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1、(10)申请公布号 CN 102812608 A (43)申请公布日 2012.12.05 CN 102812608 A *CN102812608A* (21)申请号 201180013952.1 (22)申请日 2011.01.18 102010002914.9 2010.03.16 DE H02J 3/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (71)申请人 罗伯特博世有限公司 地址 德国斯图加特 (72)发明人 W. 弗里德 P. 达西尔瓦 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李少丹 李家麟 (54) 发明名称 用于电消耗和产生。
2、检测的方法和设备 (57) 摘要 本发明涉及用于在能量管理网络中电消耗和 产生检测的方法和设备， 所述能量管理网络具有 至少一个能量管理单元并且其中在配电装置中根 据购进价格和馈送偿付通过开关元件和能量计数 器形式的所分配的部件来连接多个电消耗器或消 耗器组和多个产生器， 所述开关元件和能量计数 器由能量管理单元影响或分析。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.09.14 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/050588 2011.01.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/113623 DE 2011.09.22 (51)Int.Cl.。
3、 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 7 页 1/2 页 2 1. 用于在能量管理网络 （1） 中优化负载和产生的至少一个能量管理单元形式的用于 能量管理的设备， 其中所述设备为了在至少一个电消耗器 （40） 或消耗器组和至少一个产生 器的配电装置 （10） 中的连接而具有开关元件 （16） 和能量计数器 （11） 形式的分配给所述至 少一个电消耗器 （40） 或消耗器组和至少一个产生器的部件， 所述开关元件和能量计数器可 以经由至能量管理单元的连接由该能量管理单元影响或分析， 。
4、其特征在于， 所述开关元件 （16） 以开关矩阵形式被布置并且从而可以根据由能量管理单元从不同的能量服务商接收 的相应的当前馈送或消耗费率而串联或并联地开关用于产生器和消耗器 （40） 或消耗器组 的能量计数器 （11） ， 其中以集成在开关矩阵中的方式给每个产生器和每个消耗器 （40） 或 每个消耗器组分配一个能量计数器 （11） 和一个或多个能量流向测量器 （14） 用于结算。 2. 根据权利要求 1 所述设备， 其特征在于， 对于每个消耗器 （40） m 或对于每个消耗器 组 m 并且对于每个产生器 n， 分别分配三个开关元件 （16） mA、 mB、 mC或 nD、 nE、 nF、 一。
5、个能量计 数器 （11） 和一个或两个能量流向测量器 （14） RmC、 RmA或 RnD、 RnF， 其中能量流向测量器 （14） 之一可以集成在能量计数器 （11） 之一中。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的设备， 其特征在于， 用于每个消耗器 （40） m 或用于每个 消耗器组 m 和每个产生器 n 的相应三个开关元件 （16） mA、 mB、 mC或 nD、 nE、 nF、 该能量计数器 （11） 和一个或两个能量流向测量器 （14） RmC、 RmA或 RnD、 RnF被组合在模块 （20） 中， 其中给 消耗器 （40） 或消耗器组和产生器分配两个不同的模块类型 1 和 2（。
6、21， 22） 。 4. 根据权利要求 1 至 3 之一所述的设备， 其特征在于， 用于相应的消耗器 （40） m 或相 应的消耗器组 m 并且用于相应的产生器 n 的模块类型 1（21） 和模块类型 2（22） 可彼此相 接并且具有用于连接在前面和连接在后面的模块 （20） 的端子 （25， 26） 。 5.根据前述权利要求1至4之一所述的设备， 其特征在于， 用于相应的消耗器 （40） m或 相应的消耗器组 m 和用于相应的产生器 n 的模块类型 1（21） 和模块类型 2（22） 具有在配 电装置 （10） 内共同的耦合点 1 和 2 的端子 （23， 24） 。 6. 根据前述权利要求。
