CN103081271A - 切换至家用设备更为有利的消费费率的方法和与之相适的家用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种凭借至少两个电力供电网（N1，N2）中任选其一来驱动至少一个家用设备（H1）的方法，其中与每个供电网相关有涉及消费费率的信息（IT，EiT），其中至少第一供电网（N1）是具有利用当前存在的费率信息（IT）的智能电流计量仪的公共能量供给方的公共供电网，而至少第二供电网（N2）是与所述至少一个家用设备（H）在其内被驱动的建筑物相关的分散式供电网，其中所述至少一个分散式供电网（N2）能够以馈入费率（EiT）而将能量馈入到所述至少一个公共供电网（N1）中，并且其中还规定：通过比较所述信息（IT，EiT）来对为所述至少一个家用设备（H1）的能量供给而考虑的供电网进行选择，以及选择相对于其他电网（N2，N1）而言拥有持续较低的消费费率的电网（N1，N2）来供给能量。此外，本发明涉及一种具有至公共供电网和分散式供电网的电能量连接端子的家用设备，其中设置有开关设备。

Description

切换至家用设备更为有利的消费费率的方法和与之相适的家用设备

技术领域

本发明涉及一种凭借至少两个电力供电网中任选其一来驱动至少一个家用设备的方法，其中与每个供电网相关有涉及消费费率的信息，其中所述至少一个第一供电网是具有智能电流计量仪（Stromzählung）的公共能量供给方的公共供电网，而至少第二供电网是与建筑物相关的分散式供电网，在建筑物内所述至少一个家用设备运行，其中所述至少一个分散式供电网能够以一馈入费率而将能量馈入至少一个公共供电网。

此外，本发明涉及一种具有至公共供电网和分散式供电网的电能量连接端子的家用设备，其中设置有开关设备，该开关设备能够实现凭借所述的供电网中任选其一来驱动。

背景技术

与本发明的背景相关的是，越来越多的居住建筑物或住宅配备有自己的、即分散的能量产生设备并且因此也产生电能量。这例如可以是光伏设备或沼气发电设备，带有利用驱动发电机的内燃机。在后述设备的情况下通常也使用内燃机的废热来为住宅供暖。于是通常利用表述“热-力-耦合”。

对于这样的（分散式）设备的运营方或使用者而言，由于法律上规定的馈入报酬更为经济的是，将利用专用设备产生的电能量馈入到公共供电网中并且并不自己在所占有的住宅中消耗。其前提条件为：目前按能量单位（如kWh）的报酬对于馈入公共供电网而言高于从公共能量电网公共获得相同能量单位（如kWh）的费用。

然而，该情况将来会改变。出发点是降低的馈入报酬。对于前面所描述类型的各自的能量产生设备的运营方而言更为经济的是，使用利用这样的设备产生的电能量本身并且并不将能量或电流馈入公共网络。

具有相关的公共供电网的公共能量供给方从2011年开始有义务提供好与白昼有关的或负载变化的电流费率或所获取的电能量的费率。单位能量（如kWh）的价格于是不仅在当前的价格（在德国，目前平均为0.21欧元 / kWh）之上并且与目前的情况相比与众多因素有关地更大地改变。

对于上面所描述的分散设备的运营方或使用者而言，在所反映的这种情况下于是难以决定其是否要将其产生的电能量馈入公共电网中或当其打算驱动至少一个家用设备时其是否要从公共电网获取电能量。

与根据DE 10 2008 062 349 A1的现有技术相关的是，家用设备如洗衣机、干衣机或洗碗机（其在考虑消费测量所基于的不同费率的情况下连接到明显符合新法律条件的公共供电网上）通过分析经由公共供电网提供的费率信息在根据费率信息存在低电流采购成本的时刻被驱动。由此，在存在除了公共供电网之外的其他具有分散式能量产生设备的电网的情况下尚未考虑该问题。

发明内容

因此，本发明的技术问题是：提出一种方法，其在存在至少两个电力供电网时自动实现如何可以对至少一个家用设备进行合适的能量供给。

此外，本发明的另一技术问题在于：提出如何构建至少一个家用设备，以便在存在至少一个电力供电网时对至少一个家用设备自动进行电能量供给。

该技术问题针对开头所述的方法而言通过如下方式来解决：通过将关于公共供电网的信息相对于馈入报酬进行比较来进行考虑用于为至少一个家用设备供给能量的供电网的选择，以及选择用于供给能量的电网，其相对于其他电网拥有持续较低的消费费率。

