CN102089951A - 用于控制连接到能量供应系统上的设备的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于设备（3、4）的控制装置，该控制装置具有用于连接管理装置（1）的接口（8、9）和用于连接开关（21）的接口（18），所述开关（21）则用于激活和停用所述设备（3、20），其中所述控制装置（14）根据由管理装置（1）传输的关于能量供应的信息通过所述开关（21）来激活或者停用所述设备（3、20）。

Description

用于控制连接到能量供应系统上的设备的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及按并列的权利要求所述类型的用于控制连接到能量供应系统上的设备的一种控制装置和一种方法。

背景技术

从JP 2000-270696摘要中已经公开了一种自动的洒水装置，该洒水装置借助于太阳能供应设备来运行。蓄能器通过太阳能电池来充电。所述洒水装置的运行随着日出的识别而初始化。

发明内容

相对于此，具有独立权利要求所述特征的按本发明的控制装置拥有这样的优点，能量供应网的管理装置和用于激活设备并且用于使设备停用的控制装置可以以在空间上分开的方式来布置，其中所述设备的激活依赖于关于能量供应的信息。由此也可以通过所述管理装置对大量设置在不同的空间位置上的设备进行触发并且必要时也按次序或者根据预先给定的时间表向这些设备提供关于能量供应的信息，从而比如可以使不同的设备先后运行，用于一方面保证尽可能均匀的基本负荷并且另一方面保证避免高峰负荷。通过所述控制装置以及所述控制装置与管理装置之间的连接来保证调节工作，由此可以从能量供应网方面有针对性地对设备的运行施加影响，从而可以使所提供的功率和所调用的功率彼此相匹配。

此外，按照所述按本发明的用于控制连接到能量供应网上的设备的方法，也有利的是，将设备的能量需求传输给管理装置，从而从管理装置方面必要时也可以在合适的时刻保证相应地调整所提供的能量。如果由设备要求能量，那么在所述能量以合适的形式或者在合适的时刻待用时就可以通过所述管理装置和控制装置来激活该设备。总之，由此可以以简单的方式比如在再生能量比如太阳能或者风能在能量供应单元上以足够的量待用时来运行耗能设备。此外，对于一些耗能设备来说也可以在高峰消耗时间里避免激活，对于这些耗能设备来说运行的精确时刻并不重要。

通过在从属权利要求中所列举的措施，可以实现在独立权利要求中所说明的装置和所说明的方法的有利的拓展方案和改进方案。因此有利的是，传输数据协议用于传输能量供应和/或能量需求的开始时间或者说持续时间。由此尤其可以由设备来通知供能单元，可能到何时务必向设备供应能量，以便该设备的功能不受损害，否则使用者愿望无法得到满足。由此可以做到的是，甚至对于没有准备合适的用于特别有利的取用能量的时刻这种情况来说也还是可以以所期望的方式来运行所述设备。此外，由此也可以做到的是，能够合适地与尤其在再生能源的领域内可能出现的交变的高峰或供应状况相匹配，而对于使用者来说不会产生不利情况。

所述控制装置可以以特别简单的方式通过连接到能量供应网上的接头与所述管理装置交换信息。由此可以放弃所述管理装置与控制装置之间的额外的信息传输器件。

此外，有利的是，提供操作单元，通过该操作单元可以选择所提供的能量种类或者关于能量需求的通知。因此，比如可以由使用者通过所述操作单元借助于输入操作来要求在连接到电网上时只应该在从太阳能发电系统中提供足够能量时才应该运行所述设备。此外也可以做到的是，能量供应价格依赖于能量的供应。因此可以由所述管理装置来提供相应的关于当前的能量价格的信息。通过所述操作单元可以预先设定用于能量的极限价格，从而只有在达到或者低于该极限价格时才接通所述设备。

此外，所述控制装置有利地具有用于存储识别码的存储器，在需要时将该识别码传输给所述控制装置。由此可以相对于所述管理装置来识别所述设备。由此比如可以根据由设备所要求的能量、要求能量的时刻或者其它参数从所述管理装置方面来结算能量消耗。此外可以做到的是，所述管理装置可以为各台设备准备好关于这些设备的优先权的信息并且可以相应地按照预先设定的优先权将能量供应信息传输给相应的设备。由此可以根据优先权来供应能量，从而在进行相应的能量供应时比如可以比其它设备更容易地向一些设备通知能量供应，这些设备的运行时间很关键。因此这些设备可以在时间上比其它设备早接通，对于所述其它设备来说也可以在后来的时刻进行相应的激活。

