本發(fā)明涉及用于驗證建筑物中的電能系統(tǒng)的方法和電氣系統(tǒng)。特別地，要檢查電能系統(tǒng)的電氣連接模式。

背景技術(shù)：

1、德國專利申請de?10?2018?206?214描述了一種用于操作建筑物中的能源供應系統(tǒng)的方法。該系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)或控制裝置，其接收測量值并調(diào)節(jié)和/或控制系統(tǒng)的操作狀態(tài)。這種調(diào)節(jié)或控制裝置也稱為ems(“能源管理系統(tǒng)”)或hems(“家庭能源管理系統(tǒng))。

2、如果建筑物中新安裝了電能系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有的能源系統(tǒng)進行了更改，則在能源系統(tǒng)(重新)調(diào)試時，必須在能源系統(tǒng)的控制裝置中配置能源系統(tǒng)的電氣連接模式。不完整或有缺陷的連接模式可能會導致電能系統(tǒng)運行過程中的故障。因此，通常必須檢查連接模式，然而，在實踐中，這可能非常復雜，而且部分也容易發(fā)生故障。因此，需要對電能系統(tǒng)進行自動或引導驗證。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明基于克服現(xiàn)有技術(shù)中已知的問題并明確指出一種比現(xiàn)有技術(shù)有所改進的驗證電能系統(tǒng)的方法的問題。此外，將提供一種比現(xiàn)有技術(shù)改進并具有控制裝置(hems)的電能系統(tǒng)。

2、控制裝置能夠獲取或調(diào)節(jié)和/或控制電能系統(tǒng)或能量系統(tǒng)的各個組件的操作狀態(tài)或操作參數(shù)。根據(jù)功能，控制裝置也可被視為反饋控制裝置。在下文中，控制裝置也稱為“hems”。

3、根據(jù)本發(fā)明，該問題通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于驗證電能系統(tǒng)的方法和根據(jù)權(quán)利要求9的電能系統(tǒng)來解決。本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求、附圖和以下示例性實施例的描述中闡述。

4、該方法的一個目標是通過優(yōu)化的測試方法自動確定部件在電能系統(tǒng)中或能量系統(tǒng)的電連接模式中的位置。此外，要檢測實際安裝的連接模式與提供的連接模式或用戶選擇的連接模式之間的偏差。

5、連接模式描述了電能系統(tǒng)的各種部件的布置及其彼此的相對位置和連接。在圖形上，連接模式可通過相應的部件符號和連接線來顯示，特別是示意性地顯示。

6、能源系統(tǒng)的示例性部件是發(fā)電機，例如pv系統(tǒng)和/或燃料電池，它們提供電能。pv系統(tǒng)或燃料電池通常具有(可控)逆變器，以便為建筑物的本地網(wǎng)絡提供交流電。

7、此外，能源系統(tǒng)可具有可控負載，例如熱泵、電加熱裝置和/或電動車或其充電站(也稱為壁箱)。電加熱裝置可以是例如用于加熱水的熱泵的加熱棒。加熱棒可支撐熱泵，特別是在非常低的外部溫度下。術(shù)語“可控負載”還包括僅可控的負載。

8、以固定方式設置在建筑物中并且具有例如電池或可充電電池的儲能器同樣可以被理解為可控負載，因為儲能器在充電過程中消耗能量，并且諸如時間、周期、充電功率等的參數(shù)可以由控制裝置hems確定。此外，儲能器也可以被理解為或操作為可控發(fā)電機，特別是因為它可以根據(jù)來自hems的調(diào)節(jié)或控制信號提供儲存的能量。

9、此外，電能系統(tǒng)包括多個不可控負載，例如家用電器、電燈等。hems不能直接影響不可控負載的相應操作狀態(tài)。

10、電流或電壓的電線可以統(tǒng)稱為本地網(wǎng)絡。負載的連接例如是通過連接到本地網(wǎng)絡的插座進行的。

11、此外，電能系統(tǒng)包括電網(wǎng)連接點，通過該電網(wǎng)連接點可以從公共電網(wǎng)獲取電能，或者可以將本地產(chǎn)生的能量饋入公共電網(wǎng)。電網(wǎng)連接點相對于其他部件的相對位置由連接模式描述。

12、此外，電能系統(tǒng)包括至少一個測量裝置，特別是用于測量電流或能耗、功耗、能量產(chǎn)生或功率輸出的電表。例如，電表可以布置在電網(wǎng)連接點和/或電能系統(tǒng)的其他節(jié)點處。特別地，例如，可控負載的消耗和/或本地能源發(fā)電機(例如pv系統(tǒng))的發(fā)電量都可以通過單獨的儀表獲取。在優(yōu)選實施例中，能量系統(tǒng)可以具有多個測量裝置。在以下描述中，術(shù)語測量裝置、電表和儀表可以同義使用。