由此，高程度地保证了家庭的至少一个家用设备可以在消耗上有利地被驱动。

根据该方法的一个改进方案，证明为有利的是，关于费率（如公共供电网以及馈入费率）的信息被分析，以及当信息的比较超过一定的积分时段而显示电网之一具有关于相对于另一电网更为有利的费率的信息，则进行从一个电网到另外的电网的切换。

根据本发明的家用设备的结构设计为，该家用设备拥有开关设备，该开关设备具有：

- 分别至公共供电网和分散式供电网的电连接，

- 切换器，其在第一开关状态a中实现与公共供电网的连接而在第二开关状态b中实现与分散式供电网的连接，以及

- 电子控制装置，其具有功率开关级，只要与分散式供电网的所发出的能量至公共供电网的馈入费率相比对公共供电网的费率信息的分析得到公共供电网的费率在分散式供电网的所发出的能量至公共供电网的馈入费率之上，则该功率开关级用于操作电磁线性驱动装置（20）来将切换器从第一开关状态a切换到第二开关状态b。

所描述的开关设备可以作为附加设备或作为独立构建的开关设备附加于至少一个传统的家用设备。于是，传统家用设备的原始设备连接端子连接到开关设备的输出端上。如果开关设备集成到新设计的家用设备中，则在家用设备的壳体中进行从开关设备到家用设备的原始能量连接端子的直接连接。在两种情况下，高程度地保证了家用设备可以极其消费有利地被驱动，尤其使用者不需关心相应合适的供电网的选择。

在本发明的范围中也存在，经济单元如家庭的多个家用设备来驱动独立构建在家用设备上的开关设备。此外，在本发明的范围中也不仅仅通过经由能量计量器的接口获得的费率信息驱动开关设备，而且也可以分析通过互联网利用关联的设备如路由器、网关等传输的相应信息。

根据本发明的家用设备的其他优点由从属于针对家用设备的独立权利要求的权利要求的主题中得到。

附图说明

在后续附图中参照实施例示意性地更为详细地描述了本发明。相同的附图标记示出了相同或类似的部件。首先简要地阐述附图：

图1阐释性地示出了带有建筑物的总系统，该总系统拥有公共供电网和分散式供电网，用于驱动至少一个家用设备，

图2示出了在图1的建筑物内的家用设备，该家用设备可以接通到供电网之一上，其中补充性地添加了方框图，

图3示出了图2的家用设备的开关装置的细节。

具体实施方式

在图1中首先形象示意性地示出了发电站，该发电站通过未示出的变压站将所产生的电能量经由传输线和另外的外示出的变压站馈入到住宅区或社区的公共供电网N1，用于为众多建筑物供给。用于产生电能量直至其在公共供电网N1中被提供的链概括地用EZ来标示。

建筑物G1至Gn通常通过地下电缆来供给所述的公共供电网N1的电能量。例如，建筑物之一如G1也拥有分散式电能量产生设备如光伏设备PV。代替光伏设备，分散式电能量产生设备也可以由沼气发电设备构成，例如在分散式能量产生设备是农村建筑物或种植园的情况下。利用所产生的沼气于是驱动带有发电机的内燃机，该发电机于是通常在其输出端上提供三相电压系统或三相交流电。内燃机的废热可以用于建筑物供暖。光伏设备PV通常首先产生直流电流并且通过变流器（带有逆变器部分）产生三相交流电。在两个示例性提及的情况下提出了一种分散式供电网N2，其也能够将所产生的电能量或三相交流电馈入到公共供电网N1中。分散式供电网的运营方为此获得馈入报酬或具有馈入费率EiT的报酬。

建筑物G1配备有光伏设备PV，该光伏设备PV通过变流器UR提供分散式电网N2。分散式电网N2在公共供电网N1的转移点Ü一起连接到建筑物G1或略微远离该建筑物的部位上。通过例如在相位角适配的情况下在电压的幅度方面控制变流器UR可能的是，分散式电网N2能够将光伏设备PV所产生的电能量发送给公共电网N1或能够将电流或三相交流电馈入到该电网N1中。所馈入的电能量利用仪表Z2来计量。散射式能量产生设备如光伏设备PV的运营方为此获得对于每个所馈送的能量单元（如kWh）的馈入报酬。

建筑物G1的家用设备获得通过公共供给网络N1的符合标准的能量供给。所消耗的电能量利用仪表Z1来检测。由于所基于的公共供给网络N1已经构建为具有智能电流计量仪的电网，所以所消耗的电能量按交变的费率来检测。关于恰好当前的能量费率的信息通过电网N1利用特别的传输方法如电力线进一步提供给建筑物以及G1并且通常在能量计量器（在此如Z1）的接口S1上提供。关于公共供电网N1的当前费率的信息IT可以转送给家用设备H1至Hn。

