(57)【要約】  本発明は、不平衡負荷を負う電気デバイス（１）であって、配電ネットワーク（３）の複数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に接続されたデバイス（１）の接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、配電ネットワーク（３）の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の関連付けを識別するための方法に関する。この方法は、電気デバイス（１）の接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）で不平衡負荷プロファイルと関連付けされる目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を設定するステップと、検出ユニット（２）を用いて、複数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれで測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）、特に、測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の時間曲線を検出するステップと、検出された測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）と比較するステップと、この比較に基づいて、位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の、接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）との関連付けを識別するステップと、を含む。本発明は、この方法を行うための装置、及びこのような装置を備える不平衡負荷を負うデバイスにさらに関する。
2022502648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不平衡負荷動作が可能な電気デバイス（１）の接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、配電グリッド（３）の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の割り当てを識別するための方法であって、前記デバイス（１）が、前記配電グリッド（３）の複数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に接続された方法において、
−前記電気デバイス（１）の前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）で不平衡負荷プロファイルに割り当てられる目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を設定するステップと、
−検出ユニット（２）を用いて、測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）、特に、前記複数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれで測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の時間的なプロファイルを検出するステップと、
−前記検出された測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を前記不平衡負荷プロファイルの前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）と比較するステップと、
−前記比較に基づいて、前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、前記位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の前記割り当てを識別するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記不平衡負荷プロファイルの前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の前記設定の開始−任意に終了も−が、前記電気デバイス（１）によって合図されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）及び／又は前記測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）がそれぞれ、電気的な性質のものであり、且つ、電流Ｉ（ｔ）、電圧Ｕ（ｔ）、電力Ｐ（ｔ）、及び／又は、電流Ｉ（ｔ）と電圧Ｕ（ｔ）との間の位相差φを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較に基づいて、前記位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の正しい割り当て、又は間違った割り当てを、前記それぞれの接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に合図することを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記不平衡負荷プロファイルの前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が、前記デバイス（１）の通常動作の間に設定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記不平衡負荷プロファイルの前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が、前記デバイス（１）それ自体によって、又は前記デバイス（１）に接続されたコントローラによって事前定義されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、前記位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の間違った割り当てが、前記デバイス（１）それ自体のソフトウェア変更によって、又は前記デバイス（１）に接続されたコントローラのソフトウェア変更によって、対応されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記不平衡負荷プロファイルの前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が、少なくとも３０秒の期間△ｔ内で時間とともに変化しないが、前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）間で異なる電流振幅を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記電気デバイス（１）の前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）で電気変数が測定され、場合によっては伝達され、前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を確認するときに考慮に入れられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
