WO2012175332A1 - Device for controlling the load of the phases of a three-phase energy network - Google Patents

Device for controlling the load of the phases of a three-phase energy network Download PDF

Info

Publication number
WO2012175332A1
WO2012175332A1 PCT/EP2012/060610 EP2012060610W WO2012175332A1 WO 2012175332 A1 WO2012175332 A1 WO 2012175332A1 EP 2012060610 W EP2012060610 W EP 2012060610W WO 2012175332 A1 WO2012175332 A1 WO 2012175332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
network
component
voltage
energy
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/060610
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jochen SCHÄFER
Sebastian Nielebock
Wolfgang Weydanz
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2012175332A1 publication Critical patent/WO2012175332A1/en

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
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling the loading of the phases of a three-phase power network, in particular a low-voltage network.
  • the generation of energy in electric power grids today is increasingly based on a plurality of decentralized power generation units in the form of small and medium size generator systems, such.
  • the number of these power generation units increases continuously, with the power generated by the power supply units being fed into the power grid.
  • energy consumers are z.
  • both the power generation units and the energy consumers with outputs of up to 3kW are trained in a single phase.
  • connection of single-phase power generation units and energy consumers to a three-phase power grid can lead to an unbalanced load on the power grid.
  • a power grid with a plurality of energy consumption and / or Energyer Wegungseinhei ⁇ th is known, each associated with at least one agent, the agents are networked with each other so that each agent can communicate with other agents in the power grid , Any change in power output or power consumption requires a commercial act, which avoids large balance errors.
  • Electricity purchase contracts of various kinds are concluded between producers and consumers.
  • the power system is configured such that the distribution of electric energy in the power grid at least partially ba ⁇ sierend on negotiated between the agents monetary transactions takes place. A distribution of energy is ba ⁇ sierend reached on market mechanisms of supply and demand of energy. To the voltage and the frequency in the
  • the inventive device for controlling the loading of the phases of a three phase power network comprising a first terminal for connecting an electrical component, via which the component draw current from the three-phase power network, or can feed into this, and a second terminal to external conductors of the three-phase power network.
  • the device comprises a controllable switching element which selectively connects the first terminal to one of the outer conductors as a function of a respective load of the outer conductors of the three-phase energy network.
  • a three-phase power network in particular a low-voltage network, at least one electrical component is connected via a device according to the invention to the outer conductors of the three-phase power network.
  • controllable switching element selectively connects the first terminal in response to a respective load of the outer conductor of the three-phase power network with an outer conductor.
  • the device according to the invention serves to selectively connect the energy or energy supplied by a component from the three-phase energy network to a specific external conductor of the three-phase energy network, so that an existing phase imbalance can be reduced.
  • the more electrical components are coupled to the three-phase power network with such a device according to the invention, the more phase imbalances can be reduced.
  • the device according to the invention thus allows an equal distribution of energy to the un ⁇ ferent outer conductor of the energy network.
  • the outer conductor of the three-phase power network links that connect to the outer conductor can be produced at a current reference of the component, the has the greatest voltage with respect to a neutral conductor of the power network, or in the case of a current feed of the component, a connection can be established to that outer conductor which has the smallest voltage with respect to the neutral conductor. It can hereby be ensured that by a Energyer Wegungsein- the energy generated by their standardized not being fed in such a Au ⁇ °leiter that already ie the highest voltage relative to the neutral conductor of the power system has the greatest load. Conversely, the apparatus provides for ⁇ since that energy extraction does not take place from the one outer conductor ter having the smallest voltage or load to the neutral conductor.
  • the apparatus comprises a voltage ⁇ measuring device which is designed to determine a respective voltage of the outer conductor with respect to the neutral conductor which can be fed to the control unit for generating the control signal.
  • the inventive device can connect the electrical component to it being ⁇ connected automatically with the SITUATE RECORDER outer conductor of the three-phase power network of any such local stress measuring device.
  • the device also comprises a current measuring device for measuring the current at a terminal (phase or neutral conductor) with which it can be detected whether the component is a power-consuming or an energy-generating unit.
  • the current can optionally be measured at a neutral conductor or a phase, ie an outer conductor.
  • the current measuring device can be th of the first or the second terminal may be provided.
  • the control unit is designed to compare the measured current with a threshold value, wherein the control signal for switching the phase is generated when the measured current is below the threshold value. In this way, in particular ⁇ sondere a loading arm or load-free switching of the phase made possible by the device. How high the threshold value depends essentially on the electrical component connected to the device.
  • a hysteresis curve for the voltage for the switching of a phase is stored in the control unit.
  • the hysteresis curve ensures that not every drop below the threshold value in the case of a detected phase imbalance leads to a switching of the phase, ie the outer conductor. This allows the switching operations are order ⁇ reduces the number, whereby the operation of the closed at ⁇ electrical component is less adversely affected. In particular, this is the time duration ver ⁇ extended, in the can feed one as a power generation unit having formed ⁇ te electrical component current in the three-phase power ⁇ network. As a result, corresponding yields for a power feed can be optimized.
  • the device has a communication unit for data exchange with a communication unit of the electrical component.
  • a communication unit of the electrical component This allows for so-called line-commutated components where the frequencies of the component and of the power network must be made equal to each other ⁇ , the time of the mains isolation for a switching of the phase or of the outer conductor are taken into account as a result of communication.
  • the control unit is designed to generate the control signal as a function of information of a higher-level control, which has knowledge about power flows in the power grid.
  • control system can, for example, on a Agen ⁇ tenbas striving trade mechanism, like this in the WO
  • the component can be coupled to the three-phase power network converter via two inverters of the device coupled to their DC voltage circuits.
  • the advantage is achieved that not only single-phase electrical components can be connected to the three-phase power grid as compo ⁇ nents, but also three-phase electrical components.
  • Um ⁇ judge can be controlled, which loads the outer conductor during operation of the power grid or relieved who ⁇ .
  • the two inverters coupled together enable a variable phase-specific power supply or -dnähme.
  • a Ab ⁇ circuit of a single-phase electrical component during a phase or outer conductor switching is not required.
  • Such a converter arrangement also makes it possible to specify a coscp of the converter connected to the mains via a corresponding regulation.
  • a variation of the coscp determines the ratio between active and reactive power.
  • a further advantage is the possibility of varying the voltage at the feed-in point, ie if a power generation unit (eg a photovoltaic system) is connected to the energy grid, which feeds energy into the energy grid accordingly, the voltage at the feed-in point increases. By simultaneously removing reactive power from the power grid, the voltage can be reduced again.
  • a power generation unit eg a photovoltaic system
  • control unit is configured to generate the control signal in dependence on information of an agent assigned to the device, wherein the agent can communicate with other agents in the energy network, and wherein the energy network is configured such that the distribution the energy in the energy network phase-specific, at least in part based is at Zvi ⁇ rule the agent negotiated monetary transactions.
  • the choice in which the outer conductor energy is fed or from which the outer conductor energy is related, takes place in this embodiment variant is not arbitrary, but via a phase-specific trade.
  • This agent-based trade collects and considers information about the specific phase load across the energy grid. The information can either be provided by appropriate units of the respective components or a higher-level measuring sensors.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN device, and.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a erfindungsge ⁇ MAESSEN device.
  • the device 10 (hereinafter also referred to as control device) is connected on the one hand to a three-phase power network 1 and on the other hand to a einphasi ⁇ ge electrical component 20.
  • the three-phase power network 1 comprises three outer conductors LI, L2, L3 and a neutral conductor N and a protective conductor PE.
  • the power grid 1 is preferably a low-voltage grid, ie a power grid in which the voltage between one of the outer conductors LI, L2, L3 and the neutral conductor is for example 400V.
  • the electrical component 20 is connected to a first terminal 11 with the control device 10.
  • the electrical component 20 is coupled to the protective conductor PE, the neutral conductor N and a phase of the three-phase power network.
  • the control device 10 is coupled to the three-phase power network 1.
  • the control device 10 connected via this with the three outer conductors LI, L2, L3, the neutral conductor N and the protective conductor PE.
  • the electrical component 20 is a single-phase energy consumption or power generation unit, which is connected via the STEU ⁇ ervorraum 10 to the three-phase power grid 1.
  • CHP plants can use energy, eg. B. based on the combustion of diesel or based on the combustion of hydrogen or hydrocarbons in fuel cells generate. Units of energy consumption in particular households, ge ⁇ advertising consumers (such as office buildings, public baths and the like) and industrial consumers.
  • the electrical component may also be a combined Ener ⁇ gienovs- and power generation unit, which consumes so ⁇ well energy and (excess) is generated energy ready in the power network.
  • Storage in networks can store or buffer energy. Batteries or generally electrical energy storage can serve both as a consumer and as an energy producer. They assume both roles depending on the application scenario or network status.
  • the control device 10 comprises a controllable switching element 13. Furthermore, the control device 10 comprises a control unit 14, a voltage measuring device 15, a current measuring device 16 and an optional communication device 17. By means of the voltage measuring device 15, a voltage measurement of a respective outer conductor LI, L2, L3 with respect to the neutral conductor N is carried out to determine the respective phase voltages.
  • the voltage measurement is carried out DEM according to the second terminal 12 side facing the switching element 13.
  • the current measurement device 13 and the electrical component 20 vorgese ⁇ hen and detects the generated from the electrical component and fed into the power grid 1 or from between the switching element the power grid 1 related electricity.
  • the current measuring device can also be provided in the neutral conductor. Based on the variables determined by the voltage and / or current measuring devices 15, 16, the switching position of the switching element 13 is controlled.
  • the measurement of the phase voltages ie the voltage of a respective outer conductor LI, L2, L3 with respect to the neutral conductor N and / or a detection of the respective phase currents, ie the currents flowing in a respective outer conductor LI
  • the measured values of the control device can be provided by the external measuring devices.
  • a (local) load of the respective outer conductors LI, L2, L3 of the energy network can be determined.
  • L2, L3 is a control signal for the switching element 13th generated by the control unit 14, which connects the electrical component 20 selectively with one of the outer conductor LI, L2, L3.
  • the electrical component is a power generation unit, the connection is made to that outer conductor LI, L2, L3, which has the smallest voltage with respect to the neutral conductor N. If the electrical component 20 draws power from the three-phase power network 1, the electrical component 20 is connected to the outer conductor LI, L2, L3, which has the greatest voltage with respect to the neutral conductor N of the power grid. Whether the electrical component 20 must be connected to the outer conductor with the highest voltage or the outer conductor with the lowest voltage can be determined based on the detection of the current direction.
  • phase asymmetries can be avoided. If phase asymmetries already exist in the three-phase energy network, then they can be reduced by means of the control device according to the invention. In this case, the effect is all the greater, the greater the number of devices connected via a respective invention Steuervorrich ⁇ processing components 20th.
  • a change of phase during operation of the electrical component 20 is possible. It is expedient to carry out the phase change as a function of a current detected by the current measuring device 16. In particular, a switching of the phase should be only when the current fed into the power grid 1 or drawn from the power grid 1 current is below a pre give ⁇ NEN threshold.
  • ⁇ SSIG when in the control unit 14 is a hysteresis curve for. the voltage is deposited.
  • the hysteresis is selected for the To ⁇ switching criterion on the mains voltage, if necessary, set a blocking of the phase change for a defined period after the order switch ⁇ . Otherwise the situation could come to an end. th that a power generating component, for. B. a PV system, after switching on the voltage so far raises that immediately the phase would be changed again. Thereby Kings ⁇ nen - excessively frequent phase change can be avoided - if the phase asymmetry oscillates about the switchover around.
  • the current measurement serves primarily to detect whether the component is an energy producer or an energy consumer. This information is for choosing the "right" phase used, as the following example illustrates. In a house ⁇ hold socket different loads can be ⁇ infected, the current measurement to release the Pha ⁇ sencics used.
  • the serving as a switch controller 10 switches to the phase with the lowest voltage.
  • the component 20 is recognized as an energy consumer. 4. A new phase change takes place to the phase with the highest voltage.
  • the changeover switch switches z. B. on the phase with the highest voltage currently and waits for a current flow.
  • the information of the last company ⁇ nen components for current switch position is used.
  • it is advantageous when the exchange of an outer conductor ⁇ is performed in response to a current efficiency of the electrical component 20th If the elekt ⁇ generic component 20, for example with a high grade of efficacy operated, so a phase change may not be appropriate. At times when the electrical compo ⁇ nent 20 but is operated with low efficiency, a phase change can be carried out easily.
  • a threshold for the efficiency is stored in the control device.
  • the control device 14 has corresponding means which either determine the efficiency of the electrical component or the control device receives appropriate information.
  • the information can be transmitted via a communication link KV of a communication device from the electrical component 20 to the communication unit 17 of the Steuervorrich ⁇ device 14.
  • the efficiency information can be provided by a higher-level instance of the control unit 14.
  • phase changeover during stand-by operation of the electrical component. It is true that a phase switching during a stand-by operation of the electrical component kei ⁇ ne direct impact on a possible Phasenunsym ⁇ geometry in the three-phase power grid. This makes it possible, however, already for a later switching on the electrical component see they are connected to the appropriate phase or the ge ⁇ suitable outer conductor preventively.
  • Blockrobkraftwerken or photovoltaic systems trained electrical components 20 may be provided. If a line commutated electrical component 20 are connected to the power network 1 without network synchronization, equalization currents will flow, which could worsen the ver ⁇ phase imbalance further.
  • the presence of the communication connection KV shown in FIG. 1 with corresponding communication devices makes it possible to inform a network synchronization device in the electrical component 20 also about an imminent changeover of the phase. This makes it possible to perform a short-term phase change, because the elec- generic component 20 can be quickly attached to the power grid 1 ⁇ closed.
  • control unit 14 higher-level control to achieve the highest possible number of operating hours without phase change.
  • a higher-level controller can advantageously use the knowledge about power flows in the entire energy network for a selective phase connection. This is particularly advantageous, since each synchronization process can take several seconds, which would shorten the times of energy supply, for example, in the case of a power generation unit.
  • Such a higher-level control can phase-specific fish by means of the agent-based trading mechanism described in WO 2009/040140 AI. The disclosure content of this specification is included in the ahead ⁇ herein by reference.
  • a plurality of individual agents are provided, which are each assigned to a power generation and / or energy consumption unit or egg ⁇ ner control device in the network.
  • the energy grid distributes the generated or consumed energy evenly within the energy grid.
  • the boundary conditions of this self-organizing energy distribution consist in the fact that on the one hand the voltage and the frequency of the provided energy should be kept constant and on the other hand, an operation of the network should be autonomously possible.
  • the agents are networked with each other so that each agent can communicate with another agent, ie exchange appropriate information.
  • a central local power exchange unit may be provided, which each of the agents can access.
  • the distribution of the energy in the energy network is essentially market-based according to the fact that the individual agents provide each other or with the interposition of the local energy exchange unit their required or surplus energy as merchandise and carry out monetary transactions based thereon.
  • the local energy exchange unit is so ⁇ with essentially a switching unit of supply and demand of each agent is, buy or sell that power for money. According to the trade, this is done phase-specific.
  • the control device comprises two inverters 18, 19 in addition to the components already described.
  • the inverters are coupled to one another via their DC voltage circuit.
  • the converter 19 is connected via the first terminal 11 to the electrical coupled component 20.
  • the electrical component 20 can be not only, as in the previous,sbei ⁇ game, a single-phase power generation and / or energy ⁇ consumption unit, but also a three-phase component.
  • the inverter 18 is connected via the second terminal 12 to the three outer conductors or phases LI, L2, L3 and the neutral conductor N.
  • the voltage measuring device 15 and the current measuring device 16 are provided between the inverter 18 and the second terminal 12. In contrast to the exemplary embodiment in FIG. 1, the current, as arranged on the side of the second terminal, is determined in each phase.
  • a variable, phase-specific power supply or removal can take place.
  • a possible incompatibility in terms of frequency and voltage can be compensated by the two inverters 18 and 19th This makes it possible to connect electrical components with other network connection parameters than the energy network to this.
  • Another advantage is that a phase change is possible without shutting off the electrical component 20.
  • the coscp of the network-side converter 18 can be preset via a corresponding regulation. Thus, a reactive power compensation is possible.
  • the control device according to the invention can be used in a variety of different scenarios.
  • Example 1 In a residential area, a large number of small photovoltaic systems are connected in a single phase to the outer conductor LI of the three-phase power grid. At lunchtime on sunny days a simultaneous strong performance Supply to the outer conductor LI. As a result, an unbalanced load of a distribution network transformer of the energy ⁇ network, which leads to shutdown of individual photovoltaic inverters by the voltage overshoot on the réellelei- ter LI arises.
  • the described control device it is possible to apply the feeding of the photovoltaic systems, depending on the load of the phases of the power grid, on different outer conductors LI, L2, L3. Likewise, several consumers can be connected to those outer conductor, which has the highest voltage.
  • a control device is electrically connected in series with a RCCB.
  • a change of phase of a complete single phase connected to an outdoor ⁇ .leiter of the energy network area of a house is possible.
  • communication takes place between the control device and the "intelligent" component (s) connected to this area, which inhibits a phase change when the "intelligent” component (s) are connected to the energy grid.
  • This is beispielswei ⁇ se with PCs, TVs, etc. sense whose function could be interrupted by a phase change.
  • the phase change is in passive components, such. B. Wasserko ⁇ chern, coffee machines, washing machines without complex control, etc., allowed at any time, even if they are operated during the Phasenwechesels.
  • Power generation units that are capable of phase-specific power consumption can independently reduce the problems in the power grid caused by phase asymmetries.
  • coordination takes place through agent-based and phase-specific trading.
  • the trade mechanism can ensure problem solving via market prices.
  • problem solving takes place economically optimized costs, since technical measures are taken where they make economic sense. This will be illustrated by the following examples.
  • Example 4 In a residential area, a large number of small photovoltaic systems are connected in a single phase to the outer conductor LI. In hours of strong sunlight, there is a strong power feed into this phase. Heat pumps in the residential buildings of the residential area are connected in a single phase to the energy network and have a control device according to the invention which makes it possible to select the phase. In an agent-based energy-based trading network, the price of the LI phase power decreases during periods of high solar radiation. The agents of the heat pumps register this and adjust their buying behavior accordingly.
  • Example 5 Example 5
  • a large photovoltaic system is connected to the outer conductor LI single phase for unknown reasons.
  • Conventional equipped with monitoring relay motors for example are
  • a commercial enterprise is also to be located in the subnetwork with machines whose electric motors are capable of phase-specific power consumption by means of a control device according to the invention.
  • the price for the power from the phase LI drops in the hours of strong sunlight.
  • the agents assigned to the electric motors of the business register this and adjust their purchasing behavior accordingly.
  • Example 7 power generation units such. As combined heat and power plants, usually feed three-phase in the power grid. When phase asymmetries occur, the variable phase-specific feed contributes to network symmetry achieved when on the one hand the cogeneration plant is connected via a control device according to the invention to the power grid and on the other hand, the glassesmechanis ⁇ described mechanism is used.

