately and / or application-related. Thus, an adaptation of the control to both the application and the properties of each consumer 2.1 to 2.5 possible.

In 3 ist eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung 1 zum Betreiben mehrerer elektrischer Verbraucher 2.1 bis 2.5 dargestellt, wobei die Steuereinheit 5 in ein elektrisches Gerät 10 integriert ist, welches einen oder mehrere elektrische Verbraucher 2.1 bis 2.5 umfasst. Daraus ergibt sich insbesondere der Vorteil, dass kein zusätzliches Vorschaltgerät zur Anpassung der Leistungsentnahme der elektrischen Verbraucher 2.1 bis 2.5 des Gerätes 10 erforderlich ist.In 3 is a further embodiment of the device 1 for operating several electrical consumers 2.1 to 2.5 shown, wherein the control unit 5 in an electrical device 10 integrated, which is one or more electrical consumers 2.1 to 2.5 includes. This results in particular the advantage that no additional ballast for adjusting the power consumption of the electrical consumers 2.1 to 2.5 of the device 10 is required.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, des erfindungsgemäßen Verfahrens und Weiterbildungen dieser ist besonders vorteilhaft und wirtschaftlich interessant, wenn Energiebezugspreise von einen momentanen bzw. aktuellen Netzspannung und/oder Netzfrequenz abhängen.The use of the device according to the invention 1 , the method according to the invention and developments thereof is particularly advantageous and economically interesting if energy reference prices depend on a current or current grid voltage and / or grid frequency.

Dabei umfasst die Steuereinheit 5 zusätzlich nicht näher dargestellte Mittel zu einer Stromzählung, welche einen bei einer bei einer geringen Netzspannung, insbesondere zu Spitzenlastzeiten, entnommenen Strom geringer bewerten als einen bei hoher Netzspannung, insbesondere zu Schwachlastzeiten, entnommenen Strom. Somit kann eine technisch sinnvolle Varianz eines Energiepreises von +/– 10% erzielt werden.In this case, the control unit comprises 5 in addition not shown means for electricity metering, which at a lower at a low mains voltage, especially at peak load, rated current lower than a high mains voltage, especially at low load times, withdrawn power. Thus, a technically meaningful variance of an energy price of +/- 10% can be achieved.

Um eine höhere Varianz von Energiepreisen zu erhalten, ist es vorteilhaft, den Energiepreis in Abhängigkeit von der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zu definieren, wobei beliebige, auch nichtlineare Bezugskosten pro Arbeitseinheit für jede Netzfrequenz festgelegt werden können.Around to get a higher variance of energy prices is it is beneficial to the energy price depending on the Mains voltage and / or network frequency, any, also non-linear procurement costs per unit of work for each Mains frequency can be set.

Zusammenfassend ist es mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, des erfindungsgemäßen Verfahrens und Weiterbildungen dieser möglich, Mechanismen zur Verringerung der Lastdynamik des Übertragungsnetzes von der Erzeugerseite auf die Verbraucherseite zu übertragen.In summary, it is by means of the device according to the invention 1 , the inventive method and developments of this possible to transfer mechanisms for reducing the load dynamics of the transmission network from the producer side to the consumer side.

Analog sind die zuvor beschriebenen Mechanismen auch auf der Erzeugerseite anwendbar, so dass beispielsweise eingespeiste nicht konstante erneuerbare Energie bei geringer Netzspannung und/oder Netzfrequenz höher vergütet werden als bei hoher Netzspannung und/oder Netzfrequenz.Analogous The mechanisms described above are also on the producer side applicable, so that, for example, fed non-constant renewable Energy at low mains voltage and / or grid frequency higher be tempered as at high line voltage and / or line frequency.

