验证电能系统的方法与流程

本发明涉及用于验证建筑物中的电能系统的方法和电气系统。特别地，要检查电能系统的电气连接模式。

背景技术：

1、德国专利申请de 10 2018 206 214描述了一种用于操作建筑物中的能源供应系统的方法。该系统包括调节或控制装置，其接收测量值并调节和/或控制系统的操作状态。这种调节或控制装置也称为ems(“能源管理系统”)或hems(“家庭能源管理系统)。

2、如果建筑物中新安装了电能系统或对现有的能源系统进行了更改，则在能源系统(重新)调试时，必须在能源系统的控制装置中配置能源系统的电气连接模式。不完整或有缺陷的连接模式可能会导致电能系统运行过程中的故障。因此，通常必须检查连接模式，然而，在实践中，这可能非常复杂，而且部分也容易发生故障。因此，需要对电能系统进行自动或引导验证。

技术实现思路

1、本发明基于克服现有技术中已知的问题并明确指出一种比现有技术有所改进的验证电能系统的方法的问题。此外，将提供一种比现有技术改进并具有控制装置(hems)的电能系统。

2、控制装置能够获取或调节和/或控制电能系统或能量系统的各个组件的操作状态或操作参数。根据功能，控制装置也可被视为反馈控制装置。在下文中，控制装置也称为“hems”。

3、根据本发明，该问题通过根据权利要求1的用于验证电能系统的方法和根据权利要求9的电能系统来解决。本发明的优选实施例在从属权利要求、附图和以下示例性实施例的描述中阐述。

4、该方法的一个目标是通过优化的测试方法自动确定部件在电能系统中或能量系统的电连接模式中的位置。此外，要检测实际安装的连接模式与提供的连接模式或用户选择的连接模式之间的偏差。

5、连接模式描述了电能系统的各种部件的布置及其彼此的相对位置和连接。在图形上，连接模式可通过相应的部件符号和连接线来显示，特别是示意性地显示。

6、能源系统的示例性部件是发电机，例如pv系统和/或燃料电池，它们提供电能。pv系统或燃料电池通常具有(可控)逆变器，以便为建筑物的本地网络提供交流电。

7、此外，能源系统可具有可控负载，例如热泵、电加热装置和/或电动车或其充电站(也称为壁箱)。电加热装置可以是例如用于加热水的热泵的加热棒。加热棒可支撑热泵，特别是在非常低的外部温度下。术语“可控负载”还包括仅可控的负载。

8、以固定方式设置在建筑物中并且具有例如电池或可充电电池的储能器同样可以被理解为可控负载，因为储能器在充电过程中消耗能量，并且诸如时间、周期、充电功率等的参数可以由控制装置hems确定。此外，储能器也可以被理解为或操作为可控发电机，特别是因为它可以根据来自hems的调节或控制信号提供储存的能量。

9、此外，电能系统包括多个不可控负载，例如家用电器、电灯等。hems不能直接影响不可控负载的相应操作状态。

10、电流或电压的电线可以统称为本地网络。负载的连接例如是通过连接到本地网络的插座进行的。

11、此外，电能系统包括电网连接点，通过该电网连接点可以从公共电网获取电能，或者可以将本地产生的能量馈入公共电网。电网连接点相对于其他部件的相对位置由连接模式描述。

12、此外，电能系统包括至少一个测量装置，特别是用于测量电流或能耗、功耗、能量产生或功率输出的电表。例如，电表可以布置在电网连接点和/或电能系统的其他节点处。特别地，例如，可控负载的消耗和/或本地能源发电机(例如pv系统)的发电量都可以通过单独的仪表获取。在优选实施例中，能量系统可以具有多个测量装置。在以下描述中，术语测量装置、电表和仪表可以同义使用。

13、中央控制装置(hems)用于调节和/或控制能量系统，特别是至少一个可控负载和/或至少一个储能器和/或所述至少一个发电机。

14、此外，控制装置获取电表的测量值。控制装置还可以具有人机界面，用户可以通过该界面进行输入和读取输出。为此，控制装置可以具有显示装置和输入装置。可替代地或附加地，控制装置可以连接到网络，从而可以例如通过用户终端(例如笔记本电脑或智能手机等)上的应用程序或浏览器等进行输入和/或输出。

15、在下文中，描述了根据本发明的方法的各个方法步骤，这些步骤可以单独、连续或同时进行。并非所有步骤都是解决本发明问题所必需的，因此也可以省略个别步骤。

16、在第一步骤中，提供电能系统的连接模式。例如，连接模式可以由用户提供。

17、优选地，该规定可以自动进行。例如，hems可以根据自动检测到的部件提供连接模式，或者向用户输出建议，用户可以接受或拒绝该建议。

18、根据优选实施例，连接模式的提供可以与用户交互进行。为此，首先启动人机界面，该人机界面可以具有图形用户界面，该图形用户界面例如通过用户终端中的浏览器或应用程序或通过hems的显示装置执行。随后，可以向用户输出请求，以通过一个输入或多个输入指定连接模式。例如，可以通过从可能的连接模式列表中进行选择和/或通过回答一系列问题来交互式地、优选地迭代地进行输入。

19、特别地，hems可以向用户输出一系列查询，以便用户可以进行一系列输入。这里，例如，可以按顺序单独查询具体部件的存在和/或其数量和/或相对于其他部件的相对布置。根据用户的输入，可以提出对可能连接模式的有限选择，或者可以确定单个合适的连接模式。可以迭代地设置一系列查询，以便每个单独的查询都可以对后续的查询或选择选项产生影响。