7、 1 至 5 之一所述的设备， 其特征在于， 能量计数器 （11） 、 能量流向 测量器 （14） 以及开关元件 （16） 被实施为电子部件并且用于操纵开关元件 （16） 的分析和开 关算法作为软件在能量管理单元中实现。 7. 用于在能量管理网 （1） 中电消耗和产生检测的方法， 所述能量管理网络具有至少一 个能量管理单元并且其中在配电装置 （10） 中借助于开关元件 （16） 和能量计数器 （11） 形式 的所分配的部件来连接多个电消耗器 （40） 或消耗器组和多个产生器， 所述开关元件和能量 计数器由能量管理单元影响或分析， 其特征在于， 借助于开关算法从当前最高购进价格开 始指示消耗器 。
8、（40） 或消耗器组并且从最低馈送偿付开始指示产生器并且借助于开关元件 （16） 这样耦合产生器和消耗器 （40） 或消耗器组， 使得具有高购进价格的消耗器 （40） 或消 耗器组与具有低馈送偿付的产生器的耦合的数量最大化。 8. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于， 在询问 （109、 110、 111、 112、 113、 114） 中确 定 ： 根据各个消耗器 （40） 或消耗器组以及产生器的当前消耗价格和馈送偿付和 / 或根据能 量流向， 是否将其他消耗器或产生器连接用于与之耦合， 或者从耦合分开。 9.根据权利要求7或8所述的方法， 其特征在于， 在用于产生器的相应的馈送偿付。
9、改变 时和 / 或在用于消耗器 （40） 或消耗器组的相应的消耗价格改变时对于消耗器 （40） 或消耗 器组和产生器执行重新的指示并且相应地更新耦合和其数量。 权 利 要 求 书 CN 102812608 A 2 2/2 页 3 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其特征在于， 在费率改变时， 其中最低的馈送偿付 最高消耗价格， 禁止自消耗并且直接将由该或这些产生器产生的能量馈送到网络 （30） 中。 11.根据权利要求7至10之一所述的方法， 其特征在于， 在减少所耦合的产生器和消耗 器 （40） 的数量之后， 在确定的时间中禁止数量的重新提高。 12.根据权利要求7至11之一所述的方法。
10、， 其特征在于， 该或这些当前所确定的馈送或 消耗价格被传送给可控的产生器或消耗器 （40） 。 13.根据权利要求7至12之一所述的方法， 其特征在于， 在每个开关过程时首先执行所 有闭合过程并且然后执行所有打开过程。 权 利 要 求 书 CN 102812608 A 3 1/8 页 4 用于电消耗和产生检测的方法和设备 技术领域 0001 本发明涉及一种用于在能量管理网中电消耗和产生检测的方法， 所述能量管理网 络具有至少一个能量管理单元并且其中在配电装置中借助于开关元件和能量计数器形式 的所分配的部件来连接多个电消耗器或消耗器组和多个产生器， 所述开关元件和能量计数 器由能量管理单元影响。
11、或分析。 0002 本发明此外还涉及用于在能量管理网络中优化负载和产生的至少一个能量管理 单元形式的能量管理， 其中所述设备为了在至少一个电消耗器或消耗器组和至少一个产生 器的配电装置中的连接而具有开关元件和能量计数器形式的给所述至少一个电消耗器或 消耗器组和至少一个产生器所分配的部件， 所述开关元件和能量计数器可以经由至能量管 理单元的连接由该能量管理单元影响或分析。 背景技术 0003 当前在大多情况下家用电器的电消耗利用机械交变电流计数器或者交流电计数 器按照感应原理来测量。 所述机械交变电流计数器或者交流电计数器确定在时间上积分的 功率 （= 能量） 。在特殊形式下， 它们可以利用多个。
12、计数值分开地对白天 / 夜间消耗或者馈 送 / 消耗进行计数。并行地已经存在电子计数器， 其通过电流和电压值的乘积的积分来确 定所传输的功率和从而确定能量。 0004 具有用于能量消耗优化的相应软件的能量管理系统在此期间对于适合居住的和 工商业的建筑是已知的。但是， 所有在市场的解决方案仅以巨大的安装耗费投入使用。此 外， 这种系统仅可以受限制地被使用。 0005 这种解决方案例如基于能量管理软件， 所述能量管理软件与所安装的建筑管理服 务系统 （GLT） 连接。存在的软件解决方案利用存在的传感器有限地能够检测建筑服务系 统的能量实际 （IST） 状态， 其与该 GLT 连接。但是不存在根据预。