不平衡負荷動作が可能な電気デバイス（１）の接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、配電グリッド（３）の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の割り当てを識別するための装置（１０）であって、
前記デバイス（１）が接続されている前記配電グリッド（３）の前記複数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）のそれぞれで測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を検出するための検出ユニット（２）に接続されるとともに、
前記位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）上で検出された前記測定パラメータ（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）を、目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）であって、前記デバイス（１）の前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）で設定され、不平衡負荷プロファイルに割り当てられた前記目標パラメータ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）と比較するための評価ユニット（４）を備える装置において、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行するように設計された制御ユニット（５）を有することを特徴とする装置（１０）。
【請求項１１】
不平衡負荷動作が可能な電気デバイス（１）であって、配電グリッド（３）の多数の位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）への接続を可能にするために経由する複数の接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を有するデバイス（１）において、前記接続部（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への、前記配電グリッド（３）の前記位相線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の割り当てを識別するための、請求項１０に記載の装置（１０）を備えるか、又はそれに接続されていることを特徴とする電気デバイス（１）。
【請求項１２】
以下のデバイスクラス、すなわち、
−エネルギー送給デバイス、特に、光起電力（ＰＶ）インバータと、
−エネルギー消費電気デバイスと、
−エネルギー送給及びエネルギー消費の両方を行うデバイス、例えば、バッテリインバータと、
を含んでいる群から選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の電気デバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部への、位相線の割り当てを識別するための方法に関する。本発明による方法は、特に、複数の位相線のうちのどれが、電気デバイスの複数の接続部のうちのどの接続部に接続されているかを確認するように意図されている。本発明は、同様に、本発明による方法を実行するように設計された装置、及びこのような装置を有する、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
配電グリッドの複数の位相線に接続された不平衡負荷動作が可能な電気デバイスは、大筋では既知である。このようなデバイスは、例えば、充電式バッテリに入力部で接続され、ＡＣ電圧を運ぶ、建物向けの配電グリッドの複数の位相線に出力部で接続された二方向に動作可能なバッテリインバータである。この場合、バッテリインバータを使用して、建物の配電グリッドが接続されている公共のエネルギー供給グリッド（ＥＳＧ：ｅｎｅｒｇｙ  ｓｕｐｐｌｙ  ｇｒｉｄ）がたとえ故障した場合であっても、建物内のある特定の消費機器に電力を供給することができる。しかしながら、バッテリインバータは、建物の配電グリッドでのエネルギー管理の目的で使用してもまたよい。この場合、公共のＥＳＧから配電グリッドへの電力の流れに、バッテリインバータによって制御されるバッテリの充電及び／又は放電によって、的確に影響を及ぼすことができる。具体的には、課金期間内にグリッド接続点を介して公共のＥＳＧから引き出される電気エネルギーを最大値未満に保つことができる。
【０００３】
グリッド接続点を介して引き出された電力にこのように影響を及ぼすことは、位相選択的に、すなわち、それぞれの位相線ごとに別々に実行しなければならない場合が多い。この目的のために、バッテリインバータの個々の接続部への、個々の位相線の割り当て又は接続が、既知であることだけでなく、正しく確立されていることもまた必要である。しかしながら、電気デバイスの配電グリッドへの接続が手動で確立される場合には、個々の位相線が、実際にそれらのために意図された接続部に接続されておらず、例えば、入れ替わって接続されている場合があり得る。これは、配電グリッドの電気デバイス（ここではバッテリインバータ）の誤動作、及び／又は配電グリッドの部分的な過負荷に結びつく場合があり、場合によっては、デバイス自体への損傷、又は配電グリッドに接続された他の消費機器への損傷に結びつく場合がある。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１０／０１６４４７３Ａ１号明細書は、変電所を含む多相電気エネルギー送電グリッドの消費機器側電力メータの位相を識別するための方法を開示している。この方法では、信号発生器が、変電所から出る複数の位相のそれぞれに異なる信号を供給する。信号弁別器が、電気エネルギーを消費している消費機器において様々な信号をそれぞれ検出する。
【０００５】
特許文献米国出願公開第２０１０／０１６４４７３Ａ１号明細書は、変電所と、変電所から出る複数の位相のそれぞれに異なる信号を供給するための信号発生器と、信号弁別器と、を有する多相配電グリッドを開示している。信号弁別器を使用して、電力を消費している消費機器において様々な信号をそれぞれ検出する。
【０００６】