Zusammenfassend ist es mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, des erfindungsgemäßen Verfahrens und Weiterbildungen dieser möglich, auch die Lastentnahme solcher elektrischer Verbraucher 2.1 bis 2.5, welche kein ohmsches Lastverhalten aufweisen, in Abhängigkeit von der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zu steuern. Dies kann insbesondere dann besonders vorteilhaft genutzt werden, wenn eine Nachregelung der mittels der Energieerzeugungseinheit 4 eingespeisten elektrischen Energie bzw. Leistung ein proportionales Regelverhalten aufweist. Da bei einer zunehmenden Leistungsentnahme aus dem Übertragungsnetz 3 keine vollständige erzeugerseitige Nachregelung stattfindet bzw. stattfinden kann, sinkt die Netzfrequenz lastabhängig ab. Bei dieser verringerter Netzfrequenz und der daraus resultierenden verringerten Netzspannung stellt sich ein neues stabiles Gleichgewicht dadurch ein, dass die Leistungsentnahme der Verbraucher 2.1 bis 2.5 aus dem Übertragungsnetz 3 mittels der Vorrichtung 1 in Abhängigkeit von der Netzspannung und/oder Netzfrequenz variabel einstellbar ist.In summary, it is by means of the device according to the invention 1 , of the invention en method and developments of this possible, including the load removal of such electrical loads 2.1 to 2.5 , which have no ohmic load behavior, depending on the mains voltage and / or power frequency to control. This can be used particularly advantageously, in particular, if a readjustment of the energy generation unit 4 fed electrical energy or power has a proportional control behavior. As with an increasing power extraction from the transmission network 3 no complete generator-side readjustment takes place or can take place, the mains frequency decreases depending on the load. With this reduced mains frequency and the resulting reduced mains voltage, a new stable equilibrium sets in that the power consumption of the consumers 2.1 to 2.5 from the transmission network 3 by means of the device 1 is variably adjustable depending on the mains voltage and / or mains frequency.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 2007/005260 [0010] - EP 2007/005260 [0010]
  • - US 2001/0010032 A1 [0012] US 2001/0010032 A1 [0012]

Claims (13)