13、先给定的额定 （SOLL） 参数 的自动控制。在市场上所供应的能量管理设备中， 必须与能量管理系统分离地对负载和产 生器布线， 在所述能量管理设备中例如公司 ENNOVATIS 的能量管理设备已经达到高创新水 平。此外， 定位信息必须耗费地被编程。此外仅可以检测和再现实际状态。 0006 因此例如 DE 10 2004 055088 A1 描述了一种用于检测和存储对于不动产的消耗 确定和分析所需要的诸如内部温度和外部温度等的测量数据以及用于控制不动产的消耗 的系统， 具有数据记录器、 具有数据分析器、 具有至少一个对于测量数据检测所需要的输入 端、 具有至少一个控制输出端和具有至少一个用于读出。
14、数据的接口。 在此规定， 所有组件布 置在唯一的、 紧凑的电路板上。相应的方法在此规定， 在借助于编程单元 （PC） 对系统首次 编程之后， 该系统基于其组件独立地工作。 0007 申请人的还没有公开的具有内部文件号 R.328907 的申请描述了一种用于执行用 于在能量管理网络中优化负载和产生的能量管理的方法的方法和设备， 所述能量管理网络 具有至少一个能量管理单元， 其中将能量消耗器或能量产生器的实际状态经由所组合的能 量供应 / 通信线路传输给能量管理单元并且从而执行能量管理单元的独立配置， 其中至少 说 明 书 CN 102812608 A 4 2/8 页 5 一个额定参数在能量管理单。
15、元处被调整。 0008 如果使用例如用于家用电器电流、 热泵电流、 电动车辆电流、 光伏馈送 （PV 馈送） 、 力热耦合馈送 （KWK 馈送） 的多个不同的电流费率， 则当前在家庭中实现与多个馈送和消耗 计数器的连接。在研究项目中， 开发所谓的 “智能表 （Smart Meter） ” ， 其除了检测所传输的 电能之外也根据能量价格向消耗器再现开关信息。但是这些基于， 家庭是仅一个电流供应 商的客户。DE 20218473 U1（对应于 EP 1 339 153 A3） 描述了一种用于将具有电能的至 少一个消耗器和 / 或产生器的建筑等连接到电低压网络的这种装置， 所述电低压网络具有 至少各。
16、一个分配给消耗器或产生器的以开关和 / 或测量元件为形式的部件和信息处理单 元， 所述信息处理单元能够实现在外部电力网控制中心与消耗器或产生器和 / 或部件之间 的双向通信。 发明内容 0009 因此本发明的任务是提供一种方法， 所述方法能够将电服务或电能对于不同消耗 器和必要时白天时间从不同供应商以独立的费率购进， 甚至将所产生的电能从不同的产生 器和必要时在不同的白天时间以独立的费率发给不同的供应商并且在此必要时甚至就此 而言有意义地甚至尽可能经济地消耗所产生的电能。 0010 此外， 本发明的任务是提供一种与该方法的执行对应的设备。 0011 涉及所述设备的任务通过以下方式来解决 ： 布。
17、置以开关矩阵形式的开关元件并且 从而可以根据由能量管理单元从不同的能量服务商接收的相应的当前馈送或消耗费率而 串联或并联地开关用于产生器和消耗器或消耗器组的能量计数器， 其中以集成在开关矩阵 中的方式给每个产生器和每个消耗器或每个消耗器组分配一个能量计数器和一个或多个 能量流向测量器用于结算。 0012 涉及所述方法的任务通过以下方式来解决 ： 借助于开关算法从当前最高购进价格 开始指示消耗器或消耗器组并且从最低馈送偿付开始指示产生器并且借助于开关元件这 样耦合产生器和消耗器或消耗器组， 使得具有高购进价格的消耗器或消耗器组与具有低馈 送偿付的产生器的耦合的数量最大化， 使得可以直接由产生器对。
18、尽可能多的消耗器或消耗 器组进行供应。 0013 利用所述方法和所述设备， 尤其是可以提供用于居住和商业建筑的高效能量管理 系统， 其中实现对便宜地产生的电能的最佳充分利用以便覆盖具有高成本的消耗， 其中可 以考虑不同服务商的当前的馈送和消耗费率。 该能量管理尤其是对能量消耗和能量提供的 计数和均衡。这尤其是在将来的能量方案方面对于私有的、 开放的或者还有工商业的建筑 或者装置是重要的， 其中将来除了从电网的纯能量购进之外也高效地利用自己的产生器例 如光伏馈送 （PV 馈送） 、 力热耦合馈送 （KWK 馈送） 。在消耗器侧， 例如可以列举家用电器 （洗 衣机、 洗碗机、 灶台等） 、 热泵、。