特許文献墺国特許出願公開第５１７６２０Ａ１号明細書は、エネルギーシステムにおける装置を開示している。この装置は、少なくとも１つの電流コンバータ、及び少なくとも１つの電圧コンバータに導電的に接続することが可能な入力部を有する。少なくとも１つの電流コンバータ及び少なくとも１つの電圧コンバータの配線を試験するための試験装置が、第１の試験信号を電圧コンバータの２次側に印加するように、そして同時に、第２の試験信号を電流コンバータの１次側に印加するように設計されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、方法であって、使用することにより、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部への位相線の割り当て、特に、割り当てが正しいか正しくないか、又は、接続部への位相線の接続、特に、接続が正しいか正しくないかを識別することが可能になる方法を開示するという目的に基づく。この場合、方法は、可能な限り単純に、且つ、安価に実装できるものとする。方法を適用する場合、既存の不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの構成部品が最大限に活用されるものとする。加えて本発明は、本発明による方法を実行するように設計された装置、及びこのような装置を有する、電気デバイスを開示するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、独立特許請求項１に記載の特徴を有する電気デバイスの接続部への、位相線の割り当てを識別するための方法によって実現される。従属特許請求項２〜９は、方法の好適な実施形態を対象としている。特許請求項１０は、方法を実行するための装置に関する。従属特許請求項１１及び１２は、本発明による装置を有する、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスを対象としている。
【０００９】
不平衡負荷動作が可能な電気デバイスであって、配電グリッドの複数の位相線に接続されたデバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の割り当てを識別するための本発明による方法は、
−電気デバイスの接続部で不平衡負荷プロファイルに割り当てられる目標パラメータを設定するステップと、
−検出ユニットを用いて、電気デバイスが接続された複数の位相線のそれぞれで測定パラメータ、特に、測定パラメータの時間的なプロファイルを検出するステップと、
−検出された測定パラメータを不平衡負荷プロファイルの目標パラメータと比較するステップと、
−この比較に基づいて、接続部への位相線の割り当てを識別するステップと、
を含む。
【００１０】
本発明によれば、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の割り当てを識別するステップは、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の接続を識別するという意味でもあると理解されたい。この方法を使用して、特に、電気デバイスの接続部への位相線の正しい割り当て又は間違った割り当てを識別することができる。配電グリッドは、特に、ＡＣ電圧配電グリッドを意味すると理解されたい。「不平衡負荷動作が可能な電気デバイス」とは、動作時に、少なくとも２つの異なる接続部を介する、したがって、電気デバイスに接続された位相線に異なる電力の流れを生成するように設計された電気デバイスを意味すると理解されたい。この場合、「不平衡負荷動作が可能な」という用語は、特に、電力の流れが、１つの時点においてだけでなく、ある時間にわたって平均しても、例えば、複数のグリッド期間にわたって平均しても、接続された位相線で異なることを意味する。それに応じて、「不平衡負荷プロファイル」という用語もまた、本出願内で、複数のグリッド期間にわたって時間的に平均した多相電力プロファイルという意味合いで、各場合において個々の位相線内の包絡曲線、又はそれ以外の正弦波電力の電力振幅という意味合いで理解されたい。この代わりとして、不平衡負荷プロファイルは、例えば、個々の位相線の電力間の差の時間的なプロファイルを含んでもよい。
【００１１】
デバイスの接続部への位相線の割り当てを識別するために、方法は、不平衡負荷動作が可能なデバイスは、その接続部で異なる目標パラメータに従って電力を設定することができるという事実を利用する。電気デバイスのそれぞれの接続部で異なる目標パラメータを設定することによって、デバイスのそれぞれの接続部を介して異なる電力の流れが生成され、したがって、それぞれの接続部に接続された位相線で異なる電力の流れもまた生成される。言うまでもなく、これは、対応する接続部もまた位相線に接続されている場合、それぞれの各接続部にのみ当てはまる。一方、ある接続部が位相線に接続されていない場合、すなわち、開放された接続部である場合、そこで、又はそこを通る電力の流れを生成することができない。検出ユニットを介して位相線内で、又は位相線上で検出された測定パラメータは、同様に、位相線内の電力の流れが異なるために異なっている。特に、目標パラメータを介して不平衡負荷動作が可能なデバイスの接続部で設定される特徴的な信号形式もまた、少なくとも相互に区別できる形状で、且つ、位相線上で検出される測定パラメータの目標パラメータと時間的に相関するように存在する。測定パラメータの信号形式の形状は、電気デバイスの接続部に存在し、目標パラメータによって事前定義されている信号形式ほど顕著でないことを証明し得る。これは、とりわけ、信号形式が、位相線のいくつかに接続されている他の消費機器の電力の流れと重ね合わされるという事実に起因している。これは、信号形式が影響を受けること、特に、減衰されることにつながる。にもかかわらず、位相線の信号形式の形状は、信号形式が他の消費機器の電力の流れと重ね合わされている場合であっても、位相線を互いに区別するのに十分な程度に存在し続けていることが示されている。信号形式の形状はまた、時間的な相関を考慮に入れて、それぞれの目標パラメータに測定パラメータを割り当てるためにも十分であり、したがって、デバイスの接続部への位相線を追跡することが可能である。したがって、測定パラメータを目標パラメータと比較することによって、複数の位相線が、電気デバイスの複数の接続部に正しく接続されているかどうかを最初に識別することが可能である。接続部への位相線の割り当て又は接続が、間違って確立されている場合、この方法を使用して、デバイスの接続部に位相線を正しく接続するために必要な変更がどれか、言いかえれば、どの接続部にどの位相線を正しく接続する必要があるかを確認してもまたよい。この場合の利点の１つは、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスそれ自体が、デバイスのそれぞれの接続部を介して異なる電力の流れを、したがって、それぞれの接続部に接続された位相線で異なる電力の流れも同様に、生成することがすでに可能であることである。したがって、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスそれ自体が該当する機能性を有するので、不平衡負荷プロファイルを生成するために別個の信号発生器を必要としない。