Vorrichtung (1) zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers (2), welcher mit einem elektrischen Übertragungsnetz (3) elektrisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektrischen Verbraucher (2) und dem Übertragungsnetz (3) eine Steuereinheit (5) geschaltet ist, welche Mittel (6) zur Erfassung einer Netzspannung und/oder einer Netzfrequenz des Übertragungsnetzes (3) umfasst, wobei mittels der Steuereinheit (5) eine elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) aus dem Übertragungsnetz (3) in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz steuerbar ist.Contraption ( 1 ) for operating at least one electrical consumer ( 2 ), which is connected to an electrical transmission network ( 3 ) is electrically coupled, characterized in that between the electrical load ( 2 ) and the transmission network ( 3 ) a control unit ( 5 ), which means ( 6 ) for detecting a mains voltage and / or a network frequency of the transmission network ( 3 ), wherein by means of the control unit ( 5 ) an electrical power consumption of the consumer ( 2 ) from the transmission network ( 3 ) is controllable in dependence on the detected mains voltage and / or mains frequency. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) eine Schaltereinheit (7) umfasst, in welcher zumindest ein Schalter angeordnet ist.Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the control unit ( 5 ) a switch unit ( 7 ), in which at least one switch is arranged. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) einen oder mehrere Transformatoren, Hochsetzsteller und/oder Tiefsetzsteller umfasst.Contraption ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit ( 5 ) comprises one or more transformers, boost converters and / or buck converters. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) einen oder mehrere Gleichrichter und/oder Filter zur Leistungsfaktorkorrektur umfasst.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 5 ) comprises one or more rectifiers and / or power factor correction filters. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) Mittel (9) umfasst, welche zu einer Phasenanschnittssteuerung vorgesehen sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control unit ( 5 ) Medium ( 9 ), which are provided for phase-angle control. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in den elektrischen Verbraucher (2) integriert ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control unit ( 5 ) in the electrical consumer ( 2 ) is integrated. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) in ein Gerät (10) integriert ist, welches einen oder mehrere elektrische Verbraucher (2) umfasst.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control unit ( 5 ) into a device ( 10 ) which incorporates one or more electrical consumers ( 2 ). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) als separates Vorschaltgerät ausgebildet ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control unit ( 5 ) is designed as a separate ballast. Verfahren zum Betreiben zumindest eines elektrischen Verbrauchers (2), welcher mit einem elektrischen Übertragungsnetz (3) elektrisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zwischen dem elektrischen Verbraucher (2) und dem Übertragungsnetz (3) geschalteten Steuereinheit (5) eine Netzspannung und/oder eine Netzfrequenz des Übertragungsnetzes (3) erfasst werden, wobei mittels der Steuereinheit (5) eine elektrische Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) aus dem Übertragungsnetz (3) in Abhängigkeit von der erfassten Netzspannung und/oder Netzfrequenz gesteuert wird.Method for operating at least one electrical consumer ( 2 ), which is connected to an electrical transmission network ( 3 ) is electrically coupled, characterized in that by means of a between the electrical consumer ( 2 ) and the transmission network ( 3 ) connected control unit ( 5 ) a mains voltage and / or a network frequency of the transmission network ( 3 ), whereby by means of the control unit ( 5 ) an electrical power consumption of the consumer ( 2 ) from the transmission network ( 3 ) is controlled in dependence on the detected mains voltage and / or mains frequency. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) zu einer Änderung der Netzspannung und/oder Netzfrequenz zeitlich verzögert, unverzögert oder mit einem kontinuierlichen Übergang verringert oder erhöht wird.Method according to claim 9, characterized in that the power consumption of the consumer ( 2 ) is reduced to a change of the mains voltage and / or mains frequency delayed, instantaneous or reduced or increased with a continuous transition. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) bei einer Überschreitung oder Unterschreitung von vorgegebenen Grenzwerten der Netzspannung und/oder Netzfrequenz verringert oder erhöht wird.Method according to claim 9 or 10, characterized in that the power consumption of the consumer ( 2 ) is reduced or increased when exceeding or falling below predetermined limits of the mains voltage and / or mains frequency. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsentnahme des Verbrauchers (2) solange verringert oder erhöht wird, bis keine Überschreitung oder Unterschreitung vorgegebener Grenzwerte der Netzspannung und/oder Netzfrequenz vorliegt, die aktuelle Leistungsentnahme null ist und/oder die aktuelle Leistungsentnahme einer maximalen Leistung des Verbrauchers (2) entspricht.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the power consumption of the consumer ( 2 ) is reduced or increased until there is no exceeding or falling below predetermined limits of the mains voltage and / or mains frequency, the current power consumption is zero and / or the current power consumption of a maximum power of the consumer ( 2 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsentnahme verschiedener elektrischer Verbraucher (2) separat und/oder anwendungsbezogen gesteuert wird.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the power extraction of various electrical consumers ( 2 ) is controlled separately and / or application-related.
DE102008048046A 2008-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for operating an electrical load Ceased DE102008048046A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008048046A DE102008048046A1 (en) 2008-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for operating an electrical load
EP09781888A EP2324549A1 (en) 2008-09-19 2009-08-17 Device and method for operating an electrical load
PCT/EP2009/060594 WO2010031650A1 (en) 2008-09-19 2009-08-17 Device and method for operating an electrical load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008048046A DE102008048046A1 (en) 2008-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for operating an electrical load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008048046A1 true DE102008048046A1 (en) 2010-04-08

Family

ID=41278611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008048046A Ceased DE102008048046A1 (en) 2008-09-19 2008-09-19 Apparatus and method for operating an electrical load