19、 电动加热装置或将来更确切地还有用于电动车辆或所谓的 PHEV（plug in hybrid electric vehicle（插入式混合电动车） ） 的充电站。对此还有存 储器方案， 例如光伏中间存储器、 电池存储器或者电池充电站。 0014 如当今已经常见的那样， 产生器、 消耗器和存储器以不同的价格购进或者馈送其 能量， 其中价格差异在产生器侧例如由于为了促进减少 CO2排出物例如在根据 EEG（可更新 能量定律） 或者 KWKG（力热耦合定律） 的征税方法中、 由于用于在确定的时间的馈送或者中 说 明 书 CN 102812608 A 5 3/8 页 6 央可控的馈送的不同的利息支付或。
20、者由于政府或网络运营商的其他市场激励而得出。 在消 耗器侧， 差异由于对于能量供应器 （例如对于加热电流、 热泵电流或者 PHEV 电流） 的收入增 长的可能性、 由于在确定的时间的消耗或者中央可控的消耗 （例如用于运行热泵的确定的 禁止用电时间表 （Sperrzeiten） ） 的利润调节以及由于政府或网络运营商的市场激励而得 出。 对于两侧， 在不同的提供商处的购进或馈送可能导致时间上变换的费率， 所述费率可以 在根据本发明的方案情况下被考虑。 0015 在一种优选的实施方式中， 对于每个消耗器或对于每个消耗器组并且对于每个产 生器， 分别分配三个开关元件 mA、 mB、 mC或 nD、 。
21、nE、 nF、 一个能量计数器和一个或两个能量流向 测量器 RmC、 RmA或 RnD、 RnF， 其中能量流向测量器之一可以集成在能量计数器之一中。这可 以类似于多开关布置地实现开关矩阵， 利用所述开关矩阵可以将单独地分配给产生器和消 耗器的能量计数器为了电流的自利用而被串联并且为了直接馈送到网络中和从网络中直 接购进 （Bezug） 电流而被并联。此外， 电流方向的测量导致 ： 每个消耗器和每个产生器仅以 也分配给其的能量计数器来结算能量。 0016 有利的实施变型方案规定， 用于每个消耗器或用于每个消耗器组和每个产生器的 分别三个开关元件 mA、 mB、 mC或 nD、 nE、 nF、 。
22、该能量计数器和所述一个或两个能量流向测量器 RmC、 RmA或 RnD、 RnF被组合在模块中， 其中给消耗器或消耗器组和产生器分配两个不同的模 块类型1和2。 鉴于简单的和也成本低的安装， 可以利用该模块化方案实现具有不同数量的 消耗器或消耗器组和产生器的不同的配电系统。用附加的消耗器和 / 或产生器来稍后扩展 设备因此也是可能的。 0017 鉴于在配电方面的简化的安装， 有利的是， 用于相应的消耗器或相应的消耗器组 并且用于相应的产生器的模块类型1和2可彼此相接并且具有用于连接在前面和连接在后 面的模块的端子。 0018 可替代地， 用于相应的消耗器或相应的消耗器组和用于相应的产生器的模块。
23、类型 1 和 2 可以具有在配电装置内共同的耦合点 1 和 2 的端子， 这同样简化在配电装置中的安 装。 模块的替换在上述情况下在功能上是对应的， 但是其中应该考虑在被替换时， 计数箭头 改变。 0019 在一种特别优选的实施变型方案中规定， 能量计数器、 能量流向测量器以及开关 元件被实施为电子部件并且用于操纵开关元件的分析和开关算法作为软件在能量管理单 元中实现。 在此， 开关元件不仅可以被构造为半导体开关或者也可以被构造为电磁接触器。 在被构造为中央计算机的能量管理单元内可以分析、 中间存储和为了操纵开关元件而处理 不同的馈送或消耗费率， 其中馈送或消耗费率可以经由如在开头所述的现有技。
24、术中所述的 相应的信息通道来提供。 0020 一种优选的方法变型方案规定， 在询问中确定， 根据各个消耗器或消耗器组以及 产生器的当前消耗价格和馈送偿付和 / 或根据能量流向， 接入其他消耗器或产生器用于与 之耦合是否是经济的， 或者是否由于以太低的费率计数而必须将消耗器或产生器从耦合分 离。 0021 此外， 鉴于便宜地产生的能量的最佳充分利用或鉴于避免在购进时交规的能量可 以规定， 在用于产生器的相应的馈送偿付改变时和 / 或在用于消耗器或消耗器组的相应的 消耗价格改变时对于消耗器或消耗器组和产生器执行重新的指示并且相应地更新耦合和 说 明 书 CN 102812608 A 6 4/8 页。