Abstract

The invention relates to a device (10) for controlling the load of the phases of a three-phase energy network (1), in particular a low-voltage network. The device comprises a first terminal (11) for connecting an electrical component (20), by means of which the component (20) can draw current from or feed current into the three-phase energy network. The device also comprises a second terminal (12) for connection to the external conductors (L1, L2, L3) of the three-phase energy network. The first terminal (11) can be selectively connected to one of the external conductors (L1, L2, L3) by means of a controllable switch element (13), depending on a respective load of the external conductors (L1, L2, L3) of the three-phase energy network (1).

Description

Beschreibung description
Vorrichtung zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes Device for controlling the loading of the phases of a three-phase power network
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes, insbesondere eines Niederspannungsnetzes. Die Erzeugung von Energie in elektrischen Energienetzen beruht heutzutage zunehmend auf einer Vielzahl von dezentralen Energieerzeugungseinheiten in der Form von Generatoranlagen kleiner und mittlerer Größe, wie z. B. Photovoltaik-Anlagen, Windturbinen und andere dezentrale und erneuerbare Energieer- zeugungsanlagen . Die Anzahl dieser Energieerzeugungseinheiten nimmt kontinuierlich zu, wobei die von den Energieversorgungseinheiten erzeugte Energie in das Energienetz eingespeist wird. Als Energieverbraucher sind z. B. Wärmepumpen, Kompressionskälteanlagen oder Ladegeräte für Elektrofahrzeuge an das Energienetz angeschlossen. Vor allem aus Kostengründen werden sowohl die Energieerzeugungseinheiten als auch die Energieverbraucher mit Leistungen von bis zu 3kW einphasig ausgebil- det. Der Anschluss einphasiger Energieerzeugungseinheiten und Energieverbraucher an ein dreiphasiges Energienetz kann zu einer unsymmetrischen Belastung des Energienetzes führen. Je größer die Anzahl der einphasig angeschlossenen Energieerzeugungseinheiten und Energieverbraucher ist, desto stärker kann die Belastung in den Phasen des Energienetzes zunehmen. The invention relates to a device and a method for controlling the loading of the phases of a three-phase power network, in particular a low-voltage network. The generation of energy in electric power grids today is increasingly based on a plurality of decentralized power generation units in the form of small and medium size generator systems, such. As photovoltaic systems, wind turbines and other decentralized and renewable energy generation plants. The number of these power generation units increases continuously, with the power generated by the power supply units being fed into the power grid. As energy consumers are z. As heat pumps, compression refrigerators or chargers for electric vehicles connected to the power grid. Especially for cost reasons, both the power generation units and the energy consumers with outputs of up to 3kW are trained in a single phase. The connection of single-phase power generation units and energy consumers to a three-phase power grid can lead to an unbalanced load on the power grid. The greater the number of single-phase connected power generation units and energy consumers, the stronger the load in the phases of the power grid can increase.
Aus der unterschiedlichen Belastung der Phasen, d.h. der Außenleiter des Energienetzes, können Fehler von an das Energienetz angeschlossenen elektrischen Komponenten auftreten. Hierzu zählen beispielsweise die Sättigung von Transformato¬ ren, die Überlastung von Kabelverbindungen und die Abschaltung einzelner Komponenten durch eine Toleranzbandüberschreitung der Netzspannung. Um Phasenunsymmetrien zu vermeiden, ist der koordinierte Anschluss von Energieerzeugungseinheiten und Energieverbrauchern hinsichtlich einer gleichen Verteilung der in die einzelnen Phasen eingespeisten und bezogenen Leistung erforderlich. From the different load of the phases, ie the outer conductor of the power grid, errors of electrical components connected to the power grid can occur. These include, for example, the saturation of Transformato ¬ ren, the overload of cable connections and the shutdown of individual components by a tolerance range exceeding the mains voltage. To avoid phase imbalances, the coordinated connection of power generation units and energy consumers is required with regard to an equal distribution of the power fed into and related to the individual phases.
Aus der WO 2009/040140 AI ist ein Energienetz mit einer Mehrzahl von Energieverbrauchs- und/oder Energieerzeugungseinhei¬ ten bekannt, welchen jeweils zumindest ein Agent zugeordnet ist, wobei die Agenten derart miteinander vernetzt sind, dass jeder Agent mit anderen Agenten im Energienetz kommunizieren kann. Jeder Wechsel der Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme setzt einen Handelsakt voraus, wodurch große Balancefehler vermieden werden. Zwischen Erzeugern und Verbrauchern werden Stromabnahmeverträge verschiedenster Art geschlossen. Das Energienetz ist derart ausgestaltet, dass die Verteilung der elektrischen Energie im Energienetz zumindest teilweise ba¬ sierend auf zwischen den Agenten ausgehandelten monetären Transaktionen erfolgt. Eine Verteilung der Energie wird ba¬ sierend auf Marktmechanismen von Angebot und Nachfrage an Energie erreicht. Um die Spannung und die Frequenz in demFrom WO 2009/040140 AI a power grid with a plurality of energy consumption and / or Energieerzeugungseinhei ¬ th is known, each associated with at least one agent, the agents are networked with each other so that each agent can communicate with other agents in the power grid , Any change in power output or power consumption requires a commercial act, which avoids large balance errors. Electricity purchase contracts of various kinds are concluded between producers and consumers. The power system is configured such that the distribution of electric energy in the power grid at least partially ba ¬ sierend on negotiated between the agents monetary transactions takes place. A distribution of energy is ba ¬ sierend reached on market mechanisms of supply and demand of energy. To the voltage and the frequency in the
Energienetz stabil zu halten werden Energieausgleichs-Anlagen eingesetzt. Um die Verwendung solcher Energieausgleichs- Anlagen möglichst zu reduzieren, werden ungleichmäßige Energieverteilungen identifiziert. To keep power grid stable energy equalization systems are used. In order to reduce the use of such energy balancing systems as possible, uneven energy distributions are identified.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, durch die eine verbesserte Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes ermöglicht wird. Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein drei- phasiges Energienetz anzugeben, welches eine möglichst gleichmäßige Belastung der Phasen erlaubt. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Belastung der Phasen des dreiphasigen Energienetzes gesteuert werden kann. It is an object of the present invention to provide a device by which an improved control of the loading of the phases of a three-phase power network is made possible. It is a further object of the present invention to provide a three-phase energy network, which allows the most uniform possible loading of the phases. Finally, it is an object of the invention to provide a method by which the loading of the phases of the three-phase power network can be controlled.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein dreiphasiges Energie¬ netz gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 14 und ein Ver- fahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 15. Vorteil¬ hafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen . Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes, insbesondere ei¬ nes Niederspannungsnetzes, umfasst einen ersten Anschluss für den Anschluss einer elektrischen Komponente, über den die Komponente Strom aus dem dreiphasigen Energienetz beziehen oder in dieses einspeisen kann, sowie einen zweiten Anschluss an Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes. Weiter umfasst die Vorrichtung ein steuerbares Schaltelement, das den ersten Anschluss in Abhängigkeit einer jeweiligen Belastung der Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes selektiv mit einem der Außenleiter verbindet. These objects are achieved by a device according to the features of claim 1, a three-phase power ¬ net according to the features of claim 14 and a Driving according to the features of claim 15. Advantageous ¬ embodiments result from the dependent claims. The inventive device for controlling the loading of the phases of a three phase power network, in particular egg ¬ nes low-voltage network, comprising a first terminal for connecting an electrical component, via which the component draw current from the three-phase power network, or can feed into this, and a second terminal to external conductors of the three-phase power network. Furthermore, the device comprises a controllable switching element which selectively connects the first terminal to one of the outer conductors as a function of a respective load of the outer conductors of the three-phase energy network.
In einem dreiphasigen Energienetz gemäß der Erfindung, insbesondere einem Niederspannungsnetz ist zumindest eine elektrische Komponente über eine erfindungsgemäße Vorrichtung an die Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes angeschlossen. In a three-phase power network according to the invention, in particular a low-voltage network, at least one electrical component is connected via a device according to the invention to the outer conductors of the three-phase power network.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Belastung der Phasen des dreiphasigen Energienetzes der oben beschriebenen Art verbindet das steuerbare Schaltelement den ersten Anschluss in Abhängigkeit einer jeweiligen Belastung der Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes selektiv mit einem Außenleiter. In the inventive method for controlling the loading of the phases of the three-phase power network of the type described above, the controllable switching element selectively connects the first terminal in response to a respective load of the outer conductor of the three-phase power network with an outer conductor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, die von einer Komponente aus dem dreiphasigen Energienetz bezogene Energie oder in dieser eingespeisten Energie selektiv mit einem bestimmten Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes zu verbinden, so dass eine bestehende Phasenunsymmetrie reduziert werden kann. Je mehr elektrische Komponenten mit einer sol- chen erfindungsgemäßen Vorrichtung an das dreiphasige Energienetz gekoppelt sind, desto stärker lassen sich Phasenunsymmetrien reduzieren. Die erfindungsgemäße Vorrichtung er- möglicht damit eine Gleichverteilung der Energie auf die un¬ terschiedlichen Außenleiter des Energienetzes. The device according to the invention serves to selectively connect the energy or energy supplied by a component from the three-phase energy network to a specific external conductor of the three-phase energy network, so that an existing phase imbalance can be reduced. The more electrical components are coupled to the three-phase power network with such a device according to the invention, the more phase imbalances can be reduced. The device according to the invention thus allows an equal distribution of energy to the un ¬ ferent outer conductor of the energy network.
Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn das steuerbare Schalt- element den ersten Anschluss in Abhängigkeit eines durch eine Steuereinheit erzeugten Steuersignals selektiv derart mit ei¬ nem der Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes verbindet, dass bei einem Strombezug der Komponente eine Verbindung zu dem Außenleiter herstellbar ist, der die größte Spannung ge- genüber einem Neutralleiter des Energienetzes aufweist, oder bei einer Stromeinspeisung der Komponente eine Verbindung zu demjenigen Außenleiter herstellbar ist, der die kleinste Spannung gegenüber dem Neutralleiter aufweist. Hierdurch kann sicher gestellt werden, dass durch eine Energieerzeugungsein- heit die von ihr erzeugte Energie nicht in einen solchen Au¬ ßenleiter eingespeist wird, der bereits die größte Belastung, d.h. die größte Spannung gegenüber dem Neutralleiter des Energienetzes aufweist. Umgekehrt sorgt die Vorrichtung da¬ für, dass eine Energieentnahme nicht aus demjenigen Außenlei- ter erfolgt, welche die kleinste Spannung bzw. Belastung zu dem Neutralleiter aufweist. It is particularly advantageous when the controllable switching element to the first terminal in response to a control signal generated by a controller selectively in such a way with egg ¬ nem the outer conductor of the three-phase power network links that connect to the outer conductor can be produced at a current reference of the component, the has the greatest voltage with respect to a neutral conductor of the power network, or in the case of a current feed of the component, a connection can be established to that outer conductor which has the smallest voltage with respect to the neutral conductor. It can hereby be ensured that by a Energieerzeugungsein- the energy generated by their standardized not being fed in such a Au ¬ ßenleiter that already ie the highest voltage relative to the neutral conductor of the power system has the greatest load. Conversely, the apparatus provides for ¬ since that energy extraction does not take place from the one outer conductor ter having the smallest voltage or load to the neutral conductor.