【００１２】
本発明による装置に関連してより詳細に説明するように、本発明による方法を実行するために必要な多くの構成部品、例えば、制御ユニット及び評価ユニットは、通常、電気デバイスにすでに存在している。それらの容量は多くの場合十分であり、これは、電気デバイスにすでに存在する構成部品によって必要な機能性が実行可能であることを意味する。この場合、装置は、少なくともその大部分は、デバイス自体に一体化している部分である。したがって、方法は、単に制御ソフトウェア内で対応プログラムを適合させることによって、したがって、安価で、且つ、多大な労力なしに実装することができる。しかしながら、本発明による方法を実行するための装置が、特に、検出ユニットの一部でもあり得る別個のユニットとして設計されている場合であっても、多数の異なる不平衡負荷動作が可能なデバイスに使用することができる。具体的には、多くの場合、不平衡負荷動作が可能なデバイスで一度だけ、例えば、設置後に、言わば最終試験として、本発明による方法を実行するのに十分である。この場合、装置のコストは、一度だけ発生するが、多数の不平衡負荷動作が可能なデバイスに使用することができる。したがって、要約するに、この場合、この方法を比較的少ない労力で、且つ、比較的安価に実行することもまた可能である。
【００１３】
この方法の有利な実施形態の１つでは、不平衡負荷プロファイルの目標パラメータの設定の開始、場合によっては終了も、電気デバイスによって合図される。この合図のおかげで、不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部で不平衡負荷プロファイルを設定するときに特徴的な時点が、位相線での測定パラメータの検出の開始と、場合によっては検出の終了とも、時間的に同期される。測定パラメータを目標パラメータと比較するときに、それぞれの信号形式間の時間的な相関を調べるためには、これは有利である。
【００１４】
大筋で、測定パラメータは、場合によっては目標パラメータも、非電気的パラメータの形をしていることがあり得る。具体的には、例えば、測定パラメータだけでなく目標パラメータも、熱に関するパラメータである場合がある。しかしながら、この方法の有利な実施形態の１つでは、目標パラメータ及び／又は測定パラメータは、電気的な性質のものであり、すなわち、各場合において、電気的パラメータの形をしている。この場合、電気デバイスの接続部で不平衡負荷プロファイルを設定するのに用いられる電気的目標パラメータ、及び／又は、位相線内で、若しくは位相線上で検出される電気的測定パラメータは、電流Ｉ（ｔ）、電圧Ｕ（ｔ）、電力Ｐ（ｔ）、及び／又は、電流Ｉ（ｔ）と電圧Ｕ（ｔ）との間の位相差φを含むことができる。不平衡負荷プロファイルは、接続部で設定される異なる有効電力だけを意味するのではないと理解されたい。それどころか、目標パラメータを使用して、デバイスの接続部で異なる無効電力、及び／又は、異なる比率の有効電力及び無効電力を設定することもまた可能である。同様に、測定パラメータを使用して、異なる無効電力、又は異なる比率の有効電力及び無効電力もまた、位相線上で検出することができる。
【００１５】
この方法は、有利な点として、比較に基づいて、それぞれの接続部への位相線の正しい割り当て又は間違った割り当てを合図することを含む。これにより、電気デバイスの設置者は、例えば、設置直後に、デバイスの接続部に位相線が正しく接続されているかどうかに関するフィードバックを受け取ることができる。電気デバイスの接続部の位相線への割り当てが間違っている場合には、位相線を接続部から遮断し、正しいやり方で再度接続することができる。当該の不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの場合には、複数の接続部をそれぞれ、それぞれの接続部に対して設けられた、ただ１つの特定の位相線に接続することが通常であるか、又は、接続するように意図されている場合が多い。接続部への位相線の正しい割り当ては、したがって、それぞれの接続部もまた、この接続部に対して設けられたその位相線に接続されていることを意味する。逆の言い方をすれば、これは、少なくとも１つの接続部が、その位相線に対して設けられたのではない位相線に接続されている場合、それぞれの接続部に位相線が間違って割り当てられていることを意味する。正しい割り当て又は間違った割り当ては、視覚的に、又は聴覚的に合図することができる。この代わりとして、この合図もまた、電気デバイスのオペレータ又は設置者の通信デバイス、例えば、スマートフォンに無線によって送信することができる。しかしながら、間違った割り当ては、ハードウェアに関して、必ずしも、デバイスの接続部への位相線の接続を変更することによって訂正する必要はない。この代わりとして、本発明の範囲内で、デバイス自体でのソフトウェア変更、又はデバイスに接続されたコントローラでのソフトウェア変更によって、接続部への位相線の間違った割り当てに対応することもまた可能である。具体的には、ある１つのソフトウェアで、電気デバイスの個々の接続部ごとに別個の接続名を提供することができる。この場合、各接続名は、対応する接続部に一意的に割り当てられる。方法の実行時に、万一間違った割り当て又は意図しない割り当てが生じた場合、ソフトウェア内での接続部への接続名の割り当ては、接続名が保持される場合には、もともと意図された位相線がアドレス指定されるように適合させることができる。ソフトウェアの変更は、言わば、追加の方法ステップとして、方法の実行時に自動的に実行することができ、間違った割り当ての合図によってトリガすることができる。
【００１６】
この方法の一実施形態では、不平衡負荷プロファイルの目標パラメータは、デバイスそれ自体によって、又はデバイスに接続されたコントローラによって事前定義される。これらは、通常、特に顕著な信号形式を有するとともに、通常、接続部への位相線の割り当てを明示的に識別するように、すなわち、試験目的でのみ作成、及び保存された目標パラメータである。保存された目標パラメータは、次に、デバイス上で方法を実行しようとする際に取り出され、事前定義される。デバイスに接続されたコントローラは、建物のエネルギー管理用に設計されたコントローラとすることができる。この代わりとして、デバイスに接続されたコントローラは、方法を実行するために別個に形成された装置、特に、その制御ユニットを含んでもまたよい。
【００１７】
この方法の代替的な一実施形態では、不平衡負荷プロファイルに割り当てられた目標パラメータは、デバイスの通常動作の間に接続部で設定される。例えば、デバイスの通常動作の間のある特定の時間に、顕著な不平衡負荷プロファイルがすでに存在するか、又は予測可能な場合、これが当てはまる。電気変数が電気デバイスの接続部で測定され、目標パラメータの決定に使用されることは、本発明の範囲内である。これは、例えば、接続部で設定される目標パラメータの追加のチェックとして好都合である。電気変数又は目標パラメータは、デバイスによって、例えば、方法を実行するために別個に形成され、デバイスに接続された装置に伝達することができる。
【００１８】