25、 7 其数量。 如果所有馈送和购进价格的列表中的顺序改变， 则存在相关的价格改变， 其中在列 表中录入具有正符号的所有价格。在此可以预先给定询问的时刻。 0022 尤其是当自消耗不再有意义时， 存在相关的价格改变。 因此可以规定， 在费率改变 时 （其中最低的馈送偿付最高消耗价格） ， 禁止自消耗并且直接将由该或这些产生器产生 的能量馈送到网络中。 0023 为避免太大数目的开关过程， 在一种方法变型方案中可以规定， 在减少所耦合的 产生器和消耗器的数量之后， 在确定的时间中禁止数量的重新提高。 因此也可以确保， 不以 错误的消耗费率、 也即太低的费率消耗或者以错误的馈送费率、 也即在该情况下。
26、太高的费 率馈送。 如果消耗器或产生器非耦合地被运行， 则虽然将其耦合到分配装置上是更经济的， 于是避免自利用， 但是每个消耗器正确地结算。通过以下方式对于用户产生 “损失” ， 即电 流花少量的钱被卖出并且花过多的钱被买回。但是没有什么经由错误的计数器被结算。因 此， 该状态是非关键的。但是如果产生器或消耗器很多地耦合， 则可能发生， 例如家用电流 消耗器被供应热泵电流， 这违反热泵电流协议。因此该状态应该被避免。 0024 在一种方法变型方案中可以规定， 一个或多个当前所确定的馈送或消耗价格、 也 即正在有效地计数的计数器的偿付或价格被传送给可控的产生器或消耗器， 所述可控的产 生器或消耗。
27、器于是可以相应地进行反应。在此， 例如可以适配消耗器的耗用功率或产生器 功率， 具有以下目的 ： 避免耦合的转换。 因此， 该信息也可以用于， 事先警告具有高功率耗用 的消耗器， 当前消耗费率提高有待处理， 并且消耗器相应地减小功率耗用或者消耗器完全 关断功率耗用， 这例如在存储器 （例如电存储器加热、 充电站等） 运行时可以是特别成本有 效的。 0025 为了避免至网络的连接中断， 在每个开关过程时必须首先执行所有闭合过程并且 然后执行所有打开过程。在闭合和打开之间的时间必须如此测定， 使得在其他开关元件被 打开之前， 应该闭合的开关元件可靠地闭合。 由此也最小化开关元件的负荷， 因为所述开。
28、关 元件从来不必在负载下开关。 附图说明 0026 下面根据在图中所示的实施例更详细地阐述本发明。其中 ： 图 1 示出按照现有技术的用于产生器和消耗器的配电装置， 图 2 示出在根据本发明的扩展方案中用于一个产生器和两个消耗器的灵活配电装置， 图 3 示出在图 2 中所示的装置的不同应用情况的值表， 图 4 示出按照消耗器的模块类型 1 的模块的示意性结构， 图 5 示出按照产生器的模块类型 2 的模块的示意性结构， 图 6 示出在模块化结构中配电装置的示意图， 和 图 7 示出方法算法的流程图。 具体实施方式 0027 图 1 示意性地示出根据现有技术的能量管理网络 1 的配电装置 10。。
29、 0028 配电装置 10 在输入侧经由主开关 15 或主存储装置与用于低压 （230V 交变电流或 者 400V 交流电） 的网络 30 连接。在输出侧， 以家用消耗器 41 或消耗器组 （例如插座、 房间 说 明 书 CN 102812608 A 7 5/8 页 8 照明） 形式的不同的消耗器 40 经由能量计数器 （1 相交变电流计数器或 3 相交流电计数器） 以及经由线路保护开关 12 （熔断器或微型自动开关） 根据消耗器或电路的数量与网络 30 连 接。此外， 在所示的例子中， 热泵 42 以及用于电动车辆 71 或用于电动车辆 71 的电池 72 的 充电站 70 作为消耗器 40。
30、 单独地经由两个其他能量计数器 11 和线路保护开关 12 连接在网 络上。 0029 附加地， 作为产生器示意性地示出了光伏设备 60， 所述光伏设备将所产生的电能 经由逆变器 61 和分离点 62 同样馈送到配电装置 10 中， 其中为了对能量进行计数而设置单 独的能量计数器 11 并且在至网络 30 的流向 A 上设置电流方向 13。此外， 示出了力热耦合 50， 其将所产生的电能经由逆变器 51 和自己的产生计数器 52 馈送到配电装置 10 中。这里 这样进行馈送， 使得在流向 B 中实现电流方向 13 并且从而可以实现该能量的直接自消耗。 为了防护这里同样设置线路保护开关 12。 。