Zweckmäßiger Weise umfasst die Vorrichtung eine Spannungs¬ messeinrichtung, welche zur Ermittlung einer jeweiligen Span- nung des Außenleiters gegenüber dem Neutralleiter ausgebildet ist, welche der Steuereinheit zur Erzeugung des Steuersignals zuführbar ist. Über eine solche lokale Spannungsmesseinrichtung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung die an ihr ange¬ schlossene elektrische Komponente selbsttätig mit dem geeig- neten Außenleiter des dreiphasigen Energienetzes verbinden. Conveniently, the apparatus comprises a voltage ¬ measuring device which is designed to determine a respective voltage of the outer conductor with respect to the neutral conductor which can be fed to the control unit for generating the control signal. The inventive device can connect the electrical component to it being ¬ connected automatically with the SITUATE RECORDER outer conductor of the three-phase power network of any such local stress measuring device.
Es ist weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung auch eine Strommesseinrichtung zur Messung des Stroms an einem Anschluss (Phase oder Neutralleiter) umfasst, mit der detek- tierbar ist, ob die Komponente eine Energieverbrauchs- oder eine Energieerzeugungseinheit ist. Der Strom kann wahlweise an einem Neutralleiter oder einer Phase, d.h. einem Außenleiter, gemessen werden. Die Strommesseinrichtung kann auf Sei- ten des ersten oder des zweiten Anschlusses vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den gemessenen Strom mit einem Schwellwert zu vergleichen, wobei das Steuersignal zur Um- Schaltung der Phase dann erzeugt wird, wenn der gemessene Strom unterhalb des Schwellwerts ist. Hierdurch wird insbe¬ sondere ein lastarmes bzw. lastfreies Umschalten der Phase durch die Vorrichtung ermöglicht. Wie hoch der Schwellwert ist, hängt im Wesentlichen von der an die Vorrichtung ange- schlossenen elektrischen Komponente ab. It is further provided that the device also comprises a current measuring device for measuring the current at a terminal (phase or neutral conductor) with which it can be detected whether the component is a power-consuming or an energy-generating unit. The current can optionally be measured at a neutral conductor or a phase, ie an outer conductor. The current measuring device can be th of the first or the second terminal may be provided. In this context, it is expedient if the control unit is designed to compare the measured current with a threshold value, wherein the control signal for switching the phase is generated when the measured current is below the threshold value. In this way, in particular ¬ sondere a loading arm or load-free switching of the phase made possible by the device. How high the threshold value depends essentially on the electrical component connected to the device.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn in der Steuereinheit eine Hysteresekurve für die Spannung für die Umschaltung einer Phase hinterlegt ist. Die Hysteresekurve sorgt dafür, dass nicht jedes Unterschreiten des Schwellwerts bei einer detek- tierten Phasenunsymmetrie zu einem Umschalten der Phase, d.h. des Außenleiters, führt. Hierdurch kann die Anzahl der Um¬ schaltvorgänge reduziert werden, wodurch der Betrieb der an¬ geschlossenen elektrischen Komponente weniger stark beein- trächtigt wird. Insbesondere wird dadurch die Zeitdauer ver¬ längert, in der eine als Energieerzeugungseinheit ausgebilde¬ te elektrische Komponente Strom in das dreiphasige Energie¬ netz einspeisen kann. Hierdurch können entsprechende Erträge für eine Stromeinspeisung optimiert werden. It is further preferred if a hysteresis curve for the voltage for the switching of a phase is stored in the control unit. The hysteresis curve ensures that not every drop below the threshold value in the case of a detected phase imbalance leads to a switching of the phase, ie the outer conductor. This allows the switching operations are order ¬ reduces the number, whereby the operation of the closed at ¬ electrical component is less adversely affected. In particular, this is the time duration ver ¬ extended, in the can feed one as a power generation unit having formed ¬ te electrical component current in the three-phase power ¬ network. As a result, corresponding yields for a power feed can be optimized.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Kommunikationseinheit zum Datenaustausch mit einer Kommunikationseinheit der elektrischen Komponente auf. Hierdurch kann bei sogenannten netzgeführten Komponenten, bei denen die Frequenzen der Komponente und des Energienetzes an¬ einander angeglichen sein müssen, die Zeit der Netztrennung für eine Umschaltung der Phase bzw. des Außenleiters in Folge einer Kommunikation berücksichtigt werden. Insbesondere kann eine bevorstehende Umschaltung auf einen anderen Außenleiter der Komponente gegenüber angekündigt werden, so dass die Kom¬ ponente entsprechende Maßnahmen für eine Umschaltung ergrei¬ fen kann. In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, das Steuersignal in Abhängigkeit einer Information einer übergeordneten Steuerung zu erzeugen, welche Kenntnis über Leistungsflüsse in dem Energienetz hat. Hierdurch kann bei netzgeführten Komponenten eine möglichst hohe Betriebsstundenzahl ohne Phasenwechsel ermöglicht wer¬ den. Ein jeweiliger Wechsel des Außenleiters würde bei netz¬ geführten Komponenten eine Synchronisierung der Komponente auf die Frequenz des Energienetzes erfordern. Da jede erneute Synchronisierung mehrere Sekunden dauern kann, steht dieseIn a further preferred embodiment, the device has a communication unit for data exchange with a communication unit of the electrical component. This allows for so-called line-commutated components where the frequencies of the component and of the power network must be made equal to each other ¬, the time of the mains isolation for a switching of the phase or of the outer conductor are taken into account as a result of communication. In particular, an imminent switch to a different phase conductor of the component to be announced so that the com ¬ component similar measures for switching ergrei ¬ fen can. In a further expedient embodiment, the control unit is designed to generate the control signal as a function of information of a higher-level control, which has knowledge about power flows in the power grid. In this way, the highest possible number of operating hours without phase change can allow ¬ on one line-commutated components. A respective change of the outer conductor would require synchronization of the component on the frequency of the power grid in grid ¬ out components. Because each resync can take several seconds, it will be up
Zeit nicht für den eigentlichen Betrieb der elektrischen Komponente zur Verfügung. Eine hierzu vorzugsweise eingesetzte übergeordnete Steuerung kann beispielsweise auf einem Agen¬ tenbasierten Handelsmechanismus, wie dieser in der WO Time is not available for the actual operation of the electrical component. A preferably used for this purpose the control system can, for example, on a Agen ¬ tenbasierten trade mechanism, like this in the WO
2009/040140 AI beschrieben ist, basieren. Der Inhalt dieser Schrift wird durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Offenbarung aufgenommen. 2009/040140 AI is described based. The content of this document is incorporated by reference in its entirety in the present disclosure.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Komponen- te über zwei mit ihren Gleichspannungskreisen gekoppelte Umrichter der Vorrichtung mit dem dreiphasigen Energienetz koppelbar. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass als Kompo¬ nenten nicht nur einphasige elektrische Komponenten an das dreiphasige Energienetz angeschlossen werden können, sondern auch dreiphasige, elektrische Komponenten. Mittels der Um¬ richter kann gesteuert werden, welche der Außenleiter während des Betriebs des Energienetzes belastet oder entlastet wer¬ den. Die beiden miteinander gekoppelten Umrichter ermöglichen eine variable phasenspezifische Leistungseinspeisung bzw. -entnähme. Insbesondere ist bei dieser Ausgestaltung eine Ab¬ schaltung einer einphasigen elektrischen Komponente während einer Phasen- bzw. Außenleiterumschaltung nicht erforderlich. Eine derartige Umrichtanordnung ermöglicht auch die Vorgabe eines coscp des netzseitig angeschlossenen Umrichters über ei- ne entsprechende Regelung. Über eine Variation des coscp wird das Verhältnis zwischen Wirk- und Blindleistung vorgegeben. In bestehenden Energienetzen gibt es meist durch induktive Lasten entsprechende Blindströme, die das Netz unnötig be- lasten. Mit einem Umrichter könnte dementsprechend kapazitive Blindleistung zur Kompensation zur Verfügung gestellt, und optional entsprechend vergütet, werden. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Variation der Spannung am Einspeise- punkt, d.h. wird eine Energieerzeugungseinheit (z. B. eine Photovoltaik-Anlage) an das Energienetz angeschlossen, welche entsprechend Energie ins Energienetz einspeist, erhöht sich die Spannung am Einspeisepunkt. Durch gleichzeitige Entnahme von Blindleistung aus dem Energienetz kann die Spannung wie- der reduziert werden. In a further preferred embodiment, the component can be coupled to the three-phase power network converter via two inverters of the device coupled to their DC voltage circuits. In this way, the advantage is achieved that not only single-phase electrical components can be connected to the three-phase power grid as compo ¬ nents, but also three-phase electrical components. By Um ¬ judge can be controlled, which loads the outer conductor during operation of the power grid or relieved who ¬ . The two inverters coupled together enable a variable phase-specific power supply or -dnähme. In particular, in this embodiment, a Ab ¬ circuit of a single-phase electrical component during a phase or outer conductor switching is not required. Such a converter arrangement also makes it possible to specify a coscp of the converter connected to the mains via a corresponding regulation. A variation of the coscp determines the ratio between active and reactive power. In existing energy networks, there are usually reactive currents due to inductive loads which unnecessarily obstruct the network. loads. Accordingly, capacitive reactive power could be provided for compensation with an inverter, and optionally compensated accordingly. A further advantage is the possibility of varying the voltage at the feed-in point, ie if a power generation unit (eg a photovoltaic system) is connected to the energy grid, which feeds energy into the energy grid accordingly, the voltage at the feed-in point increases. By simultaneously removing reactive power from the power grid, the voltage can be reduced again.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Energieerzeugungsein¬ heiten und Energieverbrauchseinheiten mit anderen Anschlussparametern hinsichtlich Frequenz und Spannung zu betreiben. Beispielsweise können elektrische Komponenten, die für ein 50 Hz/400 V Energienetz ausgelegt sind, auch an einem 60 Hz/110 V Energienetz angeschlossen werden. Die Umrichteranordnung ermöglicht damit eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Netzanschlussparameter (Frequenz und Spannung) sowie die Mög- lichkeit aus den einzelnen Außenleitern unterschiedlicheIn addition, there is the possibility Energieerzeugungsein ¬ units and units of energy consumption with other connection parameters to operate frequency and voltage with respect. For example, electrical components designed for a 50 Hz / 400 V power grid can also be connected to a 60 Hz / 110 V power grid. The converter arrangement thus allows greater flexibility with regard to the grid connection parameters (frequency and voltage) as well as the possibility of different outer conductors
Ströme zu beziehen bzw. einzuspeisen. Schließlich kann eine Blindleistungskompensation erfolgen . Obtain or feed streams. Finally, a reactive power compensation can take place.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Steuer- einheit dazu ausgebildet, das Steuersignal in Abhängigkeit einer Information eines der Vorrichtung zugeordneten Agenten zu erzeugen, wobei der Agent mit anderen Agenten in dem Energienetz kommunizieren kann, und wobei das Energienetz derart ausgestaltet ist, dass die Verteilung der Energie im Energie- netz phasenspezifisch zumindest teilweise basierend auf zwi¬ schen den Agenten ausgehandelten monetären Transaktionen erfolgt. Die Wahl, in welchen der Außenleiter Energie eingespeist oder aus welchem der Außenleiter Energie bezogen wird, erfolgt bei dieser Ausgestaltungsvariante nicht willkürlich, sondern über einen phasenspezifischen Handel. Im Rahmen dieses Agentenbasierten Handels werden Informationen über die spezifischen Phasenbelastungen im gesamten Energienetz gesammelt und berücksichtigt. Die Informationen können entweder durch entsprechende Einheiten der jeweiligen Komponenten oder eine übergeordnete Mess-Sensorik bereitgestellt werden. Durch die Koordination von Energieerzeugungs- und Energie¬ verbrauchseinheiten, die zur phasenspezifischen Leistungsauf- nähme bzw. Einspeisung befähigt sind, werden die durch Pha¬ senasymmetrie verursachten Probleme in dem Energienetz reduziert. Durch den Agentenbasierten Handelsmechanismus wird ei¬ ne Problemlösung über Marktpreise sichergestellt. Technische Maßnahmen werden somit bei denjenigen Komponenten getroffen, wo sie ökonomisch sinnvoll sind. In a further expedient embodiment, the control unit is configured to generate the control signal in dependence on information of an agent assigned to the device, wherein the agent can communicate with other agents in the energy network, and wherein the energy network is configured such that the distribution the energy in the energy network phase-specific, at least in part based is at Zvi ¬ rule the agent negotiated monetary transactions. The choice in which the outer conductor energy is fed or from which the outer conductor energy is related, takes place in this embodiment variant is not arbitrary, but via a phase-specific trade. This agent-based trade collects and considers information about the specific phase load across the energy grid. The information can either be provided by appropriate units of the respective components or a higher-level measuring sensors. By managing power generation and load units ¬ as to deprive the phase-specific or Power consump- feed are capable of the problems caused by Pha ¬ senasymmetrie be reduced in the power network. The agent-based trading mechanism ensures problem solving over market prices. Technical measures are thus taken in those components where they make economic sense.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungs- bespielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung, und The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary games. In the drawings: Figure 1 shows a first embodiment of a erfindungsge ¬ MAESSEN device, and.