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2324549A1 (en)
DE (1) DE102008048046A1 (en)
WO (1) WO2010031650A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040034A1 (en) * 2010-08-31 2012-04-19 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for operating domestic appliance i.e. laundry dryer, for maintaining laundry items, involves defining parameter set for process sequence based on detection of hardware variants, and testing process sequence by parameter set
EP2506382A2 (en) 2011-03-28 2012-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for supplying electrical energy
EP2525624A1 (en) 2011-05-18 2012-11-21 Adensis GmbH Voltage-dependent operational release
WO2014013010A3 (en) * 2012-07-18 2014-03-27 Sma Solar Technology Ag Control of operating equipment by influencing the system voltage
DE102013020483A1 (en) * 2013-12-11 2014-06-26 Walter Würzinger Method for measuring and billing of electric active power and energy, involves producing direct function of grid frequency by network load condition and charging market economy by contract or by law predefined math function
EP2983264A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-10 AEG Power Solutions GmbH Control unit for an electric consumer, electrical consumer and the circuit assembly with an electric control unit and use of the control unit
EP3148034A1 (en) 2015-09-28 2017-03-29 AEG Power Solutions GmbH Control unit for an electrical consumer, electrical consumer and circuit with an electrical control unit und use of the control unit
EP2745374B1 (en) * 2011-08-16 2019-03-13 Tridonic GmbH & Co. KG Operation of an illuminant at an autonomous energy store

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010017935A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for stabilizing a current reference
DE102012216369A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. ELECTRICAL DEVICE FOR CONNECTION TO AN INFRASTRUCTURE POWER NETWORK AND METHOD

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE394190C (en) * 1922-09-26 1924-04-23 Siemens Schuckertwerke G M B H Device to keep the load on electrical centers equal
EP0378473A1 (en) * 1989-01-10 1990-07-18 Don Tardio Controller and method for controlling the level of average power applied to an electrical load
CA2115717A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-16 Nazir Dosani Method and apparatus for remote control of an electrical load
DE19747157A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Switch actuator for controlling electrical loads
US20010010032A1 (en) 1998-10-27 2001-07-26 Ehlers Gregory A. Energy management and building automation system
US20040190211A1 (en) * 2003-02-26 2004-09-30 Ockert William R. Load control receiver with line under voltage and line under frequency detection and load shedding
EP1970492A1 (en) 2007-03-14 2008-09-17 Hako-Werke GMBH Road sweeper with a control unit for its machine units

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19605419B4 (en) 1996-02-14 2005-08-04 Rwe Rhein-Ruhr Aktiengesellschaft Method for eliminating deviations of the actual voltage in a three-phase system from a predetermined setpoint voltage
DE19756777B4 (en) * 1997-12-19 2005-07-21 Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. Method for operating a wind energy plant and wind energy plant
US6891478B2 (en) * 2000-06-09 2005-05-10 Jay Warren Gardner Methods and apparatus for controlling electric appliances during reduced power conditions
US7737578B2 (en) * 2005-01-07 2010-06-15 Evonik Power Saar Gmbh Method and device for supporting the alternating current frequency in an electricity network
DE102006050509A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Gunnar Kaestle Method for the controlled decoupling of electrical energy from the low-voltage grid
US7701085B2 (en) * 2007-05-30 2010-04-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Grid interconnection device, grid interconnection system and power control system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE394190C (en) * 1922-09-26 1924-04-23 Siemens Schuckertwerke G M B H Device to keep the load on electrical centers equal
EP0378473A1 (en) * 1989-01-10 1990-07-18 Don Tardio Controller and method for controlling the level of average power applied to an electrical load
CA2115717A1 (en) * 1994-02-15 1995-08-16 Nazir Dosani Method and apparatus for remote control of an electrical load
DE19747157A1 (en) * 1997-10-24 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Switch actuator for controlling electrical loads
US20010010032A1 (en) 1998-10-27 2001-07-26 Ehlers Gregory A. Energy management and building automation system
US20040190211A1 (en) * 2003-02-26 2004-09-30 Ockert William R. Load control receiver with line under voltage and line under frequency detection and load shedding
EP1970492A1 (en) 2007-03-14 2008-09-17 Hako-Werke GMBH Road sweeper with a control unit for its machine units