31、0030 为了确定产生器和消耗器 40 的逻辑连接点， 需要知道， 所馈送的电流的偿付是否 高于或低于所消耗的电流的价格。在所示的例子中， 将光伏设备 60 的电流直接馈送到网络 30 中是有意义的， 因为在此情况下支付高偿付费率 （电流流动 A） 。而在该例子中， 给力热耦 合50仅偿付比较低的馈送费率， 使得通过消耗器40、 尤其是家用消耗器41的直接消耗是经 济的。如果当前不消耗电流， 则该电流可以经由另一能量计数器 11 同样被馈送到网络 30 中， 其中所述另一能量计数器与用于消耗器40的能量计数器11串联， 但是仅允许与该用于 消耗器 40 的能量计数器相反设置的计数方向。 003。
32、1 在图1中所示的装置是刚性方案， 其鉴于在产生器或消耗器40情况下的改变的配 置或者也在费率适配时必须费事地被新配置或者在硬件侧必须被新安装。 0032 用于能量管理网络 1 的根据本发明的配电装置 10 的下一简化的模型在图 2 中示 出。 0033 在所示的例子中， 仅示出光伏设备 60 形式的产生设备以及家用消耗器 41 和热泵 42 形式的的两个消耗器 40。配电装置 10 经由主保险装置形式的主开关 15 与用于低压的 网络30连接。 设备基本上由具有确定的计数方向的具有回程闭锁的电子电流计数器11、 用 于不同的产生器或消耗器电路的微型自动开关形式的线路保护开关 12、 各种的机。
33、械的或者 作为半导体接触器构造的开关元件 16 以及由能量流向测量器 14 组成， 所述开关元件的开 关位置可以由在该视图中未示出的能量管理单元影响。 0034 对于两个消耗器 40 设置两个同样构建的模块 20， 所述模块分别具有三个开关元 件 16 1A、 1B、 1C或 2A、 2B、 2C、 一个能量计数器 11 以及两个能量流向测量器 14 R1C、 R1A或 R2C、 R2A。在此可以规定， 能量流向测量器 14 （R1A或 R2A） 之一可以分别集成在相应的能量计数 器 11 中， 因为电子计数器可以自动地一起确定流向。对于产生器， 在该简化的例子中首先 设置仅一个开关元件 16。
34、（编号 3） 和一个能量计数器 11。 0035 在接着描述的应用情况下指出， 当基于用于光伏设备 60 和家用消耗器 41 和热泵 42的不同的馈送和消耗费率时， 开关元件16具有哪种状态。 图3在相应的表中示出不同开 关元件的开关状态。 0036 情况 1 ： 在图 2 中所示的情况下， 用于光伏设备 60 的馈送偿付高于用于家用消耗器 41 和热泵 42 的消耗费率， 使得全部 PV 电流被卖给网络 30 并且所消耗的电流从网络 30 购进。开关元 说 明 书 CN 102812608 A 8 6/8 页 9 件 16 1A、 2A和 3 是闭合的。这也对应于在图 1 中所示的情形。 0。
35、037 情况 2 ： 如果现在由于在时间上改变的费率， 用于光伏设备 60 的馈送偿付下降到家用电流 的价格之下， 则经济上有意义的是， 用来自光伏设备 60 的电流覆盖用于家用消耗器 41 的 家用电流。为此， 用于光伏设备 60 和用于家用消耗器 41 的能量计数器 11 必须串联， 使 得来自光伏设备 60 的多余的电流和附加地需要的家用电流根据功率之比正确地被记账 （verbuchen） 。因此在该情况下相对于情况 1 而言 ， 开关元件 16 2B和 2C是闭合的以及 2A 和 3 是打开的。 0038 情况 3 ： 如果用于光伏设备60的馈送偿付继续下降， 使得也还不超过用于热泵4。
36、2的消耗费率， 则有意义的是， 光伏设备 60 除了家用消耗器 41 之外也还给热泵 42 供应电流， 但是其中应 该首要地给家用消耗器 41 供应光伏电流。因此， 在该情况下开关状态保持与对于情况 2 那 样 （参见图 3） 。在该情况下仅仅规定， 监控利用能量流向测量器 14 R2A的方向测量。只要 电流被购进， 则家用消耗器 41 的消耗就高于光伏设备 60 的产生， 使得必须从网络 30 对热 泵 42 进行供应。这根据以下被识别 ： 利用能量流向测量器 14 R2A的方向测量确定在家用 消耗器 41 的方向上的功率流动。 0039 情况 4 ： 在该情况下， 光伏设备 60 的产生器。
37、功率大于家用消耗器 41 的消耗。这里通过闭合开 关元件 16 1C和 2C使两个消耗器并联。通过闭合开关元件 16 1B负责 ： 附加地从网络 30 购 进的电流作为热泵电流被计数。超过家用消耗器 41 和热泵 42 的消耗的多余的 PV 电流此 外经由用于光伏设备 60 的能量计数器 11 被检测。 0040 在家用消耗器 41 的产生功率下降或者消耗升高时， 在此情况下必须监控 ： 作为热 泵电流由用于热泵 42 的能量计数器 11 计数了的电流不用于经由开关元件 16 1C和 2C对家 用消耗器 41 进行供应。这通过在能量流向测量器 14 R1C中的流向翻转来识别。这里如果 电流远离。