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung. Fig. 2 shows a second embodiment of a erfindungsge ¬ MAESSEN device.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Belastung der Phasen eines Energienetzes ist in Fig. 1 mit dem Bezugs¬ zeichen 10 gekennzeichnet. Die Vorrichtung 10 (nachfolgend auch als Steuereinrichtung bezeichnet) ist einerseits an ein dreiphasiges Energienetz 1 und andererseits an eine einphasi¬ ge elektrische Komponente 20 angeschlossen. Das dreiphasige Energienetz 1 umfasst drei Außenleiter LI, L2, L3 sowie einen Neutralleiter N und einen Schutzleiter PE . Bei dem Energienetz 1 handelt es sich bevorzugt um ein Niederspannungsnetz, d.h. ein Energienetz, in dem die Spannung zwischen einem der Außenleiter LI, L2, L3 und dem Neutralleiter beispielsweise 400 V beträgt. Die elektrische Komponente 20 ist dabei mit einem ersten Anschluss 11 mit der Steuervorrichtung 10 verbunden. Über diesen ist die elektrische Komponente 20 mit dem Schutzleiter PE, dem Neutralleiter N und einer Phase des dreiphasigen Energienetzes gekoppelt. Über einen zweiten Anschluss 12 ist die Steuervorrichtung 10 mit dem dreiphasigen Energienetz 1 gekoppelt. Dabei ist die Steuervorrichtung 10 über diesen mit den drei Außenleitern LI, L2, L3, dem Neutralleiter N und dem Schutzleiter PE verbunden. An inventive device for controlling the loading of the phases of a power network is marked in Fig. 1 with the reference numeral 10 ¬. The device 10 (hereinafter also referred to as control device) is connected on the one hand to a three-phase power network 1 and on the other hand to a einphasi ¬ ge electrical component 20. The three-phase power network 1 comprises three outer conductors LI, L2, L3 and a neutral conductor N and a protective conductor PE. The power grid 1 is preferably a low-voltage grid, ie a power grid in which the voltage between one of the outer conductors LI, L2, L3 and the neutral conductor is for example 400V. The electrical component 20 is connected to a first terminal 11 with the control device 10. About this, the electrical component 20 is coupled to the protective conductor PE, the neutral conductor N and a phase of the three-phase power network. Via a second connection 12, the control device 10 is coupled to the three-phase power network 1. In this case, the control device 10 connected via this with the three outer conductors LI, L2, L3, the neutral conductor N and the protective conductor PE.
Die elektrische Komponente 20 ist eine einphasige Energie- Verbrauchs- oder Energieerzeugungseinheit, die über die Steu¬ ervorrichtung 10 an das dreiphasige Energienetz 1 angebunden ist. Energieerzeugungseinheiten sind beispielsweise Photovol- taikanlagen, Windturbinen, Stirling-Motoren sowie sogenannte CHP-Anlagen (CHP = Combined Heat and Power) . CHP-Anlagen kön- nen Energie, z. B. basierend auf der Verbrennung von Diesel bzw. basierend auf der Verbrennung von Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen in Brennstoffzellen generieren. Energieverbrauchseinheiten sind insbesondere private Haushalte, ge¬ werbliche Verbraucher (wie Bürogebäude, öffentliche Bäder und dergleichen) sowie industrielle Verbraucher. Gegebenfalls kann die elektrische Komponente auch eine kombinierte Ener¬ gieverbrauchs- und Energieerzeugungseinheit sein, welche so¬ wohl Energie verbraucht als auch (überschüssige) erzeugte Energie in dem Energienetz bereit stellt. The electrical component 20 is a single-phase energy consumption or power generation unit, which is connected via the STEU ¬ ervorrichtung 10 to the three-phase power grid 1. Power generation units include, for example, photovoltaic systems, wind turbines, Stirling engines as well as so-called CHP plants (CHP = Combined Heat and Power). CHP plants can use energy, eg. B. based on the combustion of diesel or based on the combustion of hydrogen or hydrocarbons in fuel cells generate. Units of energy consumption in particular households, ge ¬ advertising consumers (such as office buildings, public baths and the like) and industrial consumers. Optionally, the electrical component may also be a combined Ener ¬ gieverbrauchs- and power generation unit, which consumes so ¬ well energy and (excess) is generated energy ready in the power network.
Speicher in Netzen können Energie speichern oder puffern. Batterien oder generell elektrische Energiespeicher können dabei sowohl als Verbraucher als auch als Energieerzeuger dienen. Sie übernehmen je nach Anwendungsszenario oder Netz- zustand beide Rollen. Storage in networks can store or buffer energy. Batteries or generally electrical energy storage can serve both as a consumer and as an energy producer. They assume both roles depending on the application scenario or network status.
Im Idealfall liegt in dem dreiphasigen Energienetz 1 eine symmetrische Belastung der drei Außenleiter LI, L2, L3 bzw. Phasen gegenüber dem Neutralleiter N vor. Dies bedeutet, im Idealfall ist die zwischen einem jeweiligen Außenleiter LI, L2, L3 und dem Neutralleiter N anliegende Spannung gleich groß. Eine ungleichmäßige Spannungsverteilung wird als Pha¬ senasymmetrie bezeichnet, welche durch eine (stark) unter¬ schiedliche Belastung der drei Phasen des Energienetzes ge- kennzeichnet ist. Mögliche, durch eine solche Phasenasymmet¬ rie hervorgerufene, Fehler sind beispielsweise die Sättigung von Verteilnetztransformatoren des Energienetzes, die Überlastung von Kabelverbindungen und die Abschaltung einzelner Komponenten durch eine Toleranzband-Überschreitung der zwischen einem der Außenleiter LI, L2, L3 und dem Neutralleiter N herrschenden Spannung. Um eine solche Phasenasymmetrie nicht auftreten zu lassen oder eine existierende Phasenasymmetrie zu reduzieren, um- fasst die Steuervorrichtung 10 ein steuerbares Schaltelement 13. Weiterhin umfasst die Steuervorrichtung 10 eine Steuereinheit 14, eine Spannungsmesseinrichtung 15, eine Strommess- einrichtung 16 sowie eine optionale Kommunikationseinrich- tungseinheit 17. Mittels der Spannungsmesseinrichtung 15 erfolgt eine Spannungsmessung eines jeweiligen Außenleiters LI, L2, L3 gegenüber dem Neutralleiter N zur Ermittlung der jeweiligen Phasenspannungen. Die Spannungsmessung erfolgt dem- gemäß auf der dem zweiten Anschluss 12 zugewandten Seite des Schaltelements 13. Die Strommesseinrichtung ist zwischen dem Schaltelement 13 und der elektrischen Komponente 20 vorgese¬ hen und erfasst den von der elektrischen Komponente erzeugten und in das Energienetz 1 eingespeisten oder den aus dem Ener- gienetz 1 bezogenen Strom. Alternativ kann die Strommesseinrichtung auch im Neutralleiter vorgesehen sein. Anhand der von der Spannungs- und/oder Strommesseinrichtungen 15, 16 ermittelten Größen erfolgt eine Steuerung der Schaltstellung des Schaltelements 13. Ideally, in the three-phase power grid 1, there is a symmetrical loading of the three outer conductors LI, L2, L3 or phases with respect to the neutral conductor N. This means, in the ideal case, the voltage applied between a respective outer conductor LI, L2, L3 and the neutral conductor N is the same. A non-uniform voltage distribution is referred to as Pha ¬ senasymmetrie, which is characterized by a (strong) under ¬ schiedliche load of the three phases of the power system overall. Possible, caused by such Phasenasymmet ¬ rie, errors such as the saturation of distribution transformers of the energy network, the congestion of cable connections and shutdown of individual Components by a tolerance band exceeding the prevailing between one of the outer conductor LI, L2, L3 and the neutral conductor N voltage. In order to avoid such a phase asymmetry or to reduce an existing phase asymmetry, the control device 10 comprises a controllable switching element 13. Furthermore, the control device 10 comprises a control unit 14, a voltage measuring device 15, a current measuring device 16 and an optional communication device 17. By means of the voltage measuring device 15, a voltage measurement of a respective outer conductor LI, L2, L3 with respect to the neutral conductor N is carried out to determine the respective phase voltages. The voltage measurement is carried out DEM according to the second terminal 12 side facing the switching element 13. The current measurement device 13 and the electrical component 20 vorgese ¬ hen and detects the generated from the electrical component and fed into the power grid 1 or from between the switching element the power grid 1 related electricity. Alternatively, the current measuring device can also be provided in the neutral conductor. Based on the variables determined by the voltage and / or current measuring devices 15, 16, the switching position of the switching element 13 is controlled.
In einer alternativen Variante könnte die Messung der Phasenspannungen, d.h. der Spannung eines jeweiligen Außenleiters LI, L2, L3 gegenüber dem Neutralleiter N und/oder eine Erfassung der jeweiligen Phasenströme, d.h. der in einem jeweili- gen Außenleiter LI fließenden Ströme, auch außerhalb der Steuervorrichtung 10 erfolgen. In diesem Fall können die Messwerte der Steuervorrichtung von den externen Messeinrichtungen zur Verfügung gestellt werden. Anhand der ermittelten Messgrößen kann eine (lokale) Belastung der jeweiligen Außenleiter LI, L2, L3 des Energienetzes ermittelt werden. In Abhängigkeit der Belastung der Außenlei¬ ter LI, L2, L3 wird ein Steuersignal für das Schaltelement 13 durch die Steuereinheit 14 erzeugt, welches die elektrische Komponente 20 selektiv mit einem der Außenleiter LI, L2, L3 verbindet . Ist die elektrische Komponente eine Energieerzeugungseinheit, so erfolgt die Verbindung mit demjenigen Außenleiter LI, L2, L3, welcher die kleinste Spannung gegenüber dem Neutralleiter N aufweist. Bezieht die elektrische Komponente 20 Strom aus dem dreiphasigen Energienetz 1, so wird die elektrische Kom- ponente 20 mit demjenigen Außenleiter LI, L2, L3 verbunden, welcher die größte Spannung gegenüber dem Neutralleiter N des Energienetzes aufweist. Ob die elektrische Komponente 20 mit dem Außenleiter mit der höchsten Spannung oder dem Außenleiter mit der niedrigsten Spannung verbunden werden muss, kann anhand der Detektion der Stromrichtung ermittelt werden. In an alternative variant, the measurement of the phase voltages, ie the voltage of a respective outer conductor LI, L2, L3 with respect to the neutral conductor N and / or a detection of the respective phase currents, ie the currents flowing in a respective outer conductor LI, could also be outside the control device 10 done. In this case, the measured values of the control device can be provided by the external measuring devices. On the basis of the determined measured variables, a (local) load of the respective outer conductors LI, L2, L3 of the energy network can be determined. Depending on the load of Außenlei ¬ ter LI, L2, L3 is a control signal for the switching element 13th generated by the control unit 14, which connects the electrical component 20 selectively with one of the outer conductor LI, L2, L3. If the electrical component is a power generation unit, the connection is made to that outer conductor LI, L2, L3, which has the smallest voltage with respect to the neutral conductor N. If the electrical component 20 draws power from the three-phase power network 1, the electrical component 20 is connected to the outer conductor LI, L2, L3, which has the greatest voltage with respect to the neutral conductor N of the power grid. Whether the electrical component 20 must be connected to the outer conductor with the highest voltage or the outer conductor with the lowest voltage can be determined based on the detection of the current direction.
Hierdurch kann eine Steuerung der Belastung der Phasen des dreiphasigen Energienetzes 1 erfolgen. Präventiv können somit Phasenasymmetrien vermieden werden. Bestehen bereits Phasenasymmetrien in dem dreiphasigen Energienetz, so können diese mittels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung verringert werden. Dabei ist der Effekt umso größer, je größer die Anzahl der über eine jeweilige erfindungsgemäße Steuervorrich¬ tung angeschlossenen Komponenten 20 ist. Prinzipiell ist ein Wechsel der Phase während des Betriebs der elektrischen Komponente 20 möglich. Hierbei ist es zweckmäßig, den Phasenwechsel in Abhängigkeit eines durch die Strommesseinrichtung 16 detektierten Stroms vorzunehmen. Insbesondere sollte eine Umschaltung der Phase lediglich dann erfolgen, wenn der in das Energienetz 1 eingespeiste oder aus dem Energienetz 1 entnommene Strom unterhalb einer vorgegebe¬ nen Schwelle liegt. Hierdurch kann ein lastarmes bzw. last¬ freies Schalten ermöglicht werden. Weiterhin ist es zweckmä¬ ßig, wenn in der Steuereinheit 14 eine Hysteresekurve für. die Spannung hinterlegt ist. Die Hysterese wird für das Um¬ schaltkriterium der Netzspannung gewählt, um ggf. eine Sperrung des Phasenwechsels für eine definierte Zeit nach dem Um¬ schalten festzulegen. Ansonsten könnte die Situation eintre- ten, dass eine Energieerzeugende Komponente, z. B. eine PV- Anlage, nach dem Einschalten die Spannung so weit anhebt, dass sofort die Phase wieder gewechselt würde. Hierdurch kön¬ nen - sofern die Phasenasymmetrie um das Umschaltkriterium herum pendelt - übermäßig häufige Phasenwechsel vermieden werden . In this way, it is possible to control the loading of the phases of the three-phase energy network 1. Preventive thus phase asymmetries can be avoided. If phase asymmetries already exist in the three-phase energy network, then they can be reduced by means of the control device according to the invention. In this case, the effect is all the greater, the greater the number of devices connected via a respective invention Steuervorrich ¬ processing components 20th In principle, a change of phase during operation of the electrical component 20 is possible. It is expedient to carry out the phase change as a function of a current detected by the current measuring device 16. In particular, a switching of the phase should be only when the current fed into the power grid 1 or drawn from the power grid 1 current is below a pre give ¬ NEN threshold. This can allow a low-load or load ¬ switching. Furthermore, it is expedient ¬ SSIG when in the control unit 14 is a hysteresis curve for. the voltage is deposited. The hysteresis is selected for the To ¬ switching criterion on the mains voltage, if necessary, set a blocking of the phase change for a defined period after the order switch ¬. Otherwise the situation could come to an end. th that a power generating component, for. B. a PV system, after switching on the voltage so far raises that immediately the phase would be changed again. Thereby Kings ¬ nen - excessively frequent phase change can be avoided - if the phase asymmetry oscillates about the switchover around.