13、中央控制裝置(hems)用于調(diào)節(jié)和/或控制能量系統(tǒng)，特別是至少一個可控負載和/或至少一個儲能器和/或所述至少一個發(fā)電機。

14、此外，控制裝置獲取電表的測量值?？刂蒲b置還可以具有人機界面，用戶可以通過該界面進行輸入和讀取輸出。為此，控制裝置可以具有顯示裝置和輸入裝置?？商娲鼗蚋郊拥兀刂蒲b置可以連接到網(wǎng)絡，從而可以例如通過用戶終端(例如筆記本電腦或智能手機等)上的應用程序或瀏覽器等進行輸入和/或輸出。

15、在下文中，描述了根據(jù)本發(fā)明的方法的各個方法步驟，這些步驟可以單獨、連續(xù)或同時進行。并非所有步驟都是解決本發(fā)明問題所必需的，因此也可以省略個別步驟。

16、在第一步驟中，提供電能系統(tǒng)的連接模式。例如，連接模式可以由用戶提供。

17、優(yōu)選地，該規(guī)定可以自動進行。例如，hems可以根據(jù)自動檢測到的部件提供連接模式，或者向用戶輸出建議，用戶可以接受或拒絕該建議。

18、根據(jù)優(yōu)選實施例，連接模式的提供可以與用戶交互進行。為此，首先啟動人機界面，該人機界面可以具有圖形用戶界面，該圖形用戶界面例如通過用戶終端中的瀏覽器或應用程序或通過hems的顯示裝置執(zhí)行。隨后，可以向用戶輸出請求，以通過一個輸入或多個輸入指定連接模式。例如，可以通過從可能的連接模式列表中進行選擇和/或通過回答一系列問題來交互式地、優(yōu)選地迭代地進行輸入。

19、特別地，hems可以向用戶輸出一系列查詢，以便用戶可以進行一系列輸入。這里，例如，可以按順序單獨查詢具體部件的存在和/或其數(shù)量和/或相對于其他部件的相對布置。根據(jù)用戶的輸入，可以提出對可能連接模式的有限選擇，或者可以確定單個合適的連接模式?？梢缘卦O置一系列查詢，以便每個單獨的查詢都可以對后續(xù)的查詢或選擇選項產(chǎn)生影響。

20、隨后，hems可以根據(jù)用戶的輸入確定并提出或提供合適的連接模式。

21、例如，用戶可以通過在顯示的列表或圖形界面中選擇單個部件來進行輸入。此外，用戶可以從多個提供的連接模式中進行選擇。這里，hems可以根據(jù)已經(jīng)檢測到的部件進行預選，以方便用戶選擇，其中hems可以顯示多種可能的連接模式。

22、部件的自動檢測可以通過從電能系統(tǒng)的至少一個部件獲取至少一個信號來實現(xiàn)。例如，信號可以從部件無線傳輸并由hems接收?；蛘?，信號也可以以有線方式傳輸。例如，可以自動檢測部件的控制線路和hems之間的插頭連接的建立。

23、優(yōu)選地，hems可以基于所獲取的信號來檢測至少一個部件。特別地，hems檢測部件的結(jié)構(gòu)類型和/或裝置類型。此外，在這種情況下，已經(jīng)可以獲取部件的操作狀態(tài)。

24、電能系統(tǒng)的驗證包括通過驅(qū)動至少一個第一部件將電能系統(tǒng)設置為第一操作狀態(tài)的步驟。然后，hems在第一操作狀態(tài)下獲取至少一個測量值。測量值特別可以由電表生成并傳輸?shù)絟ems。隨后，hems根據(jù)至少一個測量值和提供的連接模式進行合理性檢查。在合理性檢查的范圍內(nèi)，檢查所獲取的測量值是否與提供的電路模式相符。

25、優(yōu)選地，驅(qū)動部件可以包括由部件引起的所提供的功耗或功率輸出。例如，該設定功耗或功率輸出可以通過測量裝置之一處的測量值的相應變化來獲取，并與提供的值進行比較。由此，除其他外，可以確定與測量裝置和其他部件相比的部件相對位置的信息。此外，可以驗證部件的正確運作及其驅(qū)動。

26、hems根據(jù)合理性檢查的結(jié)果輸出信號。例如，信號是通過人機界面輸出給用戶的消息。該消息可以指示連接模式是否合理。因此，該消息特別可以是成功消息或錯誤消息。

27、根據(jù)優(yōu)選實施例，輸出信號的步驟包括根據(jù)合理性檢查的結(jié)果向用戶輸出一條消息，其中包含對替代連接模式的建議，其中替代連接模式描述了電能系統(tǒng)的多個部件的不同布置及其相對位置和連接。

28、特別地，如果合理性檢查顯示提供的連接模式與獲取的測量值不符，則可以輸出對替代的、合理的連接模式的建議。然后，用戶可以通過相應的輸入接受建議。隨后，優(yōu)選地進行重新驗證。