此外，在此相关意义下，分散式电网N2在建筑物G1中可供用于为家用设备H1至Hn供给能量。这样的家用设备可以是洗衣机、洗干衣机、冷柜、冷冻设备等等。

以下，家用设备H如建筑物G的H1如G1那样被进一步观察，如所扩展的那样。为此主要参照图2。家用设备H例如构建为洗衣机。针对要导引的电能量的实际设备连接端子或电流连接端子划分为两个连接端子2和4，其要代替对于连接到供电网不再可用的实际电流连接端子1。然而，实际原始电流连接端子1要作为家用设备1的内部电流连接端子而保留。

设置开关设备10，该开关设备被构建为附加于家用设备H的开关设备或构建为集成到家用设备H中的开关设备。为了更为一目了然，开关设备10作为附加于家用设备H或安设在家用设备H的设备10示出。在该设备中示意性地示出了带有两个开关状态a和b的变流器11。在开关状态a中，连接端子2与实际电流连接端子1连接。在开关状态b中，连接端子4与实际电流连接端子1连接。公共供电网N1连接到电流连接端子2上。分散式供电网N2连接到电流连接端子4上。为此，也可以设置插接器6和8，它们插入到插接插座6B和8B中。

此外，开关设备10获得公共电网N1的费率信息IT，优选由计量器Z1的接口S经由信息线路13来进一步引导。馈入报酬或馈入费率EiT是已知的并且可由开关设备10作为数据集通过电子控制装置16来读取或分析，其中数据集例如可以通过作为带有显示器14的调节元件的拨轮或按键12来输入。在开关设备10内，公共电网N1的费率信息IT经由信息线路13被引导至控制装置16。此外，控制装置16根据本发明构建为使得其可以将公共电网N1的费率信息IT与馈入费率EiT比较。变流器11可以通过电子控制装置16的功率开关级18借助以电磁方式操作的线性驱动装置20置于状态a或b中。现在只要控制装置16了解到，基于费率信息IT的分析，恰好存在的公共电网N1的费率小于馈入费率EiT，则变流器11通过开关级18被置入开关状态a中。家用设备H仅通过公共供电网N1获得电能量。然而如果了解到，公共供电网N1的现在的费率IT超过馈入报酬，即IT大于EiT，则通过开关级18和线性驱动装置20将变流器11置入开关状态b中。家用设备仅通过分散式电网N2获得电能量，即由分散式能量产生设备如光伏设备PV产生的能量。

不言而喻的是，通过开关设备10从公共供电网N1切换到分散式供电网2的可能性在分散式能量产生设备偶尔或较长时间出故障的地方有其限制。开关设备10或其控制装置16为此拥有另外的输入端，如22，其遵守关于分散式能量产生设备PV的电能量的可产生性的声明，这会等于至公共供电网N1的瞬时馈入。此外，也可以以简化的形式仅监控电压在连接端子4上的存在。如果分散式电网N2作为被监控的量的结果来考虑，即并不用于能量输送，则变流器11被开关到切换状态a中。在这样的情况下，始终还可以在适于或设计用于耦合关断电能量的家用设备中分析公共供电网的费率信息IT并且家用设备只有在存在较低消费费率的情况下才运行。

开关设备10或其控制装置16还可以以各种方式扩展。这样，例如可以设计的是，抑制公共供电网的费率IT相对于馈入报酬或馈入的费率EiT的过短的切换，也就是说于是不进行利用切换器11进行立即的切换，以便保证切换器的接触器的接触使用寿命并且降低在切换时可能出现的噪声。代替或补充于所阐述的对切换的抑制，

也可以通过计算模型考虑对关于公共供电网N的费率IT的信息的观察，以便利用计算模型24考虑观察结果用于判定利用切换器11的切换，其可以视为是持续的。此外也可以考虑，控制装置的电压供给通过电池或者超级电容器26来缓冲，以便在供电网可能有故障并且故障的电网后续又投入使用时可靠地保证控制装置16的功能。