方法の一実施形態では、不平衡負荷プロファイルの目標パラメータは、少なくとも３０秒の期間△ｔ内で時間とともに変化しないが、接続部間で異なる電流振幅を有する。これは、配電グリッドの位相線に接続された追加のエネルギー消費デバイス又はエネルギー発生デバイスの電力の流れが、電気デバイスによって引き起こされ、接続部のそれぞれを介して流れる電力の流れと比較して小さいときに起こり得る。このような場合では、時間とともに変化しないが、個々の接続部ごとに異なる電流振幅は、接続部におけるのと同じ電圧で不平衡負荷プロファイルを生成するのに十分であり、これにより、測定パラメータが目標パラメータまで遡って追跡可能であることが保証され、したがって、接続部への位相線の割り当ての識別が保証されるようになっている。
【００１９】
不平衡負荷動作が可能な電気デバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の割り当てを識別するための本発明による装置は、デバイスが接続されている配電グリッドの複数の位相線のそれぞれで測定パラメータを検出するための検出ユニットに接続される。装置は、位相線上で検出された測定パラメータを目標パラメータと比較するための評価ユニットを備え、目標パラメータは、デバイスの接続部で設定され、不平衡負荷プロファイルに割り当てられる。目標パラメータを設定することによって、不平衡負荷プロファイルは、電気デバイスのそれぞれの接続部、及びそれぞれの接続部に接続された位相線で生成される。当然ながら、これは、対応する接続部もまた位相線に接続されている場合、それぞれの各接続部にのみ当てはまる。接続部が位相線に接続されていない場合、そこで電力の流れを生成することも、そこを通る電力の流れを生成することもできない。装置は、本発明による方法を実行するように構成され、設計された制御ユニットを有することを特徴とする。測定パラメータ、場合によっては目標パラメータもまた、それぞれ電気的な性質のものとすることができ、すなわち、それぞれ電気的パラメータの形をしている場合がある。これにより、方法に関連してすでに言及した利点が得られる。
【００２０】
本発明による不平衡負荷動作が可能な電気デバイスは、デバイスへの接続を可能にするために経由される複数の接続部であって、特に、配電グリッドの多数の位相線に接続される複数の接続部を含んでいる。電気デバイスは、接続部への配電グリッドの位相線の割り当てを識別するための本発明による装置を備えること、又は、本発明によるこのような装置に接続されていることを特徴とする。これにより、方法に関連してすでに言及した利点がここでもまた得られる。電気デバイスはこの装置を含んでいるか、又はこの装置に接続されているので、装置の評価ユニット又は制御ユニット、場合によっては、これらの両方は、デバイスにすでに存在する少なくとも１つの対応するユニットによって形成することができる。このようなユニットは、例えば、いずれにせよデバイスに対して実行される制御機能及び評価機能を有する全負荷でまだ動作しておらず、したがって、このような機能に関してまだ空き容量を有するマイクロプロセッサとすることができる。
【００２１】
電気デバイスの一実施形態によれば、デバイスは、以下のデバイスクラス、すなわち、
−エネルギー送給デバイス、特に、光起電力（ＰＶ）インバータと、
−エネルギー消費電気デバイスと、
−エネルギー消費及びエネルギー送給の両方を行うデバイス、例えば、バッテリインバータと、
を含む群から選択される。
【００２２】
以下の本文は、図示された好適な例示的な実施形態を参照しながら本発明をさらに説明及び記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１の実施形態における電気デバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の割り当てを識別するための本発明による装置を示す。
【図２】図２は、既知であると見なされる、時間の関数としての不平衡負荷プロファイルと比較した、測定パラメータの図を示す。
【図３】図３は、第２の実施形態における電気デバイスの接続部への、配電グリッドの位相線の割り当てを識別するための本発明による装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図の説明
図１は、第１の実施形態における電気デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗ、ＮＬへの、配電グリッド３の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の割り当てを識別するための本発明による装置１０を図示する。電気デバイス１は、例として、エネルギー送給及びエネルギー消費の両方を行うデバイス１であり、特に、二方向に動作可能なバッテリインバータである。デバイス１は、配電グリッド３の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続された複数の位相接続部Ｕ、Ｖ、Ｗを有する。デバイスは、接続部ＮＬを追加で備え、それは配電グリッド３の中性線Ｎに接続されている。配電グリッド３は、例えば、建物の屋内配電グリッドとして設計されており、一方の側で公共のエネルギー供給グリッドＥＳＧに接続されている。デバイス１は、不平衡負荷プロファイルの形で電力を配電グリッド３に送給すること、及び配電グリッド３から電気エネルギーを引き出すこと、又は消費すること、の両方を行うように設計されている。配電グリッド３に送給された電気エネルギー、又は配電グリッド３から引き出された電気エネルギーを使用して、電気デバイス１は、特に、自身に接続されたバッテリ（図１に示されない）を放電又は再充電することができる。電気消費機器１１は、配電グリッド３に追加で接続されている。消費機器１１は、例として、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれに、及び中性線Ｎに接続された三相の消費機器として図示されている。しかしながら、消費機器１１は、単相又は二相の消費機器である場合もあり得る。図示されている１つの消費機器１１に加えて、さらなる単相又は多相の消費機器をさらに追加で配電グリッド３に接続されている場合がある。消費機器１１の代わりに、又はこの消費機器に加えて、エネルギー送給デバイスを配電グリッド３に接続してもまたよい。
【００２５】
電気デバイス１の場合には、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗをそれぞれ、特定の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に一意的に接続するように意図されている。具体的には、第１の接続部Ｕが第１の位相線Ｌ１に接続され、第２の接続部Ｖが第２の位相線Ｌ２に接続され、第３の接続部Ｗが第３の位相線Ｌ３に接続されるように意図されている。しかしながら、図１に図示されているように、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗを有する電気デバイス１は、配電グリッド３の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に間違って接続されている。例として、第１の接続部Ｕは、自身に割り当てられた第１の位相線Ｌ１に今なお正しく接続されているが、第２の接続部Ｖは第３の位相線Ｌ３に間違って接続され、第３の接続部Ｗは第２の位相線Ｌ２に間違って接続されている。接続部ＮＬは、配電グリッド３の中性線Ｎに正しく接続されている。