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010040034A1 (en) * 2010-08-31 2012-04-19 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for operating domestic appliance i.e. laundry dryer, for maintaining laundry items, involves defining parameter set for process sequence based on detection of hardware variants, and testing process sequence by parameter set
EP2506382A2 (en) 2011-03-28 2012-10-03 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for supplying electrical energy
DE102011006214A1 (en) 2011-03-28 2012-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for electrical power supply
EP2525624A1 (en) 2011-05-18 2012-11-21 Adensis GmbH Voltage-dependent operational release
DE102011101894A1 (en) * 2011-05-18 2012-11-22 Adensis Gmbh Voltage-dependent operating release
EP2745374B1 (en) * 2011-08-16 2019-03-13 Tridonic GmbH & Co. KG Operation of an illuminant at an autonomous energy store
WO2014013010A3 (en) * 2012-07-18 2014-03-27 Sma Solar Technology Ag Control of operating equipment by influencing the system voltage
DE102013020483A1 (en) * 2013-12-11 2014-06-26 Walter Würzinger Method for measuring and billing of electric active power and energy, involves producing direct function of grid frequency by network load condition and charging market economy by contract or by law predefined math function
EP2983264A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-10 AEG Power Solutions GmbH Control unit for an electric consumer, electrical consumer and the circuit assembly with an electric control unit and use of the control unit
EP3148034A1 (en) 2015-09-28 2017-03-29 AEG Power Solutions GmbH Control unit for an electrical consumer, electrical consumer and circuit with an electrical control unit und use of the control unit

Also Published As

Publication number Publication date
EP2324549A1 (en) 2011-05-25
WO2010031650A1 (en) 2010-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008048046A1 (en) Apparatus and method for operating an electrical load
EP2465176B1 (en) Charging station for electric vehicles having network stabilization
DE202012013452U1 (en) Mixing and smoothing power sources
WO2013135592A1 (en) Method for controlling an arrangement for supplying electric current to a power supply system
EP3358693B1 (en) Photovoltaic assembly with reactive power generation dependent on mains voltage
EP3096434B1 (en) Operation of a local alternating current network with a genset and a ups
WO2012000538A1 (en) Switching on end devices according to network load
EP2769447A2 (en) Method for stabilizing a voltage supply network
DE102011115189A1 (en) PV system with protection against infeed into a public power grid
EP2875560B1 (en) Method for controlling the ratio between supplied and drawn electric energy in an electric energy supply network
EP2506382B1 (en) Method and device for supplying electrical energy
WO2022013458A1 (en) Method for operating a power supply plant, and power supply plant
DE102011122580B4 (en) Method for operating an electrical supply network and associated control unit
DE102010025647A1 (en) Device for controlling electrical power supplied to e.g. press device, has interface to allow current flow between power supply network and intermediate circuit, when voltage value in intermediate circuit lies within target voltage range
DE102014108395A1 (en) Power generation plant and method for operating a power plant
WO2020126209A1 (en) Method for controlling an electrical installation having a plurality of electrical devices, control unit, and electrical installation having such a control unit
DE102011114344B4 (en) Power control device and method for load balancing of a network
DE102012012619A1 (en) Electrical power supply device for concrete mixer, has energy management system for controlling power removal from energy storage unit and power supply system, where load is fed in parallel by power supply system or energy storage unit
DE102016201105A1 (en) Apparatus and method for controlling a building energy system
EP3297115B1 (en) Assembly with an energy storage device and energy converter for absorbing electrical energy from a power network and discharge of electrical energy to the power network
EP3696930A1 (en) Dc network with variable voltage
WO2012048787A2 (en) Load-management system and load management method for electrical loads
EP4022734A1 (en) Method for controlling electrical power flows
DE102009035399A1 (en) Circuit arrangement for current steering
WO2023001365A1 (en) Operating method for an inverter, inverter, and energy generation system comprising such an inverter

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final