38、用于热泵 42 的能量计数器 11 流动， 则必须切换回上述情况 3。 0041 类似于情况2、 3和4， 也可以设计用于高于家用费率的热泵费率的情况。 为此开关 元件 16 1A、 1B、 1C分别可以通过开关元件 16 2A、 2B、 2C代替并且相应地替换能量流向测量器 14。当网络运营商不希望热泵 42 运行时， 该情况例如可以在白天出现。 0042 图 4 示出模块 20， 其被设计为用于消耗器 40（家用消耗器 41、 热泵 42 等） 的模块 类型 1 21， 所述消耗器经由线路保护开关 12（微型自动开关） 连接到模块 20 上。在输入 侧， 模块 20 连接在用于网络 30（。
39、这里未示出） 的汇流线上。除了在图 2 中已经示出的开关 元件16、 能量计数器11和能量流向测量器14之外， 模块类型1 21的这里所示的模块20具 有用于相同类型的连接在前面和连接在后面的模块 20 的端子 25、 26， 使得这些模块可彼此 相接。端子 25 和 26 可以被实施为一相的或三相的。 0043 图 5 示出可通用的模块 20， 其被设计为用于产生器 50、 60 的模块类型 2 22， 所述 产生器经由线路保护开关 12（微型自动开关） 连接到模块 20 上。在输入侧， 模块 20 连接 在用于网络 30（这里未示出） 的汇流线上。三个开关元件 16 1D、 1E、 1F以。
40、及一个能量计数器 11 和两个能量流向测量器 14 R1D、 R1F集成在该模块 20 中。如果所述类型的多个模块 20 并联并且各个产生器彼此独立地被连接用于自供应或者网络馈送， 则相对于在图 2 中所示 说 明 书 CN 102812608 A 9 7/8 页 10 的开关元件 16 3（对应于在图 5 中的开关元件 16 1D） 附加的开关元件 16 1E、 1F可以被使 用。模块类型 2 22 在该方面以这里所示的形式具有图 1 中的配电装置 10 内的共同的耦合 点 （例如以一相或三相汇流排的形式） 的端子 23、 24。 0044 在图6中是具有两个产生器50、 60和三个消耗器4。
41、0的能量管理网络1的配电装置 10， 其中附加于在图 2 中所示的配电装置 10， 示例性地添加作为附加的消耗器 40 的用于电 动车辆 70 的充电站和作为附加的产生器的力热耦合 50。如在图 4 中示例性地对于模块类 型 1 21 所示的那样， 用于不同的消耗器 40、 41、 42、 70 的模块类型 1 21 的模块和用于不同 的产生器 50、 60 的模块类型 2 22 的模块配备有用于前置的和后置的模块的端子 25 或 26。 在分别最外部的模块情况下， 端子 26 保持打开用于稍后扩展。所有模块 21、 22 经由汇流排 和主开关15与网络30连接。 产生器和消耗器40经由线路保。
42、护开关12与模块21、 22连接。 用于馈送器 （模块类型 2 22） 和消耗器 （模块类型 1 21） 的模块也可以混合地被安装。 0045 就此而言已经提及， 如果在多相网络的情况下在一相上进行馈送宾格在另一相上 进行消耗， 则也存在自消耗。 因此， 在使用于例如在德国常见的三相用户引入线时所有的可 以被实施为三相。在一相用户引入线的情况下相应地仅需要一相实施。 0046 在模块20、 21、 22内的能量计数器11、 能量流向测量器14以及开关元件16优选地 被实施为电子部件。用于操纵开关元件 16 的分析以及开关算法作为软件在能量管理单元 中来实现。在另一实施形式中， 可以完全借助于软。
43、件进行均衡。至消耗器 40、 41、 42、 70 和 产生器 50、 60 的各个出口于是分别具有自己的物理能量计数器 11， 其将相应的当前功率转 交给中央计算机。开关设立和功率方向测量以及用于结算的计数机构于是在软件中实现。 0047 为此要应用的开关算法示例性地在图 7 中作为流程图 100 示出。 0048 在开始101时， 在功能块I 102中首先使所有消耗器和产生器退耦， 其中所有开关 元件 16 mA和 nD是闭合的并且开关元件 16 mB、 mC或 nE、 nF是打开的， 其中 m 代表用于消耗 器 40 的模块类型 1 21 的第 m 个模块并且 n 代表用于产生器的模块类。