相应地也可以使设备停用，如果当前再也不能提供相应的能量，比如如果再生能量的当前生产对于连接到能量供应网上的为此设置的设备的总体供电来说不再足够。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。其中：

图1是能量供应网连同两台连接到该能量供应网上的按本发明的设备以及一个管理装置，

图2是具有按本发明的控制装置的设备，

图3是用于按本发明的工艺流程的实施例。

具体实施方式

按本发明的控制装置可以用于任意的连接到各种不同的能量供应网上的设备。这比如可以是热水供应网、燃气供应网或者其它的供应网，对于所述供应网来说将载能体以气态或者液态的形式输送给设备。但是，按本发明的控制装置的使用尤其对于连接到电网形式的能量供应网上的设备来说是有利的。因为电能的中间储存特别麻烦并且在有损失的情况下或者说只有在受限制的情况下才能做到，所以通过设备运行与能量供应之间的匹配不仅可以特别有效地发电而且可以特别有效地利用电流。因此下面利用设备的实例对本发明进行了解释，该设备具有按本发明的控制装置并且连接到电网形式的能量供应网上。

在图1中示出了管理装置1，该管理装置1用于管理电网2，第一设备3和第二设备4连接到该电网2上。该电网2在此一方面可以是在局部的环境中向设备供应电能的家用电网。但是此外也可以将所述管理装置布置在供电厂家的配电站中并且将设备3、4布置在也可能不同的房屋里并且布置在比如向所属的城区供电的电网的不同的连接站上。设备3、4分别具有接头5、6，它们通过这些接头5、6与电网2相连接。

所述管理装置1可以动用不同的能量产生单元11、12、13。比如第一能量产生单元11构造为光伏设备。第二能量产生单元12比如构造为风能设备。第三能量产生单元13比如构造为矿物燃料发电设备。

所述管理装置1具有计算单元10，该计算单元10根据由所述能量产生单元11、12、13和/或由通过供电网2必要时也通过其它的在附图中未示出的负载产生的功率来将关于能量供应的信息传输给至少所述两台连接到电网2上的设备3、4。相应的信息也可以传输给其它在附图中未示出的还连接到电网2上的设备。此外也可能的是，其它设备连接到电网2上，在此不或者不能将关于能量供应的信息传输给所述其它设备。

在一种第一实施方式中设置了额外的数据连接7，利用该数据连接7将关于能量供应的信息分别传输给设备3、4的接头8、9。额外的数据连接7比如可以构造为电话连接或者构造为数据网连接比如数据网络比如互联网。在另一种实施方式中，也可以做到的是，将所述供电网2的电线用于传输关于能量供应的信息。

借助于图2示出了按本发明的控制装置的工作原理。在图2中详细示出了设备3。设备3具有负载20。该负载20利用所传输的电能并且比如构造为洗涤机、构造为电气蓄热式炉或者构造为开顶式冻结柜。也可以设想其它的电气设备。特别有利的是，将这样的设备设置为负载20，对于这样的设备来说虽然必须定期地从电网2中取用功率，但是功率消耗的精确时刻不一定重要。

在负载20与连接到电网上的接头5之间设置了电气的开关单元21，该电气的开关单元21由按本发明的控制装置14来触发。所述控制装置14通过接口18来触发所述电气的开关单元21并且可以通过开关21的触发来释放或阻止从连接到电网2上的接头5到电气负载20的能量输送，从而可以通过开关21的触发来激活负载20或者使其停用。为此，所述按本发明的控制装置14具有计算单元15，该计算单元15处理通过数据输入端8由管理装置1提供的信号。如果用信号向所述控制装置14表示能量供应，那么该控制装置14就通过开关21的触发来激活负载20，从而也可以自动地激活设备3，而使用者不必再次进行单独的激活。

在另一种实施方式中也可以将数据接口8构造为双向结构并且将供应能量的愿望由控制装置14通过数据接口8传输给管理装置1。管理装置1现在知道，有设备期望得到能量供应并且而后可以在合适的时刻通过数据接口8向该设备通知能量供应。

在一种实施方式中，所述控制装置14具有存储单元16，在该存储单元16中存放了电气设备3或者说控制装置14的明确的识别码。如果将该识别码传输给管理装置1，那么比如可以确定，所述电气设备3或者说负载20拥有何种消耗功率，从而可以相应地在关于能量供应的信息中对此加以考虑。此外也可以通过明确的识别不使大量的连接到电网2上的设备得到关于能量供应的信息，而是有针对性地使所述电气设备3作出响应。