20、随后，hems可以根据用户的输入确定并提出或提供合适的连接模式。

21、例如，用户可以通过在显示的列表或图形界面中选择单个部件来进行输入。此外，用户可以从多个提供的连接模式中进行选择。这里，hems可以根据已经检测到的部件进行预选，以方便用户选择，其中hems可以显示多种可能的连接模式。

22、部件的自动检测可以通过从电能系统的至少一个部件获取至少一个信号来实现。例如，信号可以从部件无线传输并由hems接收。或者，信号也可以以有线方式传输。例如，可以自动检测部件的控制线路和hems之间的插头连接的建立。

23、优选地，hems可以基于所获取的信号来检测至少一个部件。特别地，hems检测部件的结构类型和/或装置类型。此外，在这种情况下，已经可以获取部件的操作状态。

24、电能系统的验证包括通过驱动至少一个第一部件将电能系统设置为第一操作状态的步骤。然后，hems在第一操作状态下获取至少一个测量值。测量值特别可以由电表生成并传输到hems。随后，hems根据至少一个测量值和提供的连接模式进行合理性检查。在合理性检查的范围内，检查所获取的测量值是否与提供的电路模式相符。

25、优选地，驱动部件可以包括由部件引起的所提供的功耗或功率输出。例如，该设定功耗或功率输出可以通过测量装置之一处的测量值的相应变化来获取，并与提供的值进行比较。由此，除其他外，可以确定与测量装置和其他部件相比的部件相对位置的信息。此外，可以验证部件的正确运作及其驱动。

26、hems根据合理性检查的结果输出信号。例如，信号是通过人机界面输出给用户的消息。该消息可以指示连接模式是否合理。因此，该消息特别可以是成功消息或错误消息。

27、根据优选实施例，输出信号的步骤包括根据合理性检查的结果向用户输出一条消息，其中包含对替代连接模式的建议，其中替代连接模式描述了电能系统的多个部件的不同布置及其相对位置和连接。

28、特别地，如果合理性检查显示提供的连接模式与获取的测量值不符，则可以输出对替代的、合理的连接模式的建议。然后，用户可以通过相应的输入接受建议。随后，优选地进行重新验证。

29、信号可以以各种方式输出。特别地，信号可以以消息的形式传输到能源系统的用户和/或操作员的终端。另外或可替代地，信号可以作为指示显示在hems上或hems附近的显示装置上。此外，附加地或可替代地，信号可以是hems可以输出到能量系统的部件的调节信号或控制信号，特别是为了进行调节干预和/或为了改变能量系统的操作状态。

30、优选地，输出信号可以包括向能源系统的用户和/或操作员发送的错误消息。特别地，错误消息可以被输出到用户和/或操作者的移动终端。例如，错误消息可以指示验证表明提供的连接模式与获取的测量值不符。

31、验证可以包括另一个步骤，其中通过驱动第一部件和/或通过驱动第二部件将电能系统设置为第二操作状态，其中在第二操作模式下获取至少一个另外的测量值。

32、因此，可以根据在第一操作状态下的第一测量值和根据在第二操作状态下的第二测量值进行合理性检查。因此，可以更精确地检查所提供的连接模式的合理性，特别是如果多个连接模式仅在第一操作状态的测量值下是合理的。因此，可以减少可能的合理连接模式的数量。

33、优选的电能系统具有作为第一部件的可控负载和用于测量可控负载的消耗的相应电表。因此，hems可以通过向可控负载发送功耗命令来驱动第一组件。功耗命令可以提供等于零或大于零的功耗(或负载的功耗)。等于零的功耗命令也可以称为关闭命令。

34、根据优选实施例，可以通过从电表接收可控负载的测量消耗来获取至少一个测量值，并且可以通过将测量的消耗与传输的功耗命令进行比较来执行合理性检查。

35、优选的电能系统具有作为第一或第二部件的可控储能器和/或发电机以及用于测量储能器或发电机的电功率输出的相应电表。

36、根据优选实施例，hems可以通过向储能器和/或发电机发送功率输出命令来驱动第一部件。hems通过从电表接收储能器和/或发电机的测量输出来获取至少一个测量值，并通过将测量输出与传输的功率输出命令进行比较来执行合理性检查。

37、在优选方法中，hems从电网连接点(nap)处的第一电表获取第一测量值，通过电网连接点可以从公共电网获取电能和/或将电能馈入公共电网。此外，hems可以从至少一个第二电表获取至少一个第二测量值。所述至少一个第二电表测量例如可控负载的消耗和/或储能器的功率输出和/或发电机的功率输出。

38、此外，hems可以根据第一测量值和第二测量值之间的差来确定不可控负载的消耗。因此，可以根据第一测量值、第二测量值和提供的连接模式来执行合理性检查。

39、根据优选实施例，该方法包括将数据从hems传输到云或服务器的步骤。云或服务器可以在地理上远离具有能源系统的建筑物。数据可以存储在云端中或服务器的存储装置中，以便用于例如评估。云端或服务器可以评估数据集，特别是为了进行合理性检查。

40、根据计算结果，云端或服务器可以输出信号，例如输出到能源系统的用户或操作者的移动终端。移动终端可以接收信号，特别是通过互联网连接。

41、电能系统还可以包括至少一种可再生能源，例如光伏系统(pv系统)或风力涡轮机，其配置为向(可控和不可控)负载和储能器提供能量。光伏系统通常具有逆变器，以便将pv系统产生的直流电转换为交流电。例如，逆变器可以由hems控制。此外，pv系统可以具有单独的电表，以测量pv系统产生的能量。特别地，所产生的能量的一部分可用于对储能器充电。此外，能量可以从pv系统通过电网连接点馈入公共电网。馈入的能量优选地通过电网连接点处的计数器进行测量以计算补偿。

42、hems优选地被配置为执行这里描述的根据本发明的方法的一些或全部方法步骤。