29、信號可以以各種方式輸出。特別地，信號可以以消息的形式傳輸?shù)侥茉聪到y(tǒng)的用戶和/或操作員的終端。另外或可替代地，信號可以作為指示顯示在hems上或hems附近的顯示裝置上。此外，附加地或可替代地，信號可以是hems可以輸出到能量系統(tǒng)的部件的調(diào)節(jié)信號或控制信號，特別是為了進行調(diào)節(jié)干預和/或為了改變能量系統(tǒng)的操作狀態(tài)。

30、優(yōu)選地，輸出信號可以包括向能源系統(tǒng)的用戶和/或操作員發(fā)送的錯誤消息。特別地，錯誤消息可以被輸出到用戶和/或操作者的移動終端。例如，錯誤消息可以指示驗證表明提供的連接模式與獲取的測量值不符。

31、驗證可以包括另一個步驟，其中通過驅(qū)動第一部件和/或通過驅(qū)動第二部件將電能系統(tǒng)設置為第二操作狀態(tài)，其中在第二操作模式下獲取至少一個另外的測量值。

32、因此，可以根據(jù)在第一操作狀態(tài)下的第一測量值和根據(jù)在第二操作狀態(tài)下的第二測量值進行合理性檢查。因此，可以更精確地檢查所提供的連接模式的合理性，特別是如果多個連接模式僅在第一操作狀態(tài)的測量值下是合理的。因此，可以減少可能的合理連接模式的數(shù)量。

33、優(yōu)選的電能系統(tǒng)具有作為第一部件的可控負載和用于測量可控負載的消耗的相應電表。因此，hems可以通過向可控負載發(fā)送功耗命令來驅(qū)動第一組件。功耗命令可以提供等于零或大于零的功耗(或負載的功耗)。等于零的功耗命令也可以稱為關(guān)閉命令。

34、根據(jù)優(yōu)選實施例，可以通過從電表接收可控負載的測量消耗來獲取至少一個測量值，并且可以通過將測量的消耗與傳輸?shù)墓拿钸M行比較來執(zhí)行合理性檢查。

35、優(yōu)選的電能系統(tǒng)具有作為第一或第二部件的可控儲能器和/或發(fā)電機以及用于測量儲能器或發(fā)電機的電功率輸出的相應電表。

36、根據(jù)優(yōu)選實施例，hems可以通過向儲能器和/或發(fā)電機發(fā)送功率輸出命令來驅(qū)動第一部件。hems通過從電表接收儲能器和/或發(fā)電機的測量輸出來獲取至少一個測量值，并通過將測量輸出與傳輸?shù)墓β瘦敵雒钸M行比較來執(zhí)行合理性檢查。

37、在優(yōu)選方法中，hems從電網(wǎng)連接點(nap)處的第一電表獲取第一測量值，通過電網(wǎng)連接點可以從公共電網(wǎng)獲取電能和/或?qū)㈦娔莛伻牍搽娋W(wǎng)。此外，hems可以從至少一個第二電表獲取至少一個第二測量值。所述至少一個第二電表測量例如可控負載的消耗和/或儲能器的功率輸出和/或發(fā)電機的功率輸出。

38、此外，hems可以根據(jù)第一測量值和第二測量值之間的差來確定不可控負載的消耗。因此，可以根據(jù)第一測量值、第二測量值和提供的連接模式來執(zhí)行合理性檢查。

39、根據(jù)優(yōu)選實施例，該方法包括將數(shù)據(jù)從hems傳輸?shù)皆苹蚍掌鞯牟襟E。云或服務器可以在地理上遠離具有能源系統(tǒng)的建筑物。數(shù)據(jù)可以存儲在云端中或服務器的存儲裝置中，以便用于例如評估。云端或服務器可以評估數(shù)據(jù)集，特別是為了進行合理性檢查。

40、根據(jù)計算結(jié)果，云端或服務器可以輸出信號，例如輸出到能源系統(tǒng)的用戶或操作者的移動終端。移動終端可以接收信號，特別是通過互聯(lián)網(wǎng)連接。

41、電能系統(tǒng)還可以包括至少一種可再生能源，例如光伏系統(tǒng)(pv系統(tǒng))或風力渦輪機，其配置為向(可控和不可控)負載和儲能器提供能量。光伏系統(tǒng)通常具有逆變器，以便將pv系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。例如，逆變器可以由hems控制。此外，pv系統(tǒng)可以具有單獨的電表，以測量pv系統(tǒng)產(chǎn)生的能量。特別地，所產(chǎn)生的能量的一部分可用于對儲能器充電。此外，能量可以從pv系統(tǒng)通過電網(wǎng)連接點饋入公共電網(wǎng)。饋入的能量優(yōu)選地通過電網(wǎng)連接點處的計數(shù)器進行測量以計算補償。

42、hems優(yōu)選地被配置為執(zhí)行這里描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的一些或全部方法步驟。