Ufe-anre-programmentwicklung

Microcontroller M16C Links--ag 09:19, 21 July 2008 (UTC)

M16C ufearchiv/elektronik/ic/mc/mitsubishi/62eum.pdf Datenblatt auf unserem FTP Server!

Parameterübergabe ~ag8jun08~

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Altes Format

Datendurchsatz pro Sekunde

   20ms-Mode     1s-Mode
   1Phase 2Phase 1Phase 2Phase 
p: 7*50   7 *50                phasenlaenge
a:        11*50                phasenwinkel
s: 7*50                        spannung 
v:        15*50                spannung
T: 11     11                   zeitsignal
n:               12      12    periode min max
n:                       24    phasen min max
n:               12      36    spannungen min max
n:               12      12    strom min max
n:                8      8     Impedanz r dr
----------------------------------------------
.   711    1661   44      92    Summe Bytes/s
bei 86400s/tag-ergibt dies
61.4       143.5  3.8     7.95  MByte/tag
32.5       13.9   526     251   tage/2GByte

Neues Format (usc-Sequenzen)

Im besten Fall sind die Eventsequenzen zu vernachlaessigen (eine u sequenz und drei h sequenzen zu beginn).

• • 20ms Modus:**

   1 phasig           3 phasig
             T: 7 Bytes
e: 9 Bytes           d: 17 Bytes 
-------------------------------------
1 phasig: 7 + 50*9 = 457 Bytes/s => 24*60*60*457 = 39484800 Bytes/Tag
        (2 GByte = 2 000 000 000 Byte)
        => 50 Tage / 2 GB
3 phasig: 7 + 50*17 = 857 Bytes/s => 24*60*60*857 = 74044800 Bytes/Tag
        => 27 Tage / 2 GB

• • 1s Modus:**

  1 phasig        3 phasig
se: 20 Bytes    sd: 44 Bytes
-------------------------------------
1 phasig: 24*60*60*20 = 1728000 Bytes/Tag
          => 1157 Tage / 2 GByte
3 phasig: 24*60*60*44 = 3801600 Bytes/Tag
          => 526 Tage / 2 GByte

was soll gemessen werden?

Spannung: Zur Erfassung der zu bewertenden Spannung würden Sekundenmittelwerte oder auch längere reichen. Wir müssen aber auch schneller messen um die Spannungssprünge durch Trafoumschaltung zu erkennen und zu bewerten. Die 20ms Messung sollte dafür aber reichen.

Grundfunktionen

Erkennen, was für ein Netz da ist: Z.B. Europäisches Verbundnetz, Englisches Netz, USA u.s.w Übergang zu Microgrid-Bildung innerhalb des Verbundnetzes. Erstmal erkennen, was wir damit machen , kommt später. Ich gehe davon aus , daß es typische Frequenzänderungen gibt, an denen man das erkennen kann.

**Prinzip Verteilte Statiken (droops):**

Der deutsche Begriff Statik ist sehr irreführend, droop heißt im Englischen Dachschräge oder Durchhängen und beschreibt das Prinzip besser. In Kraftwerken wird die Wirkstrom und Blindstrom in Abhängigkeit von Frequenz und Spannung geregelt. Die Statiken sind sind mathematische Funktionen, die diese Abhängikeit beschreiben (im einfachen Fall in der Regel linear) Seit etwa 1990 wird dieses Prinzip auch für Inselnetze verwendet, die mit Wechselrichtern gepeist werden. Damit kann die Leistung des Netzes optimal auf mehrere Wechselrichter verteilt werden, auch wenn diese entfernt voneinander installiert sind und keine weitere Kommunikation vorhanden ist. zur Beschreibung folgende Arbeit: http://www.esat.kuleuven.be/electa/publications/fulltexts/pub_1183.pdf Hier ist der Entwurf für eine Patentanmeldung, **absolut vertraulich behandeln! ** Patentanmeldung Klaus-Wilhelm Köln, am Heisterbusch 8, 23730 Neustadt

Verfahren zur Stabilisierung von Stromnetzen durch verteilte Statiken und Schaltgeräte nach diesem Verfahren

Einleitung:

Zur Regelung mehrerer Synchrongeneratoren in Wechselstromnetzen werden Statiken verwendet, um die Leistung auf die einzelnen Generatoren zu verteilen. Eine Statik ist eine Funktion, die bestimmt, wie Ausgangsstrom oder Phasenwinkel eines Synchrongenerators oder Umrichters abhängig von Werten der Netzspannung oder Netzfrequenz geregelt werden. Eine P/f-Statik beispielsweise regelt die Wirkleistung eines einzelnen Generator in Abhängigkeit von der Frequenz des Stromnetzes. In der Regel wird von einer Nennfrequenz des Netzes ausgegangen. Weicht diese nach unten ab, so wird die Antriebsleistung des Generators und damit der Ausgangsstrom erhöht. Bei einer Abweichung nach oben wird die Antriebsleistung verringert, indem zum Beispiel Dampf- oder Wasserschieber mehr geöffnet oder geschlossen werden. Dies wird durch einen dem Generator zugeordneten Regler erreicht. Dadurch, dass die Frequenz im gesamten Netz an jedem Ort gleich ist, können auf oben genannte Weise geregelte Generatoren gleichzeitig auf Laständerungen reagieren und durch Leistungerhöhung oder -Verringerung das Gleichgewicht im Netz wieder herstellen. Diese Verfahren zur Regelung von Synchrongeneratoren sind bereits lange bekannt. Sie werden auch verwendet in kleinen Stromnetzen, die durch statische Umrichter gespeist werden. Als Energiespeicher für den Leistungsausgleich dient hierbei eine Batterie. Eine elektronische Steuerung wird dabei eingesetzt, um nach dem gleichen Prinzip die Leistung im Netz auf mehrere Umrichter zu verteilen. So ist es möglich, das Leistungsgleichgewicht in einem Netz mit mehreren Frequenzumrichtern, die dezentral angeordnet sind, zu erhalten. Die P/f -Statik regelt in diesem Fall die Ausgangsleistung oder den Strom eines Umrichters, der von einer Batterie gespeist wird oder einen anderen elektrischen Speicher besitzt. Da sich bei kleinen Netzen Schwankungen im Verbrauch durch Zu- oder Abschalten einzelner Geräte stärker auswirken als Leistungsschwankungen im Netz und zusätzlich die Bereitstellung der möglichen höchsten Leistung durch batteriegestützte Umrichter teuer ist, versucht man, zusätzlich andere Generatoren zu nutzen. Dabei sind sogenannte erneuerbare Energiequellen wie Wasserkraft, Sonnenenergie , Windenergie u. a. von besonderer Bedeutung, da für sie kein Treibstoff in netzferne Gebiete transportiert werden muß. Das Problem dieser Energiequellen ist die diskontinuierliche und nicht planbare Leistungsbereitstellung. Daher wird versucht, durch ein automatisiertes Energiemanagement einen Teil des Verbrauchs zu kontrollieren. Dazu müssen im Netz angschlossene Geräte mit Hilfe von Kommunikationsleitungen oder Funkverbindungen mit einem Computer verbunden werden, der das Energiemanagement durchführt und in der Lage ist, Geräte ferngesteuert an- oder abzuschalten.

Die Erfindung: Um die Regelungsleistung der im Netz betriebenen Synchrongeneratoren oder der mithilfe von Statiken geregelten Umrichter zu unterstützen, wird das Regelprinzip auch auf Geräte angewandt, die nicht stufenlos geregelt werden sollen. Dazu wird eine große Anzahl solcher Geräten durch elektronische Steuergeräte so geschaltet, dass die einzelnen Schaltpunkte für das Ein- oder Ausschalten der Geräte annähernd entsprechend einer Kurve angeordnet werden, wie sie als Statik in Generatoren verwendet wird. Die oben genannte stabilisierende Wirkung im Netz wird hier durch zwei Faktoren erreicht: zum einen durch eine hohe Anzahl von Geräten und zum anderen dadurch, daß die Steuergeräte nicht alle bei einem gleichen Schwellenwert schalten, sondern bei verschiedenen Schwellenwerten innerhalb eines definierten Bereichs. So kann eine Wirkung erreicht werden, die sich ähnlich stabilisierend auswirkt wie ein größerer Anteil geregelter Generatoren im Netz. Strom verbrauchende Geräte, die funktionsbedingt eine Speicherkapazität besitzen, also zum Beispiel Kühlgeräte, Heißwasserboiler und elektrische Heizungen, werden nach diesem Verfahren automatisch und für begrenzte Zeit abgeschaltet; dadurch entspricht ihre Auswirkung im Netz einer über Statiken erhöhten Erzeugungsleistung. Gleichzeitig kann nach demselben Verfahren das Zuschalten von Strom erzeugenden Geräten über verteilte Schaltpunkte so erfolgen, dass im Netz eine Wirkung erreicht wird, die der Leistungserhöhung durch statikengeregelte Generatoren entspricht. Entsprechend kann, um die Wirkung einer Leistungsverringerung über statikengeregelte Generatoren zu erreichen, die verteilte Zuschaltung von Lasten oder verteilte Abschaltung ungeregelter Generatoren durchgeführt werden. Dabei können die unterschiedlichen Schaltschwellen entweder fest den einzelnen Geräten zugeordnet sein oder aber durch eine automatische Funktion verändert werden. Die automatische Veränderung der Schaltschwellen kann eine Benachteiligung einzelner Geräte beim insgesamt zu erreichenden Stabilisierungseffekt vermeiden, indem nicht immer bestimmte Geräte früher oder später reagieren als andere. Dieses Verfahren kann auch in Geräten integriert sein, zum Beispiel in einem Haushaltsgerät zu Kühlzwecken, bei dem das Kühlaggegat entsprechend der Erfindung gesteuert wird. Dies kann auch in Form von zusätzlicher Software in einer im Gerät vorhandenen Mikroprozessor-Steuerung ausgeführt sein. Die Anwendung des Verfahrenes der verteilten Statiken kann auch kombiniert sein mit der Aufzeichnung und Auswertung von sich wiederholenden Mustern im Verlauf der gemessenen Werte Frequenz und Spannung im Stromnetz um ein Energiemanagment zu unterstützen.