44、型 2 22 的第 n 个模 块。在功能块 II 103 中进行分类， 其中消耗器 40 或消耗器组件从当前最高购进价格开始 被指示并且产生器从最低馈送偿付开始被指示。在询问 I 104 中确定， 最低偿付是否小于 最高购进价格。如果情况并非如此， 则在询问 II 105 中确定， 是否存在价格改变。如果情 况如此， 则流程分支到功能块 I 102， 以便进行重新的指示。 0049 如果作为询问 I 104 的结果是最低偿付大于或等于最高购进价格， 则在功能块 III 106 中设置变量 v 和 e 分别等于 1 并且根据接着的功能块 IV 107 相应地设置模块 20 的开关元件 16（参见。
45、功能块 IV 107 的内容， 图 7） ， 其中 v 说明消耗器或消耗器组的数量并 且 e 说明产生器的数量， 其分别与耦合点连接。剩余的产生器和消耗器或消耗器组分开地 在网络处被运行。 0050 在接着的询问 IV、 V、 VI、 VII、 VIII、 IX 109、 110、 111、 112、 113、 114 中确定， 根据各 个消耗器 40 或消耗器组以及产生器的当前消耗价格和馈送偿付， 将其他消耗器或产生器 接入用于与之耦合 （提高 v 或 e） 或者从耦合分开 （减小 v 或 e） 是否是经济的， 其中消耗器 的接入在计数器 I 115 中进行， 产生器的接入在计数器 II 1。
46、16 中进行。 0051 对每个相关的价格改变时跳回的替代方案是下面的询问 （与询问 VIII 113 并且 与计数器 I 115 并行或者与询问 IX 114 并且与计数器 II 116 并行） ： - 消耗器费率低于馈送？如果是， 则在计数器 III 117 中减小 v。 说 明 书 CN 102812608 A 10 8/8 页 11 - 消耗器费率高于馈送？如果是， 则在计数器 IV 118 中减小 e。 0052 总之， 利用该算法和借助于开关元件16这样耦合产生器和消耗器40或消耗器组， 使得使具有高购进价格的尽可能多的消耗器 40 或消耗器组与具有低馈送偿付的产生器连 接。 00。
47、53 开关算法的该次序经由路径A 119以询问III 108结束， 其中检查， 在此期间是否 存在相关的价格改变。如果情况如此， 则流程分支到功能块 I 102， 以便进行重新的指示。 如果情况并非如此， 则流程分支到功能块 IV 107。从而在用于产生器的相应的馈送偿付改 变时和 / 或在用于消耗器 40 或消耗器组的相应的消耗价格改变时， 执行用于消耗器 40 或 消耗器组和产生器的重新的指示并且相应地更新耦合和其数量。 0054 此外规定， 在费率改变时 （其中最低的馈送偿付最高的消耗价格） ， 禁止自消耗 并且直接将由一个或多个产生器产生的能量馈送到网络 30 中 （参见询问 104）。
48、 。 0055 在最后的步骤之后， 多个算法变型方案是可能的， 其对结果不具有影响。 因此例如 可以规定， 在一个方法变型方案中开关算法经由路径 B 120 结束。 0056 利用前述方法和用于执行该方法的相应设备可以实现对便宜地产生的能量的最 佳充分利用以便覆盖具有高成本的消耗， 其中可以考虑不同的服务商的当前的馈送和消耗 费率， 这支持在建筑等中的用于低压网络的将来的智能能量管理系统。 说 明 书 CN 102812608 A 11 1/7 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 12 2/7 页 13 图 2 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 13 3/7 页 14 图 3 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 14 4/7 页 15 图 4 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 15 5/7 页 16 图 5 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 16 6/7 页 17 图 6 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 17 7/7 页 18 图 7 说 明 书 附 图 CN 102812608 A 18 。