附图标记列表

N1 公共供电网

N2 分散式供电网

EZ 公共供电网的能量产生链

PV 分散式能量产生设备，光伏设备

UR 变流器

EiT 馈入费率

IT 公共供电网的当前费率

Ü 至公共供电网中馈入的转移点

Z1 公共供电网的能量计量器

S1 Z1上的接口

Z2 馈入公共供电网中的能量计量器

G1..n 通过公共供电网进行供给的建筑物

H1..n 建筑物中的家用设备

1 H的原始能量连接端子

2 电网N1上的能量连接端子

4 电网N2上的能量连接端子

6 N1的插接件

6A N1的插座

8 N2的插接件

8A N2的插座

10 开关设备

11 切换器

a 11（电网N1）的开关状态

b 11（电网N2）的开关状态

12 EiT的调节

13 IT的信息线路

14 所调节的值EiT的显示

16 电子控制装置

18 功率开关级

20 以电磁方式操作的线性驱动装置

22 分散式能量供给设备的输入信号提供能力

24 费率IT观察计算模型

26 用于缓冲16的电压供给的电池或超级电容器

Claims (9)

1.一种凭借至少两个电力供电网（N1，N2）中任选其一来驱动至少一个家用设备（H1）的方法，其中与每个供电网相关有涉及消费费率的信息（IT，EiT），其中至少第一供电网（N1）是具有利用当前存在的费率信息（IT）的智能电流计量仪的公共能量供给方的公共供电网，而至少第二供电网（N2）是与所述至少一个家用设备（H）在其内被驱动的建筑物相关的分散式供电网，其中所述至少一个分散式供电网（N2）能够以馈入费率（EiT）而将能量馈入到所述至少一个公共供电网（N1）中，并且其中还规定：通过比较所述信息（IT，EiT）来对为所述至少一个家用设备（H1）的能量供给而考虑的供电网进行选择，以及选择相对于其他电网（N2，N1）而言拥有持续较低的消费费率的电网（N1，N2）来供给能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分析关于费率的信息（IT，EiT），以及只有当所述信息的比较已经在超过一定的积分时段显示所述电网（N1，N2）之一具有关于相对于所述其他电网（N2，N1）更为有利的费率的信息时才从所述电网（N1，N2）切换到其他电网（N2，N1）。

3.一种具有至公共供电网和分散式供电网的电能量连接端子的家用设备，其中设置开关设备（10），所述开关设备（10）具有：

- 分别至公共供电网（N1）和分散式供电网（N2）的电连接，

- 切换器（11），其在第一开关状态（a）中实现与公共供电网（N1）的连接而在第二开关状态（b）中实现与分散式供电网（N2）的连接，以及

- 电子控制装置（16），其具有功率开关级（18），只要与分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网（N1）的馈入费率相比的对公共供电网（N1）的费率信息（IT）的分析得出：公共供电网的费率（IT）在分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网（N1）的馈入费率（EiT）之上，则所述功率开关级（18）操作电磁线性驱动装置（20）来将切换器（11）从第一开关状态（a）切换到第二开关状态（b）。

4.根据权利要求3所述的具有开关设备的家用设备，其特征在于，只要与分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网（N1）的馈入费率相比的对公共供电网（N1）费率信息（IT）的分析得出：公共供电网的费率（IT）低于分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网的馈入费率（EiT），则电子控制装置（16）使所述切换器（11）从第二开关状态（b）切换到第一开关状态（a）。

5.根据权利要求3或4所述的具有开关设备的家用设备，其特征在于，只有当与分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网（N1）的馈入费率（EiT）相比的对公共供电网（N1）费率信息（IT）的分析得出：引起切换的差异在较长的积分时段上持续时，所述电子控制装置（16）才进行切换器（11）的切换。

6.根据权利要求3或4所述的具有开关设备的家用设备，其特征在于，只有当与分散式供电网（N2）的所发出的能量至公共供电网（N1）的馈入费率（EiT）相比的对公共供电网（N1）的费率信息（IT）分析得出：通过计算模型（24）对费率信息（IT）的观察支持该结果时，所述电子控制装置（16）才进行切换器（11）的切换。

7.根据上述权利要求3至5之一或权利要求6所述的家用设备，其特征在于，当分散式能量供给（PV）不提供能量时，电子控制装置（16）使切换器（11）切换到开关状态（a）。

8.根据上述权利要求之一所述的具有开关设备的家用设备，其特征在于，控制装置（16）的电压供给通过电池或超级电容器（26）来缓冲。

9.根据权利要求3至8中的至少一项所述的开关设备（10），其特征在于，开关设备（10）被构建为独立的开关设备，其能够针对家庭的至少一个家用设备从公共供电网（N1）切换到分散式供电网（N2）或从分散式供电网（N2）切换到公共供电网（N1）。

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