【００２６】
デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗへの、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の割り当てを識別するために、制御及びデータ交換のための装置１０がデバイス１に接続されている。制御及びデータ接続は、破線によって図１に記号化して示されている。装置１０は、制御ユニット５と、この制御ユニットに接続された評価ユニット４と、を備える。装置１０は、それぞれの電気的パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、特に、電気デバイス１もまたそこに接続されている複数の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれの電気的パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの時間的なプロファイルを検出するように設計された検出ユニット２に接続されている。例として、検出ユニット２は、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を通る電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を検出するための電流センサ２．１、２．２、２．３と、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の電圧を判定するための電圧センサ２．４、２．５、２．６と、を備える。
【００２７】
位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の割り当てを識別するために、すなわち、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のうちのどれが、デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗのうちのどれに接続されているのかを判定するために、装置１０、特に、その制御ユニット５は、不平衡負荷プロファイルに割り当てられた目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを、目標値としてデバイス１に送信する。これに応答して、デバイス１は、その接続部Ｕ、Ｖ、Ｗで事前定義された不平衡負荷プロファイルに割り当てられた目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを設定する。言いかえれば、デバイス１は、このように接続部Ｕ、Ｖ、Ｗを介して電力の流れを生成し、これは、所定の不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応する。この場合、デバイス１は、目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを通して実行するための開始を装置１０に合図する。この合図によってトリガされて、装置１０は、検出ユニット２を駆動して、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれで電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及び電圧Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３の測定を実行する。検出ユニット２によって測定された値は、測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの形で装置１０に、特に、その評価ユニット４に送信される。図２でより詳細に説明しているように、評価ユニット４は、事前定義された不平衡負荷プロファイルの測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃと比較することによって、デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗへの、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の現在存在している割り当て、又はそれらの電気的接続を判定する。
【００２８】
図２は、事前定義されているため既知であると見なされる、時間ｔの関数としての不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃと比較した、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上で測定された測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃのグラフを示す。例として、比較は、目標パラメータとしてだけでなく、測定パラメータとしての電力Ｐ（ｔ）にもまた基づいて、実行される。電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の測定値から評価ユニット４によって確認された電力Ｐ（ｔ）、及びそれぞれの位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ごとの電圧Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３が、個々のグラフで、各場合において実線の形で、測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃとして図示されている。それぞれの接続部Ｕ、Ｖ、Ｗごとに事前定義された電力Ｐ（ｔ）、すなわち、不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが、各場合において破線の形で図示されている。図２では、目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、この場合、それらの位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のグラフで示されており、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに正しく割り当てられていれば、それらが生じることになる。グラフに図示されている目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃはそれぞれ、包絡関数の意味合いで、又はそれ以外の正弦波の瞬間電力の時間依存性の電力振幅として理解されたい。
【００２９】