Die Strommessung dient primär der Detektion, ob die Komponente ein Energieerzeuger oder ein Energieverbraucher ist. Diese Information wird für die Wahl der „richtigen" Phase herangezogen, wie nachfolgendes Beispiel illustriert. In eine Haus¬ haltssteckdose können unterschiedliche Verbraucher einge¬ steckt werden, wobei die Strommessung zur Freigabe des Pha¬ senwechsels verwendet. The current measurement serves primarily to detect whether the component is an energy producer or an energy consumer. This information is for choosing the "right" phase used, as the following example illustrates. In a house ¬ hold socket different loads can be ¬ infected, the current measurement to release the Pha ¬ senwechsels used.
1. Als Komponente 20 wird ein Wasserkocher in die Steckdose eingesteckt . 1. As component 20, a kettle is plugged into the socket.
2. Die als Umschalter dienende Steuervorrichtung 10 schaltet auf die Phase mit der niedrigsten Spannung.  2. The serving as a switch controller 10 switches to the phase with the lowest voltage.
3. Die Komponente 20 wird als Energieverbraucher erkannt. 4. Es erfolgt ein erneuter Phasenwechsel auf die Phase mit der höchsten Spannung.  3. The component 20 is recognized as an energy consumer. 4. A new phase change takes place to the phase with the highest voltage.
5. Schaltet sich der Wasserkocher ab (Stromfluss ~ 0A) wird das Umschalten auf eine andere Phase wieder freigegeben. 5. If the kettle shuts off (current flow ~ 0A), switching to another phase is enabled again.
6. Der Umschalter schaltet sich z. B. auf die Phase mit der aktuell höchsten Spannung und wartet auf einen Stromfluss.6. The changeover switch switches z. B. on the phase with the highest voltage currently and waits for a current flow.
7. Sollte der Wasserkocher erneut eingeschaltet werden oder ein anderer Energieverbraucher an die Steckdose angeschlossen werden, ist die Phase richtig gewählt, ansonsten er¬ folgt der Phasenwechsel und es wird ein Erzeuger als letzte Komponente gespeichert. 7. Should be switched on again the kettle or other energy consumers are connected to the outlet, the phase is chosen correctly, otherwise it ¬ follows the phase change and it will be saved by a producer as the last component.
In diesem Beispiel wird die Information der zuletzt betriebe¬ nen Komponenten für aktuelle Schalterstellung herangezogen. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Wechsel eines Außen¬ leiters in Abhängigkeit eines aktuellen Wirkungsgrades der elektrischen Komponente 20 vorgenommen wird. Wird die elekt¬ rische Komponente 20 beispielsweise mit einem hohen Wirkungs- grad betrieben, so ist ein Phasenwechsel unter Umständen nicht zweckmäßig. Zu Zeiten, zu denen die elektrische Kompo¬ nente 20 jedoch mit geringem Wirkungsgrad betrieben wird, kann ein Phasenwechsel problemlos durchgeführt werden. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn ein Schwellwert für den Wirkungsgrad in der Steuervorrichtung hinterlegt ist. Es versteht sich, dass in dieser Ausgestaltungsvariante die Steuervorrichtung 14 über entsprechende Mittel verfügt, welche entweder den Wirkungsgrad der elektrischen Komponente ermitteln oder die Steuervorrichtung eine entsprechende Information erhält. Die Information kann dabei über eine Kommunikationsverbindung KV einer Kommunikationseinrichtung von der elektrischen Komponente 20 an die Kommunikationseinheit 17 der Steuervorrich¬ tung 14 übermittelt werden. Ebenso kann die Wirkungsgradin- formation von einer übergeordneten Instanz der Steuereinheit 14 zur Verfügung gestellt sein. In this example, the information of the last company ¬ nen components for current switch position is used. In particular, it is advantageous when the exchange of an outer conductor ¬ is performed in response to a current efficiency of the electrical component 20th If the elekt ¬ generic component 20, for example with a high grade of efficacy operated, so a phase change may not be appropriate. At times when the electrical compo ¬ nent 20 but is operated with low efficiency, a phase change can be carried out easily. For this purpose, it is advantageous if a threshold for the efficiency is stored in the control device. It is understood that in this embodiment variant, the control device 14 has corresponding means which either determine the efficiency of the electrical component or the control device receives appropriate information. The information can be transmitted via a communication link KV of a communication device from the electrical component 20 to the communication unit 17 of the Steuervorrich ¬ device 14. Likewise, the efficiency information can be provided by a higher-level instance of the control unit 14.
In einer Alternative kann vorgesehen sein, eine Phasenum- schaltung während eines Stand-By-Betriebs der elektrischen Komponente vorzunehmen. Zwar hat eine Phasenumschaltung während eines Stand-By-Betriebs der elektrischen Komponente kei¬ ne unmittelbare Auswirkung auf eine eventuelle Phasenunsym¬ metrie in dem dreiphasigen Energienetz. Hierdurch kann jedoch präventiv bereits für ein späteres Anschalten der elektri- sehen Komponente diese mit der geeigneten Phase bzw. dem ge¬ eigneten Außenleiter verbunden werden. In an alternative, it may be provided to perform a phase changeover during stand-by operation of the electrical component. It is true that a phase switching during a stand-by operation of the electrical component kei ¬ ne direct impact on a possible Phasenunsym ¬ geometry in the three-phase power grid. This makes it possible, however, already for a later switching on the electrical component see they are connected to the appropriate phase or the ge ¬ suitable outer conductor preventively.
Es ist weiterhin zweckmäßig, bei einem Phasenwechsel die Trägheit von Energienetz und elektrischer Komponente zu be- rücksichtigen. Dies bedeutet, der Wechsel der Einspeisung von einem Außenleiter zu einem anderen Außenleiter erfolgt nicht instantan, da es hierbei zu einer Schwingung und einer Instabilität des Gesamtsystems kommen könnte. Insbesondere bei so¬ genannten netzgeführten Komponenten, bei denen die Frequenzen der elektrischen Komponente und des dreiphasigen Energienet¬ zes aneinander angeglichen sein müssen, ist es zweckmäßig, die elektrische Komponente eine vorgegebene Zeit vom Energie¬ netz zu trennen, um anschließend erneut eine Netzsynchroni- sierung durchzuführen. Beispielsweise kann dies bei als It is also expedient to take into account the inertia of the power network and the electrical component during a phase change. This means that the change of the feed-in from one outer conductor to another outer conductor does not take place instantaneously since this could lead to oscillation and instability of the overall system. In particular, in so ¬ said line-commutated components where the frequencies of the electrical component and the three-phase Energienet ¬ zes must be matched to one another, it is advantageous to the electrical component to be separated a predetermined time from the energy ¬ web, to subsequently again a Netzsynchroni- to carry out. For example, this can be used as
Blockheizkraftwerken oder Photovoltaik-Anlagen ausgebildeten elektrischen Komponenten 20 vorgesehen sein. Würde eine netzgeführte elektrische Komponente 20 ohne Netzsynchronisierung an das Energienetz 1 angeschlossen werden, würden Ausgleichströme fließen, welche die Phasenasymmetrie weiter ver¬ schlechtern könnten. Blockheizkraftwerken or photovoltaic systems trained electrical components 20 may be provided. Would a line commutated electrical component 20 are connected to the power network 1 without network synchronization, equalization currents will flow, which could worsen the ver ¬ phase imbalance further.
Dabei wird eine Priorisierung der einzelnen angeschlossenen Komponenten durchgeführt. So werden Komponenten wie z. B. eine PV-Anlage oder ein BHKW im Betrieb, d.h. unter Last, nur ungern vom Netz getrennt, um für sie eine Phasenumschaltung durchzuführen. Bevorzugt werden leicht regelbare und auch kurzfristig abschaltbare Komponenten (Beispiel: Wasserkocher) den Phasenwechsel vornehmen. Hierzu gehören flexible Lasten und evtl. auch elektrische / elektrochemische Energiespei¬ cher . In this case, a prioritization of the individual connected components is performed. So are components such. As a PV system or a CHP in operation, ie under load, reluctant to disconnect from the grid to perform a phase change for them. Preference is given to easily controllable components which can also be switched off at short notice (example: kettle) to carry out the phase change. These include flexible loads and possibly electrical / electrochemical Energiespei ¬ cher.
Das Vorhandensein der in Fig. 1 dargestellten Kommunikations- Verbindung KV mit entsprechenden Kommunikationseinrichtungen ermöglicht es, eine Netzsynchronisiereinrichtung in der elektrischen Komponente 20 auch über eine bevorstehende Um- schaltung der Phase zu informieren. Hierdurch ist es möglich, einen kurzfristigen Phasenwechsel vorzunehmen, da die elekt- rische Komponente 20 schneller an das Energienetz 1 ange¬ schlossen werden kann. The presence of the communication connection KV shown in FIG. 1 with corresponding communication devices makes it possible to inform a network synchronization device in the electrical component 20 also about an imminent changeover of the phase. This makes it possible to perform a short-term phase change, because the elec- generic component 20 can be quickly attached to the power grid 1 ¬ closed.
Bei Energieerzeugungseinheiten, welche über eine Netzsynchronisiereinrichtung verfügen, ist es darüber hinaus zweckmäßig, der Steuereinheit 14 übergeordnete Steuerung eine möglichst hohe Betriebsstundenzahl ohne Phasenwechsel zu erreichen. Eine solche übergeordnete Steuerung kann die Kenntnis über Leistungsflüsse im gesamten Energienetz vorteilhaft für einen selektiven Phasenanschluss nutzen. Dies ist insbesondere des- halb von Vorteil, da jeder Synchronisiervorgang mehrere Sekunden dauern kann, wodurch beispielsweise bei einer Energieerzeugungseinheit die Zeiten der Energieeinspeisung verkürzt würden. Eine solche übergeordnete Steuerung kann phasenspezi- fisch mittels des in der WO 2009/040140 AI beschriebenen Agentenbasierten Handelsmechanismus erfolgen. Der Offenbarungsinhalt dieser Schrift wird durch Bezugnahme in die vor¬ liegende Anmeldung aufgenommen. In power generation units, which have a Netzsynchronisiereinrichtung, it is also expedient, the control unit 14 higher-level control to achieve the highest possible number of operating hours without phase change. Such a higher-level controller can advantageously use the knowledge about power flows in the entire energy network for a selective phase connection. This is particularly advantageous, since each synchronization process can take several seconds, which would shorten the times of energy supply, for example, in the case of a power generation unit. Such a higher-level control can phase-specific fish by means of the agent-based trading mechanism described in WO 2009/040140 AI. The disclosure content of this specification is included in the ahead ¬ herein by reference.
In einem solchen Agentenbasierten Energienetz ist eine Mehrzahl von einzelnen Agenten vorgesehen, welche jeweils einer Energieerzeugungs- und/oder Energieverbrauchseinheit bzw. ei¬ ner Steuervorrichtung in dem Netz zugeordnet sind. Das Ener- gienetz verteilt die erzeugte bzw. verbrauchte Energie gleichmäßig innerhalb des Energienetzes. Die Randbedingungen dieser selbstorganisierenden Energieverteilung bestehen hierbei darin, dass zum einen die Spannung und die Frequenz der bereitgestellten Energie konstant gehalten werden soll und zum anderen ein Betrieb des Netzes autonom möglich sein soll. Die Agenten sind untereinander derart vernetzt, dass jeder Agent mit einem anderen Agenten kommunizieren, d.h. entsprechende Informationen austauschen, kann. Darüber hinaus kann eine zentrale lokale Energieaustauscheinheit vorgesehen sein, auf welche jeder der Agenten zugreifen kann. Die Verteilung der Energie in dem Energienetz erfolgt im Wesentlichen marktbasiert danach, dass die einzelnen Agenten untereinander bzw. unter Zwischenschaltung der lokalen Energie-Austausch-Einheit ihre benötigte bzw. überschüssige Energie als Handelsgut be- reitstellen und basierend darauf monetäre Transaktionen durchführen. Die lokale Energie-Austausch-Einheit stellt so¬ mit im Wesentlichen eine Vermittlungseinheit von Angebot und Nachfrage der einzelnen Agenten dar, welche Energie für Geld kaufen bzw. verkaufen. Erfindungsgemäß erfolgt der Handel hierbei phasenspezifisch. In such an agent-based energy network, a plurality of individual agents are provided, which are each assigned to a power generation and / or energy consumption unit or egg ¬ ner control device in the network. The energy grid distributes the generated or consumed energy evenly within the energy grid. The boundary conditions of this self-organizing energy distribution consist in the fact that on the one hand the voltage and the frequency of the provided energy should be kept constant and on the other hand, an operation of the network should be autonomously possible. The agents are networked with each other so that each agent can communicate with another agent, ie exchange appropriate information. In addition, a central local power exchange unit may be provided, which each of the agents can access. The distribution of the energy in the energy network is essentially market-based according to the fact that the individual agents provide each other or with the interposition of the local energy exchange unit their required or surplus energy as merchandise and carry out monetary transactions based thereon. The local energy exchange unit is so ¬ with essentially a switching unit of supply and demand of each agent is, buy or sell that power for money. According to the trade, this is done phase-specific.