此外有利的是，通过接口19将所述控制装置14与操作单元17连接起来。通过操作单元17比如能够预选一个时刻，直到该时刻之前应该使所述电气设备运行预先给定的时间。因此比如可以预先规定，直到第二天早上7点之前向电气的蓄热式炉供应至少两个小时的电能。如果比如在前一天晚上18点进行这种输入操作，那就可以由管理装置1在夜晚选择合适的用于能量供应的时刻。但是最迟在早上5点必须进行激活，以便能够在所期望的最少时段里激活蓄热式炉。而后可以由所述管理装置要么选出夜晚的一个时段，在夜晚比如可以如想象的那样预料通过负载引起的较低的功率输出或者在夜晚比如提供或者可以预料比如风能产生单元12的可用的能量的特别高的份额。

在另一种实施方式中，也可以通过操作单元17来预选所期望的能量种类的能量供应。因此比如可以预选，如果通过太阳能产生单元11提供足够的来自太阳能发电系统的电能，那就应该激活设备比如洗涤机。所期望的能量种类的相应的愿望也可以由控制装置14通过数据接口8传输给管理装置1。该管理装置1检查，何时准备好太阳能产生单元11的足够的能量贡献并且随后促使将相应的能量供应信息传输给控制装置14，以便可以激活负载20比如洗涤机。

在另一种实施方式中，也可以通过操作单元17来设置电价极限。对于电价是可变的并且比如依赖于所有用户的当前消耗或者说依赖于尤其通过太阳能产生单元11或者风能产生单元12产生的天然的能源的供应率这种情况来说，因此可以由管理装置1将相应的关于当前可用的能量价格的价格信息传输给连接到能量供应网上的设备3、4。而后在低于通过操作单元17预先给定的价格时激活所述设备。

在一种第一实施方式中，所述管理装置1对由各个能量供应单元11、12、13提供的能量进行分析。在一种优选的实施方式中，可以额外地根据所提供的能量种类来进行分类。在另一种实施方式中，除了当前所提供的能量之外也可以使用预测，比如用于提供太阳能或者风能的天气状况。此外，可以考虑使用关于负载的信息。这比如可以是关于典型的每日变化而绘出的关于高峰负荷的分布的图案。相应的信息由控制装置1的计算单元10进行处理。如果准备好足够的能量，那么比如可以发送用于为这样的设备提供能量的信息，这样的设备典型地不需要精确的激活时刻比如所谓的夜晚蓄热式炉。但是，在另一种实施方式中也可以做到这一点，即所述管理装置1在存储装置22中准备好关于哪些设备连接到供电网2上的信息。而后可以有针对性地随着将信息传输给相应的设备这一过程而进行激活。此外也可以在存储器22中中间存放关于能量供应的愿望的信息，从而要么可以根据在时间方面或者在其它方面预先给定的优先顺序的设定要么可以个别地激活各设备。

在另一种实施方式中也可以做到这一点，即对于检测到消耗上升并且/或者能量供应单元11、12和/或13的所提供的能量下降这种情况来说由管理装置1使连接到电网2上的设备停用。由此比如可以防止冷却装置的冷却过程在存在着特别高的消耗的时刻起动或者延续，如果也比如可以在较短的时间之后比如30分钟之后实施相应的冷却过程的话。

在另一种实施方式中，也可以由使用者不是将消耗电流的设备连接到电网2上而是也将为该电网提供能量的设备比如家用的光伏设备连接到该电网2上。在这种情况下，可以像能量供应单元一样来对该设备加以考虑。

在管理装置决定提供能量时，也可以考虑到关于能量产生的地点和能量消耗的地点的信息。因此，比如由此可以如此切换耗能设备和能量产生单元，从而尽可能将能量产生单元与能量消耗的地点之间的距离降低到最低限度。由此可以考虑到在能量传输时产生的损失。除了空间的间距之外，在电网的实施方式中可以考虑到，需要多久在能量产生单元的地点与能量消耗单元的地点之间转换一次电压，因为恰好在转换时产生特别高的损失。此外在距离方面也可以权衡一下，以何种电压输送能量，因为在高压范围内导线耗损小于低压传输。除了时间方面的匹配之外，由此也可以进行空间上的匹配。能量消耗的地点在此优选在存储器22中分配给连接到电网2上的设备的各个识别码。