図２で例として図示されている不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、各接続部Ｕ、Ｖ、Ｗの信号形式として、異なる鋸歯状の電力増加又は電力低下を有する。具体的には、接続部Ｕを介してデバイス１によって生成された電力の流れ、すなわち、目標パラメータ２０ａは、時間間隔ｔｓｔａ〜ｔｅｎｄで繰り返される鋸歯状の電力低下を特徴とする。接続部Ｖを介してデバイス１によって生成された電力の流れ、すなわち、目標パラメータ２０ｂは、２つの連続した鋸歯状の電力増加を有する。接続部Ｗを介してデバイス１によって生成された電力の流れ、すなわち、目標パラメータ２０ｃは、２つの鋸歯状の電力低下が後続する鋸歯状の電力増加を含んでいる。目標パラメータ２０ｂ、２０ｃとして接続部Ｖ及びＷを介してデバイス１によって生成された電力の流れもまた、時間間隔ｔｓｔａ〜ｔｅｎｄの後に繰り返される。
【００３０】
検出ユニット２を用いて位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上で判定された測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、ここでは測定された電力Ｐ（ｔ）は、評価ユニット４によって、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗで設定された目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの時間的なプロファイルと比較される。例として、第１の位相線Ｌ１上で判定された測定パラメータ２１ａを第１の接続部Ｕで設定された目標パラメータ２０ａと比較すると、鋸歯状の電力低下の間の時間的合致が明らかである。したがって、第１の位相線Ｌ１は第１の接続部Ｕに正しく接続されていると仮定することができる。一方、第２の位相線Ｌ２上で判定された測定パラメータ２１ｂを第２の接続部Ｖで設定された目標パラメータと比較すると、鋸歯状の電力低下、又は電力増加の間の合致が得られない。同じことが、第３の位相線Ｌ３上で判定された測定パラメータ２１ｃの、第３の接続部Ｗで設定された目標パラメータ２０ｃとの比較に当てはまる。したがって、第２の位相線Ｌ２は、第２の接続部Ｖに、正しく意図したように、接続されていないと結論付けることができる。同様に、第３の位相線Ｌ３は、自身に割り当てられた第３の接続部Ｗに、意図したように、接続されていないと結論付けることができる。しかしながら、第２の位相線Ｌ２上で測定された測定パラメータ２１ｂの電力低下又は電力増加は、第３の接続部Ｗで設定された目標パラメータ２０ｃの電力低下及び電力増加と合致する。第３の位相線Ｌ３上で判定された測定パラメータ２１ｃを、第２の接続部Ｖで設定された目標パラメータ２０ｂと比較すると、対応する合致もまた明らかである。そこから、第２の位相線Ｌ２が第３の接続部Ｗに間違って接続され、第３の位相線Ｌ３が第２の接続部Ｖに間違って接続されていると結論付けることができる。接続部Ｖ、Ｗへの位相線Ｌ２、Ｌ３の間違った割り当ては、装置１０によって合図することができる。
【００３１】
間違った割り当ては、一方では、例えば、有資格電気技師によって、接続部Ｖ、Ｗへの、位相線Ｌ２、Ｌ３の電気的接続を遮断させ、正しい割り当てと再度接続させることによって訂正することができる。しかしながら、この代わりとして、デバイス１自体でのソフトウェア変更、又はデバイス１の上流のコントローラでのソフトウェア変更によって、間違った割り当てを訂正してもまたよい。後者は、図１に概略的に図示されている。したがって、ある特定の接続名Ｒ、Ｓ、Ｔが、ソフトウェア内のデバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに割り当てられている。具体的には、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに正しく接続されている場合であれば、接続名Ｒ（第１の接続部Ｕを介する）が第１の位相線Ｌ１に割り当てられ、接続名Ｓ（第２の接続部Ｖを介する）が第２の位相線Ｌ２に割り当てられ、接続名Ｔ（第３の接続部Ｗを介する）が第３の位相線Ｌ３に割り当てられている。図１における、デバイス１のソフトウェア内の、接続部Ｖ、Ｗを介しての位相線Ｌ２、Ｌ３への、結果として生じている接続名Ｓ、Ｔの間違った割り当てを訂正するために、接続名Ｓが第３の接続部Ｗに、したがって第２の位相線Ｌ２に割り当てられるとともに、接続名Ｔが第２の接続部Ｖに、したがって第３の位相線Ｌ３に割り当てられる。これにより、もともとの計画通りに、そして接続部Ｗ、Ｖへの位相線Ｌ２、Ｌ３の間違った接続が続いているにもかかわらず、接続名Ｓも第２の位相線Ｌ２に連結され、接続名Ｔが第３の位相線Ｌ３に連結される。
【００３２】
目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの時間的なプロファイルで図２に図示されている信号形式（ここでは、鋸歯状の電力増加及び電力低下）は、性質上、純粋に例示的なものであり、この代わりに他の信号形式が可能である。しかしながら、目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの信号形式は、それらに割り当てられた接続部Ｕ、Ｖ、Ｗへの追跡可能性を保証するために、第１に、特に、それらの形状及び／又は信号形式が発生する時点に関して、互いに異なっていなければならない。第２に、それらは、測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ内で発生するように、特に、配電グリッド３の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に接続された他のデバイス、例えば、さらなる消費機器１１によって生成され、したがって、識別することが可能なさらなる変動と重ね合わされるように、選択されなければならない。他のデバイスによって生成されたさらなる変動が、図２に図示されているような、時間とともに変化しない信号形式（すなわち、重ね合わせ内のオフセットのみ）ではなく、時間とともに変化する変動でもある場合、これは特に重要である。目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの信号形式が測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃで識別できるようにするために、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のいずれかの場合に検出されたさらなる変動に基づいて、目標パラメータを適応的に調節することが可能である。言いかえれば、測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃでさらなる変動が発生する程度が大きくなるほど、目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの信号形式もまたより顕著になるように選択することができる。