In dem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 umfasst die Steuervorrichtung über die bereits beschriebenen Komponenten hinaus zwei Umrichter 18, 19. Die Umrichter sind dabei über ihren Gleichspannungskreis miteinander gekoppelt. Es ist ein Kondensator 18' an einem Spannungszwischenkreis vorgesehen sein, welcher für die Glättung von Rippel-Strom sorgt. Der Umrichter 19 ist über den ersten Anschluss 11 mit der elekt- rischen Komponente 20 gekoppelt. Die elektrische Komponente 20 kann dabei nicht nur, wie im Vorangegangen Ausführungsbei¬ spiel, eine einphasige Energieerzeugungs- und/oder Energie¬ verbrauchseinheit, sondern auch eine dreiphasige Komponente sein. Der Umrichter 18 ist über den zweiten Anschluss 12 mit den drei Außenleitern bzw. Phasen LI, L2, L3 und dem Neutralleiter N verbunden. Die Spannungsmesseinrichtung 15 und die Strommesseinrichtung 16 sind zwischen dem Umrichter 18 und dem zweiten Anschluss 12 vorgesehen. Im Gegensatz zum Ausfüh- rungsbeispiel in Fig. 1 wird der Strom, da auf Seiten des zweiten Anschlusses angeordnet, in jeder Phase ermittelt. In the further exemplary embodiment according to FIG. 2, the control device comprises two inverters 18, 19 in addition to the components already described. The inverters are coupled to one another via their DC voltage circuit. There is a capacitor 18 'may be provided on a voltage intermediate circuit, which provides for the smoothing of ripple current. The converter 19 is connected via the first terminal 11 to the electrical coupled component 20. The electrical component 20 can be not only, as in the previous Ausführungsbei ¬ game, a single-phase power generation and / or energy ¬ consumption unit, but also a three-phase component. The inverter 18 is connected via the second terminal 12 to the three outer conductors or phases LI, L2, L3 and the neutral conductor N. The voltage measuring device 15 and the current measuring device 16 are provided between the inverter 18 and the second terminal 12. In contrast to the exemplary embodiment in FIG. 1, the current, as arranged on the side of the second terminal, is determined in each phase.
Mittels der zwei miteinander gekoppelten Umrichter 18, 19 kann eine variable, phasenspezifische Leistungseinspeisung bzw. Entnahme erfolgen. Insbesondere, ist es möglich aus ein¬ zelnen Phasen unterschiedliche Leistung zu beziehen. Darüber hinaus besteht eine größere Flexibilität hinsichtlich der An¬ passung an die Spannung und Frequenz des Energienetzes 1. Eine eventuelle Inkompatibilität hinsichtlich Frequenz und Spannung kann durch die beiden Umrichter 18 und 19 kompensiert werden. Hierdurch besteht die Möglichkeit, elektrische Komponenten mit anderen Netzanschlussparametern als das Energienetz aufweist an dieses anzuschließen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Phasenumschaltung ohne Abschal- tung der elektrischen Komponente 20 möglich ist. Über eine entsprechende Regelung kann darüber hinaus der coscp des netz- seitigen Umrichters 18 vorgegeben werden. Somit ist auch eine Blindleistungskompensation möglich . Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann in einer Vielzahl von unterschiedlichen Szenarien zum Einsatz kommen. By means of the two mutually coupled converters 18, 19, a variable, phase-specific power supply or removal can take place. In particular, it is possible from a ¬ individual phases different power to refer. Moreover, there is greater flexibility in the on ¬ adjustment to the voltage and frequency of the power system 1. A possible incompatibility in terms of frequency and voltage can be compensated by the two inverters 18 and 19th This makes it possible to connect electrical components with other network connection parameters than the energy network to this. Another advantage is that a phase change is possible without shutting off the electrical component 20. In addition, the coscp of the network-side converter 18 can be preset via a corresponding regulation. Thus, a reactive power compensation is possible. The control device according to the invention can be used in a variety of different scenarios.
Beispiel 1 In einem Wohngebiet ist eine Vielzahl kleiner Photovoltaik- Anlagen einphasig an den Außenleiter LI des dreiphasigen Energienetzes angeschlossen. In der Mittagszeit kommt es an sonnigen Tagen zu einer gleichzeitigen starken Leistungsein- Speisung in den Außenleiter LI. In Folge dessen entsteht eine unsymmetrische Belastung eines Verteilnetztrafos des Energie¬ netzes, welche zum Abschalten einzelner Photovoltaik- Wechselrichter durch die Spannungsüberhöhung an dem Außenlei- ter LI führt. Unter Verwendung der beschriebenen Steuervorrichtung ist es möglich, die Einspeisung der Photovoltaik- Anlagen je nach Belastung der Phasen des Energienetzes, auf unterschiedliche Außenleiter LI, L2, L3 zu legen. Ebenso können mehrere Verbraucher an denjenigen Außenleiter angeschlos- sen werden, welcher die höchste Spannung aufweist. Example 1 In a residential area, a large number of small photovoltaic systems are connected in a single phase to the outer conductor LI of the three-phase power grid. At lunchtime on sunny days a simultaneous strong performance Supply to the outer conductor LI. As a result, an unbalanced load of a distribution network transformer of the energy ¬ network, which leads to shutdown of individual photovoltaic inverters by the voltage overshoot on the Außenlei- ter LI arises. Using the described control device, it is possible to apply the feeding of the photovoltaic systems, depending on the load of the phases of the power grid, on different outer conductors LI, L2, L3. Likewise, several consumers can be connected to those outer conductor, which has the highest voltage.
Beispiel 2 Example 2
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist elektrisch in Reihe zu einem FI-Schutzschalter angeschlossen. Damit wird ein Wechsel der Phase eines gesamten einphasig an einen Au¬ ßenleiter des Energienetzes angeschlossenen Bereichs eines Hauses möglich. Zweckmäßigerweise erfolgt eine Kommunikation zwischen der Steuervorrichtung und den an diesen Bereich an- geschlossenen „intelligenten" Komponente (n) , die einen Phasenwechsel unterbindet, wenn die „intelligente" Komponente (n) an das Energienetz angeschlossen sind. Dies ist beispielswei¬ se bei PCs, Fernsehern usw. sinnvoll, deren Funktion durch einen Phasenwechsel unterbrochen werden könnte. Der Phasen- Wechsel ist bei passiven Komponenten, wie z. B. Wasserko¬ chern, Kaffeemaschinen, Waschmaschinen ohne komplexe Steuerung usw., jederzeit erlaubt, auch wenn diese während des Phasenwechesels betrieben werden. Durch die Koordination von Energieverbrauchseinheiten undA control device according to the invention is electrically connected in series with a RCCB. For a change of phase of a complete single phase connected to an outdoor ¬ ßenleiter of the energy network area of a house is possible. Conveniently, communication takes place between the control device and the "intelligent" component (s) connected to this area, which inhibits a phase change when the "intelligent" component (s) are connected to the energy grid. This is beispielswei ¬ se with PCs, TVs, etc. sense whose function could be interrupted by a phase change. The phase change is in passive components, such. B. Wasserko ¬ chern, coffee machines, washing machines without complex control, etc., allowed at any time, even if they are operated during the Phasenwechesels. Through the coordination of energy consumption units and
Energieerzeugungseinheiten, die zur phasenspezifischen Leistungsaufnahme bzw. -Einspeisung befähigt sind, können die durch Phasenasymmetrien verursachten Probleme in dem Energienetz selbstständig reduziert werden. Wie bereits erläutert, erfolgt eine Koordination durch einen Agentenbasierten und phasenspezifischen Handel. Durch den Handelsmechanismus kann eine Problemlösung über Marktpreise sichergestellt werden. Gleichzeitig erfolgt die Problemlösung zu volkswirtschaftlich optimierten Kosten, da technische Maßnahmen dort getroffen werden, wo sie ökonomisch sinnvoll sind. Dies wird anhand der nachfolgenden Beispiele illustriert. Beispiel 3 Power generation units that are capable of phase-specific power consumption can independently reduce the problems in the power grid caused by phase asymmetries. As already explained, coordination takes place through agent-based and phase-specific trading. The trade mechanism can ensure problem solving via market prices. At the same time, problem solving takes place economically optimized costs, since technical measures are taken where they make economic sense. This will be illustrated by the following examples. Example 3
In einem Wohngebiet ist eine Vielzahl kleiner Photovoltaik- Anlagen installiert, welche beispielhaft einphasig an den Au¬ ßenleiter LI angeschlossen sind. In Stunden mit starker Son- neneinstrahlung kommt es zu einer großen Leistungseinspeisung in diesen Außerleiter bzw. diese Phase. Andererseits sind elektrische Herde in den Wohnungen bzw. Häusern dreiphasig an das Energienetz angeschlossen und mit einer Leistungselektronik versehen, welche es erlaubt, aus dem Außenleiter LI eine verstärkte oder vollständige Leistungsentnahme vorzunehmen. Bei Realisierung eines agentenbasierten und phasenspezifischen Handels sinkt der Preis für Leistung aus der Phase LI in den Stunden starker Sonneneinstrahlung. Die den jeweiligen Steuervorrichtungen 10 bzw. den elektrischen Komponenten zu- geordneten Agenten registrieren dies und richten ihr Kaufverhalten entsprechend aus. In a residential area, a plurality of small photovoltaic systems is installed, which are exemplary single phase connected to the Au ¬ ßenleiter LI. In hours with strong solar radiation, there is a large power feed into this outsider or this phase. On the other hand, electrical stoves in the apartments or houses are three-phase connected to the power grid and provided with a power electronics, which allows to make a more or less power extraction from the outer conductor LI. In the case of agent-based and phase-specific trading, the price for LI-LI performance drops in the hours of high solar radiation. The agents assigned to the respective control devices 10 or the electrical components register this and adjust their purchasing behavior accordingly.
Beispiel 4 In einem Wohngebiet ist eine Vielzahl kleiner Photovoltaik- Anlagen einphasig an den Außenleiter LI angeschlossen. In Stunden mit starker Sonneneinstrahlung kommt es zu einer starken Leistungseinspeisung in diese Phase. Wärmepumpen in den Wohnhäusern des Wohngebiets sind einphasig an das Ener- gienetz angeschlossen und verfügen über eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung, welche die Auswahl der Phase ermöglicht. In einem agentenbasierten Energienetz mit phasenspezifischem Handel sinkt der Preis für die Leistung aus der Phase LI in den Stunden starker Sonneneinstrahlung. Die Agenten der Wär- mepumpen registrieren dies und richten ihr Kaufverhalten entsprechend aus . Beispiel 5 Example 4 In a residential area, a large number of small photovoltaic systems are connected in a single phase to the outer conductor LI. In hours of strong sunlight, there is a strong power feed into this phase. Heat pumps in the residential buildings of the residential area are connected in a single phase to the energy network and have a control device according to the invention which makes it possible to select the phase. In an agent-based energy-based trading network, the price of the LI phase power decreases during periods of high solar radiation. The agents of the heat pumps register this and adjust their buying behavior accordingly. Example 5
Eine große Photovoltaik-Anlage ist aus unbekannten Gründen am Außenleiter LI einphasig angeschlossen. Herkömmliche mit Überwachungsrelais ausgestatte Motoren für beispielsweiseA large photovoltaic system is connected to the outer conductor LI single phase for unknown reasons. Conventional equipped with monitoring relay motors for example
Pumpen würden in diesem Teilnetzstrang des Energienetzes bei entsprechend ausgeprägter Phasensymmetrie außerplanmäßig ab¬ geschaltet. Beispielhaft soll sich in dem Teilnetzstrang auch ein Gewerbebetrieb mit Maschinen befinden, deren Elektromoto- ren zur phasenspezifischen Leistungsaufnahme mittels einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung fähig sind. Erfindungsgemäß sinkt der Preis für die Leistung aus der Phase LI in den Stunden starker Sonneneinstrahlung. Die den Elektromotoren des Gewerbebetriebs zugeordneten Agenten registrieren dies und richten ihr Kaufverhalten entsprechend aus. Pumps would be unscheduled in this subnetwork of the power network with correspondingly pronounced phase balance off ¬ . By way of example, a commercial enterprise is also to be located in the subnetwork with machines whose electric motors are capable of phase-specific power consumption by means of a control device according to the invention. According to the invention, the price for the power from the phase LI drops in the hours of strong sunlight. The agents assigned to the electric motors of the business register this and adjust their purchasing behavior accordingly.
Beispiel 6 Example 6