Ansprüche:

1. Verfahren und Schaltgerät zur Stabilisierung von Stromnetzen, bei dem mehrere automatische Schaltgeräte auf die im Netz gemessenen Frequenz und/oder Spannungswerte reagieren; abhängig von den gemessenen Werten werden Strom verbrauchende Geräte oder Strom erzeugende Geräte an- oder abgeschaltet; An- oder Abschaltung erfolgt in Reaktion auf unterschiedliche Schaltschwellen; diese sind so angeordnet, dass durch die Zusammenwirkung mehrerer Geräte ein Stabilisierungseffekt im Netz erreicht wird, der vergleichbar ist mit der Regelung von Synchrongeneratoren oder Frequenzumrichtern durch Statiken.

2. Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch 1; nachdem die für die Funktion notwedigen unterschiedliche Schaltschwellen eingestellt werden können.

3.Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch 1 und 2, nachdem die Einstellungen mit einem analogen Stellglied durchgeführt werden können.

4. Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch und 2 nachdem die Einstellungen durch digitale Parameter erreicht werden.

5. Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch 1,2 und 4, nachdem die digitalen Parameter mit Hilfe einer Zufallsfunktion eingestellt oder verändert werden.

6. Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch 1 und 2, nachdem die Schaltschwellen durch Überlagerung mit einem sich verändernden analogen Signal ständig verändert werden.

7. Verfahren und Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 6, nachdem das Verfahren der verteilten Statiken kombiniert wird mit der Aufzeichnung und Auswertung von sich wiederholenden Mustern im Verlauf der gemessenen Werte Frequenz und Spannung im Stromnetz um ein Energiemanagment zu unterstützen.

Zusammenfassung: Verfahren zur Stabilisierung von Stromnetzen durch verteilte Statiken und Schaltgeräte nach diesem Verfahren bei dem durch viele automatische geschaltete Geräte eine Stabilisierungswirkung erreicht wird, die mit durch Statiken geregelten Synchrongeneratoren oder statikengeregelten statischen Umrichtern vergleichbar ist. Die Geräte müssen dabei nicht stufenlos in der Leistung geregelt werden, sondern es wird eine quasistufenlose Regelung dadurch erreicht, dass die Schaltpunkte der einzelnen Geräte so verteilt sind, dass sie in der gemeinsamen Wirkung einer stufenlosen Regelung nahe kommen. Die Schaltpunkte der einzelnen Geräte werden entweder fest eingestellt oder automatisch verändert und damit immer wieder neu verteilt, um die Beachteiligung einzelner Geräte zu vermeiden. Es werden sowohl Strom verbrauchende als auch Strom erzeugende Geräte geschaltet. In den einzelnen Geräten werden Netzspannung und Netzfrequenz gemessen und abhängig davon der Betrieb der Geräte geschaltet um einen zeitliche Verlagerung von Verbrauch oder Erzeugungsleistungen zu erreichen.

Netzstabilität unter extremen Bedingungen unterstützen

Verbraucher abschalten bei zugeringer Frequenz und Spannung (schnell)\n\n