例として、目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃのある特定の信号形式が、それぞれの接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに特徴的な周波数であり、且つ、配電グリッド３のグリッド周波数とは異なる周波数で繰り返されることが可能である。したがってこの信号形式もまた、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに接続された位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃで検出することができる。測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、フーリエ変換を用いて接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに特徴的な周波数の存在について分析することができる。次に、測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃで確認された周波数を使用して、これらの周波数に対応する目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを推測し、これにより、それぞれの接続部Ｕ、Ｖ、Ｗを推測することができる。
【００３３】
図３は、第２の実施形態における電気デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗへの、配電グリッド３の位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の割り当てを識別するための本発明による装置１０を図示する。図３は、その特徴の多くが図１に対応しており、この理由で類似した特徴に関しては図１の説明を参照する。したがって、以下では、この第２の実施形態と図１による実施形態との間の違いだけを説明する。
【００３４】
図１とは対照的に、図３の電気デバイス１は、電流センサ９ｕ、９ｖ、９ｗ、及び電圧センサ（わかり易くするために図３には図示されていない）を有する検出装置９を有する。検出装置９は、出力部Ｕ、Ｖ、Ｗを通って流れる電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ、及び出力部Ｕ、Ｖ、Ｗに存在する電圧ＵＵ、ＵＶ、ＵＷを電気変数として検出し、このように検出された電気変数を装置１０に伝達することができる。図１とは対照的に、デバイス１は、その接続部Ｕ、Ｖ、Ｗで設定される不平衡負荷プロファイルに関する情報を受信しない。対照的に、図３のデバイス１それ自体が、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗへの、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の割り当てを識別するための方法を開始する時期を決定する。この場合、例えば、方法に適した不平衡負荷プロファイルがデバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗに存在するか、又は存在が期待されるとき、デバイス１の通常動作の間に方法を実行することができる。これに該当する場合には、次に、デバイス１は、方法の開始時間ｔｓｔａを装置１０に合図する。次に、デバイス１は、その接続部Ｕ、Ｖ、Ｗで、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗを通って流れる電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ、及びそこで主流となっている電圧ＵＵ、ＵＶ、ＵＷを電気変数の形で測定する。図１でも説明したように、デバイス１は、電気変数の検出がそこで始まる、方法の開始時間ｔｓｔａを合図する。デバイス１による開始時間ｔｓｔａの合図によってトリガされて、装置１０は、次に、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上で測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを検出するために、装置に接続された検出ユニット２を駆動する。デバイス１の接続部Ｕ、Ｖ、Ｗでの電気変数の検出、及び位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上での測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの検出は、所定の期間の間、又は、デバイス１若しくは装置１０によってこれが終了されるまで実行される。デバイス１は、有利な点として、接続部Ｕ、Ｖ、Ｗでの電気変数の検出、又は、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上での測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃの検出を終える終了時間ｔｅｎｄを装置１０にも同様に合図する。デバイス１は、装置１０に電気変数又はそれらの時間的なプロファイルを伝達する。装置の評価ユニット４は、伝達された電気変数を、場合によってはそれらをさらに処理した後に、設定された不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃとして解釈する。不平衡負荷プロファイルの目標パラメータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上で確認された測定パラメータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃとの比較、並びに必要な場合には、位相線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及び接続部Ｕ、Ｖ、Ｗの間違った割り当ての訂正も同様に、次に、図２で説明したやり方と類似したやり方で行われる。
【００３５】
参照符号のリスト
１  デバイス
２  検出ユニット
２．１、２．２、２．３  電流センサ
２．４、２．５、２．６  電圧センサ
３  配電グリッド
４  評価ユニット
５  制御ユニット
９  検出装置
９ｕ、９ｖ、９ｗ  電流センサ
１０  装置
１１  消費機器
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  目標パラメータ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  測定パラメータ
Ｕ、Ｖ、Ｗ  接続部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  位相線
Ｒ、Ｓ、Ｔ  接続名
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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