Am Ende einer Stichleitung des Energienetzes sind Energieer- zeugungseinheiten einphasig angeschlossen. Herkömmliche, mit Überwachungsrelais ausgestattete Motoren für beispielsweise Pumpen würden in diesem Teilnetzstrang bei entsprechend ausgeprägter Phasenasymmetrie außerplanmäßig abgeschaltet. In dem Teilnetzstrang befindet sich zusätzlich ein Gewerbebe- trieb mit Maschinen, deren Elektromotoren mittels einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zur phasenspezifischen Leistungsaufnahme fähig sind. Erfindungsgemäß sinkt der Preis für Leistung aus der Phase LI in den Stunden starker Sonneneinstrahlung. Die den Elektromotoren der Maschinen des Gewer- bebetriebs zugeordneten Agenten registrieren dies und richten ihr Kaufverhalten entsprechend aus. At the end of a stub of the energy grid, energy production units are connected in a single phase. Conventional motors equipped with monitoring relays for pumps, for example, would be disconnected unscheduled in this subnetwork with correspondingly pronounced phase asymmetry. In the subnetwork there is additionally a commercial operation with machines whose electric motors are capable of phase-specific power consumption by means of a control device according to the invention. According to the invention, the price for power from the phase LI drops in the hours of strong sunlight. The agents assigned to the electric motors of the machines of the commercial enterprise register this and adjust their purchasing behavior accordingly.
Beispiel 7 Energieerzeugungseinheiten, wie z. B. Blockheizkraftwerke, speisen üblicherweise dreiphasig in das Energienetz ein. Beim Auftreten von Phasenasymmetrien wird durch die variable phasenspezifische Einspeisung ein Beitrag zur Netzsymmetrierung geleistet, wenn einerseits das Blockheizkraftwerk über eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung an das Energienetz angebunden ist und andererseits der beschriebene Handelsmechanis¬ mus zum Einsatz kommt. Example 7 power generation units, such. As combined heat and power plants, usually feed three-phase in the power grid. When phase asymmetries occur, the variable phase-specific feed contributes to network symmetry achieved when on the one hand the cogeneration plant is connected via a control device according to the invention to the power grid and on the other hand, the Handelsmechanis ¬ described mechanism is used.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (10) zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes (1), insbesondere eines Nie- derspannungsnetzes , umfassend: 1. Device (10) for controlling the loading of the phases of a three-phase energy network (1), in particular a low-voltage network, comprising:
einen ersten Anschluss (11) für den Anschluss einer elektrischen Komponente (20), über den die Komponente (20) Strom aus dem dreiphasigen Energienetz beziehen oder in dieses einspeisen kann;  a first terminal (11) for connection of an electrical component (20) through which the component (20) can draw or supply power from the three-phase power network;
- einen zweiten Anschluss (12) für den Anschluss an Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes; - A second terminal (12) for connection to outer conductor (LI, L2, L3) of the three-phase power network;
ein steuerbares Schaltelement (13), das den ersten An¬ schluss (11) in Abhängigkeit einer jeweiligen Belastung der Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energie- netzes (1) selektiv mit einem der Außenleiter (LI, L2,a controllable switching element (13), the first to ¬ circuit (11), depending on a respective load, the outer conductor (LI, L2, L3) of the three-phase power network (1) selectively (with one of the outer conductors LI, L2
L3) verbindet. L3) connects.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das steuerbare 2. Device according to claim 1, wherein the controllable
Schaltelement (11) den ersten Anschluss (11) in Abhängigkeit eines durch eine Steuereinheit (14) erzeugten Steuersignals selektiv derart mit einem der Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes verbindet, dass Switching element (11) selectively connects the first terminal (11) to one of the outer conductors (LI, L2, L3) of the three-phase power network as a function of a control signal generated by a control unit (14)
bei einem Strombezug der Komponente (20) eine Verbindung zu dem Außenleiter (LI, L2, L3) herstellbar ist, der die größte Spannung gegenüber einem Neutralleiter (N) des at a current reference of the component (20) is a connection to the outer conductor (LI, L2, L3) can be produced, which has the greatest voltage to a neutral conductor (N) of
Energienetzes aufweist; oder Having energy network; or
bei einer Stromeinspeisung der Komponente (20) eine Verbindung zu demjenigen Außenleiter (LI, L2, L3) herstellbar ist, der die kleinste Spannung gegenüber dem Neut- ralleiter (N) aufweist.  In the case of a current feed of the component (20), it is possible to produce a connection to that outer conductor (LI, L2, L3) which has the smallest voltage with respect to the neutral conductor (N).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Vorrichtung eine Spannungsmesseinrichtung (15) umfasst, welche zur Ermittlung einer jeweiligen Spannung des Außenleiters (LI, L2, L3) gegenüber dem Neutralleiter (N) ausgebildet ist, welche der Steuereinheit (14) zur Erzeugung des Steuersignals zuführbar sind. 3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the device comprises a voltage measuring device (15) which is designed to determine a respective voltage of the outer conductor (LI, L2, L3) relative to the neutral conductor (N), which the control unit (14). for supplying the control signal can be fed.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vorrichtung eine Strommesseinrichtung (16) zur Messung des Stroms umfasst, mit der detektierbar ist, ob die Komponente (20) eine Energieverbrauchs- oder Energieerzeu- gungseinheit ist. 4. Device according to one of the preceding claims, wherein the device comprises a current measuring device (16) for measuring the current, with which it can be detected whether the component (20) is a energy consumption or Energieerzeu- generating unit.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, den gemessenen Strom mit einem Schwellwert zu vergleichen, wobei das Steuersignal zur Um- Schaltung der Phase dann erzeugt wird, wenn der gemessene Strom unterhalb des Schwellwerts ist. 5. Apparatus according to claim 4, wherein the control unit (14) is adapted to compare the measured current with a threshold value, wherein the control signal for switching the phase is generated when the measured current is below the threshold value.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der in der Steuereinheit (14) eine Hysteresekurve für die Spannung für die Um- Schaltung einer Phase hinterlegt ist. 6. Apparatus according to claim 4 or 5, wherein in the control unit (14) a hysteresis curve for the voltage for the switching of a phase is deposited.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der diese eine Kommunikationseinheit (17) zum Datenaustausch mit einer Kommunikationseinheit der elektrischen Komponente (20) aufweist. 7. Device according to one of the preceding claims, wherein it has a communication unit (17) for data exchange with a communication unit of the electrical component (20).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Kommunikationseinheit (17) derart ausgestaltet ist, dass sie eine Netzsyn¬ chronisiereinrichtung in der Komponente (20) über eine bevor- stehende Phasenumschaltung benachrichtigt. 8. The apparatus of claim 7, wherein the communication unit (17) is configured such that it notifies a Netzsyn ¬ chronisiereinrichtung in the component (20) via an impending phase changeover.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, das Steuersignal in Abhängigkeit einer Information einer übergeordneten Steuerung zu erzeugen, welche Kenntnis über Leistungsflüsse in dem9. Device according to one of claims 2 to 7, wherein the control unit (14) is adapted to generate the control signal in response to information of a higher-level control, which is aware of power flows in the
Energienetz hat, um bei netzgeführten Komponenten eine möglichst hohe Betriebsstundenzahl ohne Phasenwechsel zu ermög¬ lichen . Power grid has to with line-components the highest possible number of operating hours without phase change to enabled ¬ union.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Komponente (20) über zwei mit ihren Gleichspannungs¬ kreisen gekoppelte Umrichter (19, 20) der Vorrichtung (10) mit dem dreiphasigen Energienetz (1) koppelbar ist. 10. Device according to one of the preceding claims, wherein the component (20) via two with their DC ¬ circuits coupled inverter (19, 20) of the device (10) with the three-phase power network (1) can be coupled.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Komponente (20) eine einphasige, elektrische Kompo¬ nente ist. 11. Device according to one of the preceding claims, wherein the component (20) is a single-phase, electrical Kompo ¬ component.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Komponente (20) eine dreiphasige elektrische Komponente ist, welche während ihres Betriebs die Außenleiter (LI, L2, L3) des Energienetzes unterschiedlich belastet. 12. The apparatus of claim 10, wherein the component (20) is a three-phase electrical component, which loads the outer conductor (LI, L2, L3) of the power network differently during their operation.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, das Steuersignal in Abhängigkeit einer Information eines der Vorrichtung zugeordneten Agenten zu erzeugen, wobei der Agent mit anderen Agenten in dem Energienetz kommunizieren kann, und wobei das Energienetz derart ausgestaltet ist, dass die Verteilung der Energie im Energienetz phasenspezifisch zumindest teilweise basierend auf zwischen den Agenten ausgehandelten monetären Transaktionen erfolgt. The apparatus of any one of claims 2 to 12, wherein the control unit (14) is adapted to generate the control signal in response to information of an agent associated with the apparatus, wherein the agent can communicate with other agents in the power network, and wherein the energy network is configured such that the distribution of energy in the energy network is phase-specific, at least in part, based on monetary transactions negotiated between the agents.
14. Dreiphasiges Energienetz (1), insbesondere eines Nieder¬ spannungsnetzes, in dem zumindest eine elektrische Komponente (20) über eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche an die Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes (1) angeschlossen ist. 14. Three-phase power network (1), in particular a low ¬ voltage network, in which at least one electrical component (20) via a device according to one of the preceding claims to the outer conductor (LI, L2, L3) of the three-phase power network (1) is connected.
15. Verfahren zur Steuerung der Belastung der Phasen eines dreiphasigen Energienetzes (1), insbesondere eines Nieder¬ spannungsnetzes, mit dem zumindest eine elektrische Komponen- te (20) über eine Steuervorrichtung (10) elektrisch gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (10) umfasst: 15. A method for controlling the load on the phases of a three-phase power network (1), in particular a low ¬ voltage network, with the at least one electrical component te (20) via a control device (10) is electrically coupled, wherein the control device (10) :
einen ersten Anschluss (11) für den Anschluss der elekt¬ rischen Komponente (20), über den die Komponente (20) Strom in das dreiphasige Energienetz beziehen oder ein- speisen kann, a first terminal (11) for connecting the elekt ¬ generic component (20) over which the component (20) relating current to the three-phase power supply network or mono- feed can,
einen zweiten Anschluss (12) für den Anschluss an die Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes; und ein steuerbares Schaltelement (13); a second terminal (12) for connection to the outer conductors (LI, L2, L3) of the three-phase power network; and a controllable switching element (13);
bei dem das steuerbare Schaltelement (13) den ersten An- schluss (11) in Abhängigkeit einer jeweiligen Belastung der Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes (1) selektiv mit einem der Außenleiter (LI, L2, L3) verbindet. in which the controllable switching element (13) selectively connects the first terminal (11) to one of the outer conductors (LI, L2, L3) as a function of a respective load of the outer conductors (LI, L2, L3) of the three-phase power network (1).
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das steuerbare 16. The method of claim 15, wherein the controllable
Schaltelement (13) den ersten Anschluss (12) in Abhängigkeit eines durch eine Steuereinheit (14) erzeugten Steuersignals selektiv derart mit einem der Außenleiter (LI, L2, L3) des dreiphasigen Energienetzes verbindet, dass Switching element (13) selectively connects the first terminal (12) to one of the outer conductors (LI, L2, L3) of the three-phase power network as a function of a control signal generated by a control unit (14)
bei einem Strombezug der Komponente (20) eine Verbindung zu dem Außenleiter (LI, L2, L3) hergestellt wird, der die größte Spannung gegenüber einem Neutralleiter (N) des Energienetzes aufweist; oder  in the case of a current reference of the component (20), a connection is made to the outer conductor (LI, L2, L3) which has the greatest voltage with respect to a neutral conductor (N) of the energy network; or
bei einer Stromeinspeisung der Komponente (20) eine Verbindung zu demjenigen Außenleiter (LI, L2, L3) herstellt wird, der die kleinste Spannung gegenüber dem Neutral¬ leiter (N) aufweist. at a power supply of the component (20) is a connection to that outer conductor (LI, L2, L3) is produced, which has the smallest voltage relative to the neutral ¬ conductor (N).
PCT/EP2012/060610 2011-06-24 2012-06-05 Device for controlling the load of the phases of a three-phase energy network WO2012175332A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011078047.5 2011-06-24
DE102011078047A DE102011078047A1 (en) 2011-06-24 2011-06-24 Device for controlling the loading of the phases of a three-phase power network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012175332A1 true WO2012175332A1 (en) 2012-12-27