为了方便管理装置与连接到能量供应网上的设备的控制装置之间的信息传输，优选设置了统一的数据协议，对于所述数据协议来说在数据组的不同的位置上记录，何时要求电功率，在多长的时间里要求电功率并且必要时记录总消耗功率将可能为多大范围。其它的信息可以相应地记录在该协议中。通过相应地标准化的数据协议，可以特别有效且可靠地传输相应的数据。如果应该在后来的时刻添加补充的信息比如关于能量种类或者关于所期望的价格的信息，那么可以将这些信息相应地一同附加到已经存在的数据组上。通过所述数据协议，也可以传输相应的关于耗能设备的优先权的信息。因此比如可以防止特别重要的耗能设备或者一些特定的耗能设备不被切断，这些特定的耗能设备的运行恰好处于关键阶段。因此比如在洗涤机运行时可以保证，对于洗涤机已激活一次的情况来说可以执行相应的洗涤程序，并且对于后来的时刻不再以足够的形式供应能量这种情况来说也可以执行相应的洗涤程序，并且不再使设备停用。相反比如对于蓄热式炉来说也比如可以在一个小时之后中断两个小时的加热运行，而由此对使用者来说不会产生不利情况。

除了构造为示范性列举的能量供应单元-太阳能、风能或者燃料的燃烧设备之外，也可以将其它的能量产生设备比如核电站或者水力发电站作为能量供应装置一同考虑在内。

此外，可以将多个管理装置分散地安装在电网中或者也可以仅仅在供电网的中央的节点或者开关点上暂时提供相应的管理装置。

在图3中示出了按本发明的工艺流程。从由使用者初始化的比如接通电气负载的开始步骤30出发，开始所述方法。在第一检验步骤31中由控制装置查询，是否存在着管理装置1的相应的积极的能量供应信息。在这种情况下分支到工作步骤32，方法是运行连接到电网上的设备。否则分支到询问步骤33，在该询问步骤33中由管理装置1来要求控制装置14的能量需求。在第二检验步骤34中检查，是否可能存在着使用者的即使在没有明确的关于能量供应的信息的情况下也运行该设备的愿望。使用者比如可以通过时间设定或者通过其它合适的输入方法比如用于否决（überstimmen）管理装置1的能量供应信息的按键的按揿来保证这一点。如果存在相应的否决情况，那就同样分支到工作步骤32。如果不存在相应的否决情况，那就返回分支到第一检验步骤31并且等待着由管理装置1来传输相应的能量供应信息，从而可以在这种情况下切断该设备。

Claims (10)

1.用于设备（3、4）的控制装置（14），该控制装置（14）具有用于连接管理装置（1）的接口（8、9）和用于连接开关（21）的接口（18），所述开关（21）则用于激活和停用所述设备（3、20），其中所述控制装置（14）根据由所述管理装置（1）传输的关于能量供应的信息通过所述开关（21）来激活或停用所述设备（3、20）。

2.按权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置（14）与管理装置（1）相连接，以便将所述设备（3、20）的当前的能量需求传输给管理装置（1）。

3.按前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，在所述控制装置（14）与所述管理装置（1）之间约定了数据协议，以便传输能量供应和/或能量需求的开始时间和/或持续时间。

4.按前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置（14）具有连接到能量供应网（2）上的接头（5）并且通过所述接头（5）将能量供应或者能量需求传输给能量供应网（2）。

5.按前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于用于连接操作单元（17）的接口（19），所述操作单元（17）用于选择所提供的能量或者用于将能量需求通知给所述管理装置（1）。

6.按前述权利要求中任一项所述的控制装置，其特征在于存储器（16），该存储器（16）用于存放所述设备（3）的识别码，以便将识别码传输给所述管理装置（1）。

7.用于控制连接到能量供应网（2）上的设备（3、4）的方法，其中在能量供应网（2）的管理装置（1）与连接到能量供应网（2）上的设备（3、4）之间传输能量需求和/或能量供应信息并且其中由所述管理装置（1）根据通过能量供应网（2）提供的能量和/或所述设备（3、4）的能量需求来激活或停用所述设备（3、4）。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述管理装置（1）与所述设备（3、4）之间传输能量供应的开始和/或持续时间和/或能量需求。

9.按权利要求7到8中任一项所述的控制装置，其特征在于，在所述管理装置（1）与所述设备（3、4）之间传输关于所期望的和/或所提供的能量种类的信息。

10.按权利要求7到9中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述管理装置（1）与电气设备（3、4）之间的数据传输通过所述能量供应网（2）来进行。

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