Family

ID=46208552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/060610 WO2012175332A1 (en) 2011-06-24 2012-06-05 Device for controlling the load of the phases of a three-phase energy network

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011078047A1 (en)
WO (1) WO2012175332A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013096275A3 (en) * 2011-12-19 2013-08-15 General Electric Company System and method for controlling reactive power in a power conversion system
JP2016505237A (en) * 2013-02-04 2016-02-18 フォータム オーワイジェイ System and method for coupling a single phase power source to a multiphase power network
CN106463964A (en) * 2014-04-17 2017-02-22 Abb瑞士股份有限公司 Energy storage for balancing phases in a microgrid
CN106849155A (en) * 2015-12-01 2017-06-13 Det 国际控股有限公司 For the controller of inverter
EP3184352A1 (en) 2015-12-22 2017-06-28 Zaptec IP AS A system and method for dynamic phase-load distribution when charging electrical vehicles
EP3675308A1 (en) 2018-12-27 2020-07-01 Vito NV An active power curtailment management system
EP3920357A1 (en) 2020-06-05 2021-12-08 Vito NV System for managing power flow or energy in a nano- or microgrid

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013204256A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging device for an electric vehicle
FR3006516A1 (en) 2013-05-28 2014-12-05 Commissariat Energie Atomique PHASE SELECTION FOR POLYPHASE ELECTRICAL INSTALLATION
US9865410B2 (en) * 2013-09-25 2018-01-09 Abb Schweiz Ag Methods, systems, and computer readable media for topology control and switching loads or sources between phases of a multi-phase power distribution system
DE102014200238A1 (en) * 2014-01-09 2015-07-09 Robert Bosch Gmbh Method and device for feeding electrical power and / or electrical energy from a power source into an electrical network having a plurality of phase lines
AT515625B1 (en) * 2014-01-31 2016-07-15 Ait Austrian Inst Technology Method for connecting two-pole circuit elements
FR3018006B1 (en) * 2014-02-27 2018-04-06 Hager-Electro Sas CONTROLLED SWITCHING SYSTEM FOR SELECTIVE CONNECTION OF A THREE-PHASE ELECTRICAL SYSTEM
DE102015000076A1 (en) * 2015-01-12 2016-07-14 Rwe Deutschland Ag Method for operating an electrical consumer or generator on a subscriber network and a device and a switching matrix
FR3031845B1 (en) * 2015-01-16 2017-01-20 Inst Polytechnique Grenoble SYSTEM FOR CONNECTING A DECENTRALIZED MONOPHASE GENERATOR TO A THREE-PHASE NETWORK
DE102015105152A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 P3 energy & storage GmbH Arrangement and method for reducing unbalanced load in a three-phase distribution network
SK7978Y1 (en) * 2015-09-21 2018-01-04 Slovenska Polnohospodarska Univerzita V Nitre Method and apparatus for supplying a single phase electrical socket in the event of a single phase or multiple phase failure
DE102015118397A1 (en) * 2015-10-28 2017-05-04 Frima International Ag Method for controlling a cooking appliance, cooking appliance and heating element
DE102016218439A1 (en) 2016-09-26 2018-03-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Construction of a local three-phase power grid
DE102016224295A1 (en) 2016-12-06 2018-06-07 Audi Ag Method for operating a charging device, charging device and motor vehicle
DE102017201734B4 (en) 2017-02-03 2018-09-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Charger and method for reducing the unbalanced load of a two-phase charger
DE102018104604A1 (en) 2018-02-28 2019-08-29 Sma Solar Technology Ag Device for connecting a subnetwork to an AC voltage network and method for controlling an electrical power
DE102018205041A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Audi Ag Method for assigning a connection information and charging device
DE102018206506A1 (en) * 2018-04-26 2019-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and control unit for operating a charging system
DE102018214747A1 (en) 2018-08-30 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Device for a low-voltage circuit
DE102019123962A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Vaillant Gmbh Method for operating an electrical heater
WO2024068729A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-04 Watts A/S Phase load distribution system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD224963A1 (en) * 1984-03-06 1985-07-17 Akad Wissenschaften Ddr ARRANGEMENT FOR THE COMPENSATION OF UNSYMMETRIC LOADS IN MULTI-PHASE AC, IN PARTICULAR THREE-PHASE POWER SUPPLIES
US5281859A (en) * 1991-06-13 1994-01-25 Molex Incorporated Automatically switched power receptacle
US6018203A (en) * 1995-05-22 2000-01-25 Target Hi-Tech Electronics Ltd. Apparatus for and method of evenly distributing an electrical load across an n-phase power distribution network
WO2009040140A1 (en) 2007-09-21 2009-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Decentralized energy system and method for distributing energy in a decentralized energy system
DE102009014295A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Stadtwerke Mainz Ag System and method for charging electric vehicles
DE102009060364A1 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 Volkswagen AG, 38440 Device for e.g. supplying electrical energy of multi phase electric supply network in electrical load of electric vehicle, has voltage and/or phase difference between neutral line and ground is determined using measuring unit
WO2011141416A2 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Switching device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011008332A (en) * 2009-02-06 2011-09-06 Eandis Smart metering device with phase selector.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD224963A1 (en) * 1984-03-06 1985-07-17 Akad Wissenschaften Ddr ARRANGEMENT FOR THE COMPENSATION OF UNSYMMETRIC LOADS IN MULTI-PHASE AC, IN PARTICULAR THREE-PHASE POWER SUPPLIES
US5281859A (en) * 1991-06-13 1994-01-25 Molex Incorporated Automatically switched power receptacle
US6018203A (en) * 1995-05-22 2000-01-25 Target Hi-Tech Electronics Ltd. Apparatus for and method of evenly distributing an electrical load across an n-phase power distribution network
WO2009040140A1 (en) 2007-09-21 2009-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Decentralized energy system and method for distributing energy in a decentralized energy system
DE102009014295A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 Stadtwerke Mainz Ag System and method for charging electric vehicles
DE102009060364A1 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 Volkswagen AG, 38440 Device for e.g. supplying electrical energy of multi phase electric supply network in electrical load of electric vehicle, has voltage and/or phase difference between neutral line and ground is determined using measuring unit
WO2011141416A2 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Switching device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013096275A3 (en) * 2011-12-19 2013-08-15 General Electric Company System and method for controlling reactive power in a power conversion system
JP2016505237A (en) * 2013-02-04 2016-02-18 フォータム オーワイジェイ System and method for coupling a single phase power source to a multiphase power network
US10008951B2 (en) 2013-02-04 2018-06-26 Fortum Oyj System and method for coupling a monophase power source to a multiphase power network
CN106463964A (en) * 2014-04-17 2017-02-22 Abb瑞士股份有限公司 Energy storage for balancing phases in a microgrid
CN106849155A (en) * 2015-12-01 2017-06-13 Det 国际控股有限公司 For the controller of inverter
CN106849155B (en) * 2015-12-01 2022-02-11 泰达电子股份有限公司 Controller for inverter
EP3184352A1 (en) 2015-12-22 2017-06-28 Zaptec IP AS A system and method for dynamic phase-load distribution when charging electrical vehicles
EP4112365A1 (en) 2015-12-22 2023-01-04 Zaptec IP AS A system for dynamic phase-load distribution when charging electrical vehicles
EP3675308A1 (en) 2018-12-27 2020-07-01 Vito NV An active power curtailment management system
EP3920357A1 (en) 2020-06-05 2021-12-08 Vito NV System for managing power flow or energy in a nano- or microgrid
WO2021245264A1 (en) 2020-06-05 2021-12-09 Vito Nv System for managing power flow or energy in a nano- or microgrid

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011078047A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012175332A1 (en) Device for controlling the load of the phases of a three-phase energy network
EP2898582B1 (en) Method for black start of a power station comprising a plurality of inverters connectable to an ac electrical grid
EP1965483B1 (en) Circuit for connecting an energy generation unit to the power grid
Divan et al. Power electronics at the grid edge: The key to unlocking value from the smart grid
DE102017127311A1 (en) Apparatus and method for biasing a power transformer in a power converter system
DE102008024222A1 (en) Method for supplying of controlled power within power supply area of electric utility for frequency stabilization of electric transmission network, involves connecting uninterrupted power supply system and rectifier system with controller
WO2018172489A1 (en) Method for starting an energy generation network
EP2924839A1 (en) Single-phase emergency operation of a three-phase inverter and corresponding inverter
DE112013000137T5 (en) loader
EP2919352B1 (en) Method for operating an electric subscriber, an electrical measuring point in a subscriber network and an electrical subscriber and electric measuring point
WO2019144166A1 (en) Power supply facility
WO2013064377A2 (en) Supply unit and a power generation-and-consumption arrangement
EP3336998A1 (en) Emergency power system, converter for an emergency power system and method for operating an emergency power system
Enslin Integration of photovoltaic solar power-the quest towards dispatchability
WO2018108997A1 (en) Apparatus for coordinated reactive power production and control, and virtual reactive power plant based thereon
EP2761716A2 (en) Pv system having a safeguard against feeding into a public power distribution network
EP2026440A2 (en) Method and device for providing controlling power in the energy supply area of an energy supplier for stabilising the frequency of an electric network
WO2011131655A2 (en) Electricity generating system and method for operation of a system such as this
EP2697889A2 (en) Power distribution system and method for operation thereof
EP3900142A1 (en) Method for controlling an electrical installation having a plurality of electrical devices, control unit, and electrical installation having such a control unit
WO2015004034A2 (en) Electrical arrangement comprising a power inverter and intermediate device for the electrical arrangement
EP4360184A1 (en) Method for operating an energy supply system, device for exchanging electrical power in an energy supply system, and energy supply system
WO2015104177A2 (en) Method and inverter for feeding electrical energy to an ac network
WO2020069782A1 (en) Control of a local network sector for implementing a local energy community with a timetable
DE102013013427A1 (en) Method and arrangement for power distribution

Legal Events

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

Ref document number: 12725777

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12725777

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1